過(guò)程分析儀表的選型

 

 

 

 

過(guò)程分析儀器儀表又稱在線分析儀器儀表，是用于工業(yè)生產(chǎn)流程中對(duì)物質(zhì)的成分及性質(zhì)進(jìn)行自動(dòng)分析與測(cè)量?jī)x器儀表的總稱，重點(diǎn)為燃燒控制、廢氣安全回收、流程工藝控制、質(zhì)量監(jiān)測(cè)所需的自動(dòng)化分析產(chǎn)品，所顯示的數(shù)據(jù)反映生產(chǎn)中的實(shí)時(shí)狀況。

 

過(guò)程分析儀表選型的一般原則

 

 

（1）選用過(guò)程分析儀表時(shí)，應(yīng)詳盡了解被分析對(duì)象工藝過(guò)程介質(zhì)特性、選用儀表的技術(shù)性能及其它限制條件。

 

（2）應(yīng)對(duì)儀表的技術(shù)性能和經(jīng)濟(jì)效果作充分評(píng)估，使之能在保證產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)安全、增加經(jīng)濟(jì)效益、減輕環(huán)境污染等方面起到應(yīng)有的作用。

 

（3）所選用分析儀表檢測(cè)器的技術(shù)要求應(yīng)能滿足被分析介質(zhì)的操作溫度、壓力和物料性質(zhì)，特別是全部背景組份及含量的要求。

 

（4）儀表的選擇性、適用范圍、******度、量程范圍、***小檢測(cè)量和穩(wěn)定性等技術(shù)指標(biāo)，須滿足工藝流程要求，并應(yīng)性能可靠，操作、維修簡(jiǎn)便。

 

（5）對(duì)用于腐蝕性介質(zhì)或安裝在易燃、易爆、危險(xiǎn)場(chǎng)所的分析儀表，應(yīng)符合相關(guān)條件或在采取必要的措施后能符合使用要求。

 

（6）用于控制系統(tǒng)的分析儀表，其線性范圍和響應(yīng)時(shí)間須滿足控制系統(tǒng)的要求。

 

取樣與預(yù)處理裝置

 

 

1取樣要求

 

 

（1）由取樣點(diǎn)取出的試樣應(yīng)有代表性，在通過(guò)取樣系統(tǒng)后不應(yīng)引起組份和含量的變化。

 

取樣口應(yīng)設(shè)置在維護(hù)人員易接近之處，并應(yīng)兼顧到試樣的溫度、壓力和滯后時(shí)間。

 

取樣口不能選在流體呈層流的低流速區(qū)及節(jié)流件下游的渦流區(qū)和死角。

 

（2）氣體試樣應(yīng)避免液體混入，液體試樣應(yīng)避免夾帶氣體。若工藝管線管壁易附著臟物時(shí)，應(yīng)將取樣探頭插入管線中心。當(dāng)試樣中含有固體顆粒時(shí)，則必須在取樣處加裝過(guò)濾器，并備有反吹接口。

 

（3）根據(jù)取樣的工藝狀況，取樣系統(tǒng)應(yīng)具備相應(yīng)的減壓穩(wěn)流、冷凝液排放、超壓放空、負(fù)壓抽吸、故障報(bào)警或耐高溫等功能。

 

（4）在取樣過(guò)程中如出現(xiàn)凝結(jié)物時(shí)，必須采取保溫伴熱措施，但應(yīng)避免過(guò)熱引起試樣組成變化。

 

（5）取樣管路應(yīng)盡量短，使滯后時(shí)間***小。樣品輸送系統(tǒng)的滯后時(shí)間一般不宜超過(guò)60s。取樣管管徑一般為φ6×1mm，但******取樣管管徑不應(yīng)大于φ14×2mm。

 

（6）取樣管材質(zhì)一般采用不銹鋼，若試樣中含有對(duì)不銹鋼管腐蝕的組份時(shí)，可采用聚氯乙烯、聚四氟乙烯等其它合適的材質(zhì)。對(duì)無(wú)腐蝕性的干試樣也可采用無(wú)縫鋼管。另外，試樣引導(dǎo)管線應(yīng)采取防堵措施。

