制氧機(jī)色譜分析儀公共氣路切換功能的實(shí)現(xiàn)

趙云

(山信軟件股份有限公司，山東萊蕪，271104)

0 引言

空碳?xì)浠衔镏行再|(zhì)極不穩(wěn)定的乙炔又是最危險(xiǎn)的物質(zhì)分裝置的穩(wěn)定運(yùn)行與碳?xì)浠衔镌谝貉踔械姆e聚有直接關(guān)系，，它與主冷中的氧結(jié)合后更使得引發(fā)爆炸的風(fēng)險(xiǎn)大大提高。9#、10#機(jī)組采用西門子MAXUM II色譜分析儀測(cè)量主冷液氧中碳、氫等雜質(zhì)的含量。

該色譜分析儀制氧機(jī)共用，有四路氣體要求：（1）載氣，來自氫氣瓶或者校準(zhǔn)氣瓶。（2）采樣氣：兩路，一路來自9氧，一路來自10氧，由轉(zhuǎn)換開關(guān)進(jìn)行切換。（3）驅(qū)動(dòng)氣，來自9氧分子篩后，氣體為空氣。（4）校準(zhǔn)氣，包括量程氣，零氣。

1 現(xiàn)狀分析

針對(duì)以上出現(xiàn)的主要及次要原因，進(jìn)行原因分析：（1）目前采用的人工方式按照需求實(shí)現(xiàn)多路氣體的使用切換。人工方式，如果忘記氣路切換，就會(huì)對(duì)測(cè)量數(shù)值造成影響，誤導(dǎo)工藝人員根據(jù)錯(cuò)誤的數(shù)值調(diào)整造成工況紊亂。（2）如果一臺(tái)機(jī)組停車，工藝人員又未及時(shí)切換，色譜儀會(huì)處于空燒狀態(tài)，長時(shí)間的空燒會(huì)造成色譜柱甚至是整臺(tái)分析儀的損壞。（3）色譜儀分析自動(dòng)化程度較高，并能進(jìn)行連續(xù)監(jiān)測(cè)，且靈敏度高。諸如流量不穩(wěn)定、壓力波動(dòng)大及電壓不穩(wěn)定等因素常常造成色譜儀熄火，重新點(diǎn)火又需要一定時(shí)間，會(huì)給色譜儀的精確測(cè)量帶來很大影響。

2 改造方案

2.1 氣路系統(tǒng)預(yù)處理

采樣氣、儀表氣在進(jìn)入分析儀之前，通過預(yù)置好的過濾器、穩(wěn)壓泵，當(dāng)輸入氣壓發(fā)生波動(dòng)時(shí)，氣體仍然維持穩(wěn)定不變的輸出壓力，使氣體得到凈化、穩(wěn)流之后進(jìn)入色譜儀進(jìn)行檢測(cè)、分析。

2.2 增加穩(wěn)壓電源

為避免供電電壓的波動(dòng)以引起色譜儀熄火，電壓的穩(wěn)定供給至關(guān)重要，硬件方面，除增加上述裝置外，還增加一個(gè)穩(wěn)壓電源。

2.3 增加遠(yuǎn)程電磁閥切換功能

為了徹底解決需要人工就地切換氣路的問題，程序中添加保護(hù)措施。即：一、如果9#10#兩臺(tái)機(jī)組同時(shí)運(yùn)行時(shí)，通過畫面即可輕松切換氣路進(jìn)行測(cè)量，無需進(jìn)行就地操作。二、如果一臺(tái)機(jī)組停車，程序會(huì)自動(dòng)輸出使控制該氣路的電磁閥失電。

2.4 更換設(shè)備

圖1 預(yù)處理裝置圖

為防止取樣點(diǎn)壓力過大對(duì)分析儀造成損害使得測(cè)量數(shù)值不準(zhǔn)確，首先要對(duì)樣氣減壓，需要增加減壓系統(tǒng)。從空分裝置中取出的樣氣在進(jìn)入儀表的管線中可能會(huì)帶有少量液體，若進(jìn)入儀表，將對(duì)儀表造成損害，因此，氣液分離必不可少。分析儀器離取樣點(diǎn)很遠(yuǎn)，避免分析數(shù)據(jù)可能滯后的情況，快速回流使得分析數(shù)據(jù)更為有效。為了保證樣氣進(jìn)入儀表的氣流穩(wěn)定，在空分預(yù)處理上增置穩(wěn)流裝置。

2.5 實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制系統(tǒng)

依據(jù)現(xiàn)有PLC系統(tǒng)，在不增加控制系統(tǒng)設(shè)備投入的情況下，在木塊的備用通道上使用備用I/O信號(hào)點(diǎn)兩個(gè)（DO）以及相應(yīng)繼電器，滿足系統(tǒng)改造需求。編制電磁閥控制程序，從而輕松實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程切換。

3 結(jié)果分析

3.1 經(jīng)濟(jì)效益

9#-10#單位總產(chǎn)量如下：氧氣21250m3/h、 液氧1.6m3/h、液氬1m3/h、 氮?dú)?1000m3/h，每小時(shí)各種產(chǎn)品產(chǎn)生的效益（萬元）。各種產(chǎn)品價(jià)格如下：氧氣：0.72元/m3 液氧：810/m3氮?dú)猓?.3元/m3液氬：1200元/m3：

EO2=21250×0.72=15300元

ELO=1.6×810=1350元

ELA=1×1200=1200元

EN2=21000×0.3=6300元

則，一臺(tái)機(jī)組每小時(shí)直接經(jīng)濟(jì)效益為：

E= 15300+1350+1200+6300=24150元

預(yù)計(jì)由分析儀故障引發(fā)的工藝調(diào)整時(shí)間減少3-1=2小時(shí)，每個(gè)機(jī)組產(chǎn)生的效益為：2*24150=4.83萬元

3.2 實(shí)施效果

項(xiàng)目實(shí)施后，不僅創(chuàng)造了客觀的經(jīng)濟(jì)效益，同時(shí)也提高了運(yùn)行穩(wěn)定性及測(cè)量精度，減少故障，降低了勞動(dòng)強(qiáng)度和設(shè)備的故障率。