制氧机色谱分析仪公共气路切换功能的实现

赵云

(山信软件股份有限公司，山东莱芜，271104)

0 引言

空碳氢化合物中性质极不稳定的乙炔又是最危险的物质分装置的稳定运行与碳氢化合物在液氧中的积聚有直接关系，，它与主冷中的氧结合后更使得引发爆炸的风险大大提高。9#、10#机组采用西门子MAXUM II色谱分析仪测量主冷液氧中碳、氢等杂质的含量。

该色谱分析仪制氧机共用，有四路气体要求：（1）载气，来自氢气瓶或者校准气瓶。（2）采样气：两路，一路来自9氧，一路来自10氧，由转换开关进行切换。（3）驱动气，来自9氧分子筛后，气体为空气。（4）校准气，包括量程气，零气。

1 现状分析

针对以上出现的主要及次要原因，进行原因分析：（1）目前采用的人工方式按照需求实现多路气体的使用切换。人工方式，如果忘记气路切换，就会对测量数值造成影响，误导工艺人员根据错误的数值调整造成工况紊乱。（2）如果一台机组停车，工艺人员又未及时切换，色谱仪会处于空烧状态，长时间的空烧会造成色谱柱甚至是整台分析仪的损坏。（3）色谱仪分析自动化程度较高，并能进行连续监测，且灵敏度高。诸如流量不稳定、压力波动大及电压不稳定等因素常常造成色谱仪熄火，重新点火又需要一定时间，会给色谱仪的精确测量带来很大影响。

2 改造方案

2.1 气路系统预处理

采样气、仪表气在进入分析仪之前，通过预置好的过滤器、稳压泵，当输入气压发生波动时，气体仍然维持稳定不变的输出压力，使气体得到净化、稳流之后进入色谱仪进行检测、分析。

2.2 增加稳压电源

为避免供电电压的波动以引起色谱仪熄火，电压的稳定供给至关重要，硬件方面，除增加上述装置外，还增加一个稳压电源。

2.3 增加远程电磁阀切换功能

为了彻底解决需要人工就地切换气路的问题，程序中添加保护措施。即：一、如果9#10#两台机组同时运行时，通过画面即可轻松切换气路进行测量，无需进行就地操作。二、如果一台机组停车，程序会自动输出使控制该气路的电磁阀失电。

2.4 更换设备

图1 预处理装置图

为防止取样点压力过大对分析仪造成损害使得测量数值不准确，首先要对样气减压，需要增加减压系统。从空分装置中取出的样气在进入仪表的管线中可能会带有少量液体，若进入仪表，将对仪表造成损害，因此，气液分离必不可少。分析仪器离取样点很远，避免分析数据可能滞后的情况，快速回流使得分析数据更为有效。为了保证样气进入仪表的气流稳定，在空分预处理上增置稳流装置。

2.5 实现自动化控制系统

依据现有PLC系统，在不增加控制系统设备投入的情况下，在木块的备用通道上使用备用I/O信号点两个（DO）以及相应继电器，满足系统改造需求。编制电磁阀控制程序，从而轻松实现远程切换。

3 结果分析

3.1 经济效益

9#-10#单位总产量如下：氧气21250m3/h、 液氧1.6m3/h、液氩1m3/h、 氮气21000m3/h，每小时各种产品产生的效益（万元）。各种产品价格如下：氧气：0.72元/m3 液氧：810/m3氮气：0.3元/m3液氩：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

则，一台机组每小时直接经济效益为：

E= 15300+1350+1200+6300=24150元

预计由分析仪故障引发的工艺调整时间减少3-1=2小时，每个机组产生的效益为：2*24150=4.83万元

3.2 实施效果

项目实施后，不仅创造了客观的经济效益，同时也提高了运行稳定性及测量精度，减少故障，降低了劳动强度和设备的故障率。