 

2預(yù)處理裝置

 

 

（1）預(yù)處理裝置一般包括冷凝器、冷卻器、汽化器、過(guò)濾器或凈化器，以及為保證分析儀器選擇性而采取的化學(xué)或物理方法的處理裝置。其構(gòu)成應(yīng)根據(jù)具體試樣條件和分析儀表的技術(shù)要求確定。一般宜由分析儀器廠成套配置。

 

（2）試樣通過(guò)預(yù)處理裝置后應(yīng)潔凈，有代表性，無(wú)有害組份，并符合分析儀表檢測(cè)器對(duì)試樣的技術(shù)要求。

 

（3）經(jīng)過(guò)預(yù)處理裝置后的試樣，其待測(cè)組份的濃度或組份應(yīng)不受影響。

 

3樣品的排放要求

 

 

（1）被測(cè)介質(zhì)有回收價(jià)值者，樣品應(yīng)考慮回收。

 

（2）多種氣體試樣放空，若組份混合后無(wú)危險(xiǎn)，且混合后背壓波動(dòng)對(duì)分析儀表影響不大時(shí)，可先接至集氣管，然后排至適當(dāng)高度空間。否則應(yīng)單獨(dú)放空。

 

（3）有毒氣體和除水以外的液體試樣，在符合有關(guān)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)要求時(shí)方可排放。

 

（4）預(yù)處理系統(tǒng)的部件或管路材質(zhì)應(yīng)不會(huì)與試樣起反應(yīng)，不會(huì)污染試樣，不會(huì)吸附試樣中的組份。

 

分析氣相混合物組份的儀表選型

 

 

1含氫氣體

 

 

混合氣體中含氫量在0～100％之間，背景氣各組份的導(dǎo)熱系數(shù)十分接近，而其導(dǎo)熱系數(shù)與氫氣的導(dǎo)熱系數(shù)又相差較大，或背景氣組成較穩(wěn)定時(shí)，宜選用熱導(dǎo)式氫分析儀。當(dāng)待測(cè)組份含量低，而背景氣組份含量變化大時(shí)，則不宜選用。

 

（1）在非爆炸危險(xiǎn)場(chǎng)所，含氫量在6％以下，其背景氣可為大氣、氮?dú)?、氬氣、氧氣等，要求分?*****度不高于±0.1％，響應(yīng)時(shí)間允許為60s時(shí)，應(yīng)根據(jù)背景氣組成的不同，選用適合的熱導(dǎo)式氫分析儀。

 

（2）在非爆炸危險(xiǎn)場(chǎng)所，當(dāng)混合氣為以煤為原料的合成氨廠中的半水煤氣，含氫量在35％～75％之間，或混合氣為合成氨裝置中的新鮮氣或循環(huán)氣，其含氫量在50％～80％之間，要求分析******度不高于2.5級(jí)，響應(yīng)時(shí)間允許為60s時(shí)，應(yīng)選用為小合成氨廠和大合成氨裝置特制的氫分析儀。

 

（3）在爆炸危險(xiǎn)場(chǎng)所處，混合氣含氫量在40％～80％、80％～100％、90％～100％范圍內(nèi)，應(yīng)選用隔爆型氫分析儀，或采取相應(yīng)的防爆措施。

 

（4）在制氬過(guò)程中，過(guò)量的氫含量在0～3％、0～2％范圍內(nèi)，在電解氧中氫的含量濃度在0～2％要求測(cè)量精度不高于5級(jí)，可選用相應(yīng)的熱導(dǎo)式氫分析儀。

 

2含氧氣體

 

 

氣體中含氧量分析應(yīng)根據(jù)不同背景氣組份及含氧量多少，選用不同類型的氧量分析儀。微量氧分析應(yīng)采用電化學(xué)式或熱化學(xué)式氧量分析儀，常量氧分析應(yīng)采用磁導(dǎo)式（磁風(fēng)和磁力機(jī)械式及磁壓力式）或氧化鋯氧量分析儀。

 

