火炬系統(tǒng)內滲入氧氣會造成災難性后果,尤其遭遇易燃廢氣更是嚴重。為防止事故發(fā)生,保障生產安全,可靠的氧氣測量至關重要。
中國某化工廠是國內最大的丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)樹脂生產商,而ABS 生產過程中必不可少的原材料是丁二烯。
丁二烯極易燃燒,易對健康和環(huán)境造成潛在危害。因此,在丁二烯工廠啟動和關閉時產生的廢氣需運送至火炬系統(tǒng),燃燒分解后才能釋放至大氣;同時,必須小心控制廢氣中的氧含量,避免爆炸風險。
▏ 繁瑣的順磁法氧氣監(jiān)測
該公司在火炬管道處安裝了一臺順磁氧分析儀,以便對丁二烯廢氣中的氧含量進行監(jiān)控。
依托順磁法測量的技術原理,要求對氣體樣品進行預處理;同時,在生產過程中丁二烯廢氣中含有10%的水蒸氣,氣體在低溫時容易發(fā)生聚合反應;而冷凝水和丁二烯聚合物會堵塞采樣管和預處理過濾器,進而導致測量故障和大量的清潔、維護工作。
同時,取樣式分析儀存在固有的滯后性;因此即使系統(tǒng)正常運行,也無法保證火炬系統(tǒng)的安全性。
▏ 對穿式可調諧二極管激光技術的嘗試與弊端
為獲取更可靠的測量結果,工程師采用可調諧二極管激光(TDL) 分析儀取代順磁氧氣系統(tǒng)。
TDL 測定氣體濃度,免受水蒸氣和背景氣體的影響,測量穩(wěn)定且可靠性高;但該公司的火炬管道只有DN300,對于典型的對穿式TDL 來說管徑太細,因而無法安裝(分體的激光發(fā)射器和接收器裝置,必須仔細對焦);最終被迫采用取樣式方案,在取樣管道后安裝額外的TDL 測量池。
但這種方案,無法進行氮氣吹掃以保持TDL視窗無灰塵和水分堆積,因此,必須在分析儀前端安裝采樣、過濾和預處理設備;同時,在日常維護中,取樣和預處理系統(tǒng)仍然會出現(xiàn)故障,氧氣測量頻繁地出現(xiàn)問題;故證明預處理設備是該問題的根源。
▏ 采用探頭試設計的 TDL 分析儀是答案
梅特勒-托利多GPro 500 可調諧二極管激光 (TDL) 分析儀,不同于大多數(shù)的對穿式設計,GPro500 采用探頭式設計,前端裝有一個三面垂直的反射棱鏡(直角棱鏡),可引導激光束反射至分析儀內部的接收器。
同時,該設計允許在DN100 這樣的細管道內安裝GPro 500,且因在光源與接收器之間無需對焦,安裝簡單,維護量極低,只需1年左右驗證一次,且智能傳感器管理技術(ISM®)的預診斷功能,幫助持續(xù)監(jiān)測光程質量,并預測清潔維護的時間。
▏ 可靠的原位測量
GPro 500 氣體分析儀安裝簡單、維護量低,無需取樣或預處理設備,最終該公司在火炬管道上安裝了GPro 500;同時,自安裝后9個月以來,GPro 500 維護量低,無故障,提供精確、實時的氧含量測量,保障火炬系統(tǒng)安全運行,助力企業(yè)降本增效!
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