在線氣相色譜分析儀
武漢泰特沃斯科技有限公司，是國內(nèi)的氣相色譜儀供應(yīng)商。以下由武漢泰特沃斯科技有限公司色譜技術(shù)人員主要介紹在線氣相色譜分析儀。氣相色譜分析儀系統(tǒng)由4大系統(tǒng)組成：取樣預(yù)處理系統(tǒng)、樣品傳輸系統(tǒng)（快速回路系統(tǒng)）、色譜分析系統(tǒng)及控制和信號處理系統(tǒng)。取樣預(yù)處理系統(tǒng)安裝在現(xiàn)場，要求盡量的靠近工藝采樣點，可以直接布置在采樣點上方；快速回路系統(tǒng)安裝在小屋外，緊鄰小屋。由于石油化工裝置現(xiàn)場的環(huán)境一般不能滿足色譜分析系統(tǒng)和控制，以及信號處理系統(tǒng)的安裝要求，所以色譜儀和控制信號處理單元安裝在小屋內(nèi)。
氣相色譜分析儀在使用中有以下特點：1）高靈敏度，可檢測出ppm和ppb級的組分含量；2）高選擇性，可有效地分離性質(zhì)極為相近的組分；3）所需的試樣量少，一般氣樣需要幾毫升，液樣需要幾微升或幾十微升；4）應(yīng)用范圍廣，可分析低含量的氣、液體，亦可分析高含量的氣、液體，可不受組分含量的限制?；谝陨蠎?yīng)用特點，色譜分析儀是針對多組分且組分含量變化的樣品的，各組分濃度分析的有效方法。適合石油化工行業(yè)中間產(chǎn)品和產(chǎn)品的特點。
采樣及預(yù)處理系統(tǒng)
過程在線氣相色譜儀的取樣、預(yù)處理系統(tǒng)是過程氣相色譜儀的一個非常重要的組成部分。它的運行好壞直接關(guān)系到過程氣相色譜儀能否實現(xiàn)對工藝樣品的連續(xù)分析和長周期穩(wěn)定運行。有許多過程氣相色譜儀使用率很低，不能很好地發(fā)揮作用，分析其原因不是儀器本身的質(zhì)量問題。而往往是取樣裝置、預(yù)處理系統(tǒng)的問題造成的。因此，對這一部分應(yīng)引起足夠的重視，不可低估它的作用。
過程氣相色譜儀通過取樣裝置連續(xù)將工藝樣品從生產(chǎn)管道或容器中取出，經(jīng)預(yù)處理后進(jìn)行特定組分或全組分的分析。預(yù)處理的目的是樣品在不失真的情況下把樣品處理干凈，送入色譜儀中，以保證儀器正常運行。
樣品預(yù)處理系統(tǒng)是對樣品的壓力、溫度、機(jī)械雜質(zhì)、固體微粒粉塵、有害組分等進(jìn)行處理，使之得到符合分析儀要求樣品的過程。樣品預(yù)處理系統(tǒng)一般需要完成過濾、減壓、調(diào)溫、汽化幾個過程。圖中是氣相色譜預(yù)處理系統(tǒng)的流程圖。經(jīng)取樣探頭將樣品送入預(yù)處理箱，進(jìn)入預(yù)處理箱首先設(shè)計有手動和自動的切斷閥，用于正常系統(tǒng)維護(hù)和事故緊急切斷。后經(jīng)三通閥、過濾器后進(jìn)入蒸發(fā)器。三通閥用于系統(tǒng)維護(hù)時氮氣吹掃整個采用管路；過濾器用于去除樣品中的機(jī)械雜質(zhì)和固體微粒；蒸發(fā)器的功能是給樣品減壓加熱，讓其汽化。如果采得的樣品已經(jīng)是氣體，則改為減壓閥，將樣品壓力調(diào)整為適合分析儀的工作壓力。蒸發(fā)器后應(yīng)配有壓力開關(guān)，用于高壓連鎖保護(hù)。當(dāng)因為減壓閥故障引起下游壓力超過采樣系統(tǒng)設(shè)計壓力時，應(yīng)關(guān)斷；如果自動切斷閥。還應(yīng)設(shè)計有安全閥，用于連鎖失誤時保護(hù)下游采樣系統(tǒng)。當(dāng)樣品為可燃或有毒介質(zhì)時，安全閥應(yīng)排放至火炬系統(tǒng)，而不能隨意排放。經(jīng)過過濾、減壓、汽化后的樣品將送入快速回路系統(tǒng)?？焖倩芈废湮挥谛∥萃?，從預(yù)處理箱至快速回路箱的采樣管線需考慮伴熱，以避免樣品液化。