（1）在電解制氫的生產(chǎn)流程中，當(dāng)電解槽出口的氫氣中含氧量在0～1％之間，響應(yīng)時(shí)間允許為90s時(shí)，應(yīng)選用熱化學(xué)式氧分析器（含氧量在0～0.5％之間時(shí)，儀表******度為5級(jí)；含氧量在0～1％時(shí)，其******度為10級(jí)）。若用于有爆炸危險(xiǎn)場(chǎng)所時(shí)，應(yīng)要求廠方配備隔爆型儀器。

 

（2）在非爆炸危險(xiǎn)場(chǎng)所，含氧量在21％以下，背景氣中不含腐蝕性氣體和粉塵及一氧化氮、二氧化氮等正磁化率的組份，且背景氣的熱導(dǎo)率、熱容、粘度等在工況條件下變化不大，要求響應(yīng)時(shí)間允許為30s，分析******度在2.5級(jí)到10級(jí)之間時(shí)，應(yīng)選用磁導(dǎo)式（磁風(fēng)原理）氧分析器。儀表的測(cè)量范圍及******度見(jiàn)下表。

 

（3）在非爆炸危險(xiǎn)場(chǎng)所，含氧量在0～1％、0～2.5％、0～5％、0～10％、0～25％及0～100％范圍內(nèi)，背景氣中不含腐蝕性氣體、粉塵及一氧化氮和二氧化氮等正磁化率的組份，且允許背景氣的熱導(dǎo)率、熱容、粘度等有所變化，要求基本誤差不高于2級(jí)，響應(yīng)時(shí)間允許為7s時(shí)，應(yīng)選用磁力機(jī)械式氧分析器。

 

該類儀表的氣樣壓力可為正壓，也可為負(fù)壓。

 

（4）在非爆炸危險(xiǎn)場(chǎng)所，含氧量在0～100％之間，要求多種量程測(cè)量或起始量程不為零，***小量程跨度為0～1％，要求測(cè)量精度為1級(jí)，響應(yīng)時(shí)間小于2s時(shí)，可選用磁力式氧氣分析儀。

 

（5）在非爆炸危險(xiǎn)場(chǎng)所，對(duì)于含氧量在0～5％或0～10％范圍內(nèi)的工業(yè)鍋爐煙道氣或其他燃燒系統(tǒng)煙道氣，要求分析******度不高于2級(jí)，響應(yīng)時(shí)間要求短時(shí)，可選用氧化鋯氧量分析儀；要求分析精度達(dá)1級(jí)，響應(yīng)時(shí)間小于2s時(shí)，可選用磁壓力式氧分析儀。

 

（6）測(cè)量高純度氣體如氫氣、氮?dú)?、氬氣等氣體中的微量氧或其他非酸性氣體中的微量氧含量，測(cè)量范圍在0～10～50ppM、0～20～100ppM、0～50～200ppM，要求測(cè)量精度不大于滿刻度的±10％，應(yīng)選用電化學(xué)式微量氧分析儀。

 

3含一氧化碳或二氧化碳?xì)怏w

 

 

氣體中一氧化碳、二氧化碳的微量分析，一般選用電導(dǎo)式或紅外線吸收式分析儀。常量分析一般用紅外線吸收式分析儀。若氣樣中含有較多粉塵和水份時(shí)，必須去除，或用熱導(dǎo)式分析儀。

 

（1）混合氣體中或合成氨生產(chǎn)中微量一氧化碳和二氧化碳，背景氣為干凈的氫、氮?dú)饣蚋呒兌鹊?、氧、氬氣等，且不含有硫化氫、不飽和烴、氨及較多水份，被測(cè)氣體溫度在5～40℃之間，壓力大于0.5MPa，一般應(yīng)選用紅外線吸收式微量氣體分析儀；要求測(cè)量精度不高時(shí)，可選用電導(dǎo)式分析儀。儀表的響應(yīng)時(shí)間取決于氣樣通過(guò)預(yù)處理裝置的時(shí)間。

 

（2）混合氣中一氧化碳或二氧化碳含量在0～50％范圍內(nèi)（可擴(kuò)充到0～100％）。背景氣須干燥清潔、無(wú)粉塵、無(wú)腐蝕性，在要求分析******度不高于5級(jí)時(shí)，宜選用紅外線氣體分析儀。其響應(yīng)時(shí)間取決于氣樣通過(guò)預(yù)處理裝置的時(shí)間。

 

（3）在非爆炸危險(xiǎn)場(chǎng)所，二氧化碳含量在0～20％范圍內(nèi)的鍋爐煙道氣或二氧化碳含量為0～40％的窯爐尾氣，背景氣中允許含有少量一氧化碳、二氧化硫及較多的粉塵和水份，在要求分析******度不高于2.5級(jí)時(shí)，可選用熱導(dǎo)式二氧化碳分析儀。其響應(yīng)時(shí)間取決于氣樣通過(guò)預(yù)處理裝置酌時(shí)間。

 

熱導(dǎo)式分析儀要求背景氣組份的含量不能波動(dòng)太大。

 

4混合氣體中其他組份分析

 

 

（1）用于監(jiān)測(cè)混合氣中甲烷、氨氣、二氧化硫及烴類化合物的含量，當(dāng)背景氣干燥清潔、無(wú)粉塵、無(wú)腐蝕性時(shí)，宜選用紅外線氣體分析儀，其測(cè)量******度可達(dá)1級(jí)，響應(yīng)時(shí)間取決于氣樣通過(guò)預(yù)處理裝置的時(shí)間，并可用于有爆炸危險(xiǎn)的場(chǎng)所。

 

其適用的測(cè)量氣體和***小測(cè)量范圍：******測(cè)量范圍為0～100％，標(biāo)準(zhǔn)測(cè)量范圍為0～2％、0～3％、0～5％、0～10％的倍率和0～15％、0～40％、0～80％，并且儀器***多可有四種量程供切換，量程轉(zhuǎn)換比一般不大于1∶4。

 

（2）混合氣或爐窯排放氣中的氮氧化合物、二氧化硫、硫化氫、氯氣等，背景氣清潔、干燥、無(wú)粉塵，要求測(cè)量精度不高于2級(jí)，可選用組裝紫外線氣體分析儀，響應(yīng)時(shí)間取決于氣體通過(guò)預(yù)處理裝置的時(shí)間，******測(cè)量范圍為0～100％，標(biāo)準(zhǔn)測(cè)量范圍為0～250ppM、0～500ppM或0～1％、0～2.5％、0～5％的倍率。

 

（3）混合氣中二氧化硫含量分析

 

①在非爆炸危險(xiǎn)場(chǎng)所，用于監(jiān)測(cè)環(huán)境大氣中二氧化硫濃度或生產(chǎn)流程中混合氣中的二氧化硫含量在0～0.5、0～1、0～2、0～4mg／m3范圍內(nèi)，背景氣可含少量臭氧、碳?xì)浠衔?、二氧化氮、氯氣等，要求測(cè)量******度不高于5級(jí)，響應(yīng)時(shí)間允許為5min時(shí)，可選用庫(kù)侖式二氧化硫分析器。

 

②在非爆炸危險(xiǎn)場(chǎng)所，混合氣中二氧化硫含量在0～15％之間，背景氣中含有酸霧（如硫酸生產(chǎn)流程中轉(zhuǎn)化爐的進(jìn)口氣），要求測(cè)量******度不高于5級(jí)，響應(yīng)時(shí)間允許為1.5min時(shí)，可選用熱導(dǎo)式二氧化硫分析器。

 

③在非爆炸危險(xiǎn)場(chǎng)所，混合氣中含有一氧化碳、二氧化碳及少量酸霧、水份、機(jī)械雜質(zhì)和粉塵等，而二氧化硫含量小于8％，要求測(cè)量******度不高于10級(jí)，響應(yīng)時(shí)間允許為3min時(shí)，可選用工業(yè)極譜式二氧化硫分析器。

 

（4）混合氣中微量總硫（有機(jī)硫、無(wú)機(jī)硫）含量分析

 