快速回路系統(tǒng)
色譜分析儀實際需要的樣品量非常少，為了滿足工藝測量響應(yīng)時間的要求，采用快速回路提高采樣管線的流速，也就是樣品的更新時間，以滿足工藝的測量響應(yīng)時間?？焖倩芈废到y(tǒng)箱一般緊鄰小屋布置。所采到的樣品通過快速回路過濾器將大部分樣品返回工藝系統(tǒng)，僅留下色譜分析儀所需的樣品量送進(jìn)小屋。
色譜分析系統(tǒng)
為了節(jié)省投資，有時候需要用一臺在線色譜分析儀對多個流路的工藝樣品進(jìn)行分析。此時需要用多流路的樣品處理系統(tǒng)。每個流路的預(yù)處理系統(tǒng)必須是獨立的，因為每個采樣點的工藝條件不同，預(yù)處理的要求也各不相同。各流路預(yù)處理后的樣氣經(jīng)多路閥組，匯集到一根公共管線后供給分析單元。每一種樣氣經(jīng)一個三路的電磁閥組進(jìn)入到公共管線。
當(dāng)多流路共用一臺在線色譜分析儀時，應(yīng)充分考慮測量周期是否滿足工藝的要求?？紤]到色譜分析儀本身的測量時間，采樣和樣品處理時間及采樣管路的吹掃時間，每個流路的測量時間大約需要15min。針對樣品組分和測量要求的不同，此測量時間也會不同。一般樣品組分越復(fù)雜，要求測量的組分越多時，測量時間越長。以15min為例，當(dāng)四流路共用一臺色譜分析儀時，此色譜分析儀的測量周期為60min。當(dāng)分析儀在為其它流路工作時，此流路的測量輸出保持上一次的測量值不變，直至下一次測量。也就是，每個流路的測量值60min更新一次。
信號傳輸系統(tǒng)
色譜分析儀一般用于被測樣品組分復(fù)雜，要求測量的組分很多，要求測量的組分含量很低（ppm）的測量工況下。由于在線色譜分析儀的價格較高，所以在項目中通常多個流路共用一臺分析儀。如果每個流路要求測量10個組分，那么4個流路共有40個組分需要測量。如果有10臺色譜分析儀，那么就有400個測量值需要傳輸。因為色譜分析儀本身的工作特點已經(jīng)決定了它測量的滯后性。因此，在信號傳輸上對實時性的要求也就不是很高了，加上需要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量又較大，所以色譜分析儀的測量值一般采取總線的信號傳輸方式。Modbus 485或Modbus TCP/IP是常用的總線通訊協(xié)議?？紤]到色譜分析儀的復(fù)雜性和對維護(hù)工作的要求較高，通常在小屋內(nèi)會設(shè)置一臺工作站，用于開車調(diào)試和系統(tǒng)維護(hù)。色譜分析儀的測量數(shù)據(jù)需要傳輸?shù)饺珡SDCS系統(tǒng)用于操作員監(jiān)控和報警。從分析小屋至儀表機(jī)柜間建議采用光纖傳輸。針對參與控制的被測組分，為了保證信號的可靠性，建議采用4-20mA模擬量硬線傳輸。