以天然氣為原料的合成氨裝置，在加氫脫硫過(guò)程中其凈化氣中的微量硫含量要求不大于lmg／l，或天然氣脫硫廠及配氣站的輸氣管中硫含量要求低于30mg／m3，氣樣中應(yīng)無(wú)機(jī)械雜質(zhì)、粉塵、水份及脫胺液，背景氣中含氫量應(yīng)低于12.5％，測(cè)定氣樣中總硫含量，若要求測(cè)量******度不高于5級(jí)，響應(yīng)時(shí)間允許為2min時(shí)，宜選用庫(kù)侖式微量硫氣體自動(dòng)分析儀。該儀表可用于爆炸危險(xiǎn)場(chǎng)所。

 

5混合氣體中的多組份含量的分析

 

 

分析混合氣中的單一組份或多流路多組份的含量，其濃度范圍可從ppM級(jí)到l00％含量，要求分析精度小于1級(jí)時(shí)，宜選用工業(yè)氣相色譜儀，響應(yīng)時(shí)間取決于采樣周期和氣體預(yù)處理時(shí)間。

 

工業(yè)氣相色譜儀常用的檢測(cè)器有熱導(dǎo)式和氫焰式兩種，前者適合測(cè)量有機(jī)或無(wú)機(jī)樣品，后者主要用于測(cè)量微量或半微量烴類有機(jī)物，也可測(cè)量烴類有機(jī)物中微量一氧化碳和二氧化碳含量。

 

色譜儀若用于控制系統(tǒng)或需快速獲得準(zhǔn)確分析數(shù)據(jù)，應(yīng)選用智能式色譜分析程控和數(shù)據(jù)處理儀。

 

工業(yè)氣相色譜儀的單一采樣點(diǎn)分析周期一般為3～20min，每2min一組份，采樣流路可為1～6路，單一采樣點(diǎn)的分析組份可為1～6個(gè)和1～40個(gè)。

 

若色譜儀安裝于爆炸危險(xiǎn)場(chǎng)所，應(yīng)選用防爆系列色譜儀。

 

6氣體中微量水份分析

 

 

測(cè)量空氣、惰性氣體、烴類、氫氣及其他不破壞五氧化二磷涂層及池體，在電極上不起聚合反應(yīng)的氣體中的微量水份，其濃度小于100ppM或1000ppM，要求測(cè)量誤差小于±5％，應(yīng)選用五氧化二磷電解法微量水份分析儀。要求取樣管材質(zhì)致密，內(nèi)壁光滑清潔，管線要短，取樣系統(tǒng)氣密性要好。

 

7大氣濕度

 

 

監(jiān)測(cè)或控制空氣相對(duì)濕度，其濕度范圍在0～20％、20～100％、50～100％范圍內(nèi)，氣溫為10～40℃，測(cè)量******度允許為3級(jí)，響應(yīng)時(shí)間允許為60s，在氣相無(wú)結(jié)露的條件下，可選用氯化鋰電阻式濕度計(jì)或鎳電阻溫度計(jì)式干濕球濕度計(jì)及鉑電阻溫度計(jì)式干濕球濕度計(jì)，其中氯化鋰電阻式和鎳電阻式濕度計(jì)應(yīng)有指示和調(diào)節(jié)型儀表。

 

若氣溫低于10℃或高于40℃，相對(duì)濕度大于90%時(shí)，應(yīng)選用氯化鋰濕度變送器或位式調(diào)節(jié)器。

 

若空氣濕度變化范圍比較大，測(cè)量******度允許為5級(jí)，可選用牛（或羊）腸膜式濕度檢測(cè)儀。其測(cè)量范圍為15％～99％，靈敏度為l％相對(duì)濕度，滯后時(shí)間不大于20s。

 

8氣體露點(diǎn)測(cè)量

 

 

（1）檢測(cè)壓縮空氣等其他無(wú)腐蝕性干燥氣體的露點(diǎn)，露點(diǎn)范圍在－60～－40℃，要求測(cè)量誤差小于±1.5℃，可選用絕熱膨脹式露點(diǎn)儀。

 

（2）檢測(cè)含硫燃料鍋爐尾氣中硫酸的露點(diǎn)，露點(diǎn)溫度在0～180℃和180～460℃，尾氣溫度在0～180℃和180～460℃，要求測(cè)量誤差小于±1.5％，可選用酸露點(diǎn)儀。

 

9可燃?xì)怏w熱值檢測(cè)

 

 

連續(xù)檢測(cè)城市煤氣、天然氣、沼氣等可燃?xì)怏w的熱值，熱值范圍在700～15000kcal／m3（2900～62800kJ／m3），比重在0.4～1.3kg／Nm3之間，氣樣含灰量小于5mg／m3，溫度小于50℃，壓力高于0.01～0.02MPa，要求響應(yīng)時(shí)間不小于45s，精度低于1.5級(jí)，可選用燃燒法氣體熱值分析儀或熱值指數(shù)儀。

 

選用分析儀時(shí)，應(yīng)根據(jù)可燃?xì)怏w的熱值范圍和重度范圍選擇相應(yīng)量程的熱值分析儀。被測(cè)氣體壓力小于0.01MPa時(shí)應(yīng)配抽氣泵。儀器的滯后時(shí)間主要取決于氣體預(yù)處理時(shí)間。

 

10可燃?xì)怏w報(bào)警器的選用和配置

 

 

（1）可燃?xì)怏w報(bào)警器用于測(cè)量空氣中各種可燃?xì)怏w、蒸汽閃點(diǎn)下限以下的含量，并要求當(dāng)被測(cè)氣體濃度達(dá)到爆炸極限時(shí)，在規(guī)定的時(shí)間里報(bào)警。

 

可燃?xì)怏w報(bào)警器的指示范圍應(yīng)在0～100％LEL（******爆炸極限），要求測(cè)量精度不低于5級(jí)，響應(yīng)時(shí)間小于30s。

 

單一可燃?xì)怏w可選用單點(diǎn)報(bào)警器，多種可燃?xì)怏w或多點(diǎn)可燃?xì)怏w可選用多點(diǎn)組合式報(bào)警器，報(bào)警器應(yīng)安裝在控制室儀表盤上。

 

各種可燃?xì)怏w的爆炸下限濃度和上限濃度值參考國(guó)家勞動(dòng)局有關(guān)規(guī)定。

 

（2）可燃?xì)怏w報(bào)警器檢測(cè)器的選擇和安裝

可燃?xì)怏w報(bào)警的檢測(cè)器主要有半導(dǎo)體氣敏元件和催化反應(yīng)熱式（接觸燃燒式），前者對(duì)可燃?xì)怏w的反應(yīng)較靈敏，但定量精度低，適合檢測(cè)有無(wú)氣體泄漏的場(chǎng)合，后者定量精度高，重復(fù)性好，適合檢測(cè)各種可燃?xì)怏w的濃度。

 

在爆炸危險(xiǎn)場(chǎng)所的檢測(cè)器必須符合安裝場(chǎng)所的防爆等級(jí)，有腐蝕性的介質(zhì)，要求檢測(cè)器與被測(cè)氣體接觸部分作防腐處理。

 

可燃?xì)怏w檢測(cè)器應(yīng)安裝在能生成、處理或消耗可燃?xì)怏w的設(shè)備附近和易泄漏可燃?xì)怏w的場(chǎng)所，以及有可能產(chǎn)生和聚集可燃?xì)怏w的控制室和現(xiàn)場(chǎng)分析儀表室內(nèi)。

 

檢測(cè)器的安裝位置應(yīng)根據(jù)生產(chǎn)設(shè)備、管線泄漏點(diǎn)的泄漏狀態(tài)、氣體比重，結(jié)合環(huán)境的地形、主導(dǎo)風(fēng)向和空氣流動(dòng)趨勢(shì)等情況決定。

 

檢測(cè)器不能安裝在含硫和堿性蒸汽等強(qiáng)腐蝕性氣體的環(huán)境中。

 

（3）檢測(cè)器的設(shè)置

檢測(cè)器一般安裝在建筑物內(nèi)壓縮機(jī)、泵、反應(yīng)器及儲(chǔ)槽等容易泄漏的設(shè)備及周圍氣體易滯留的地方。檢測(cè)器的配置，提供如下情況供選擇，但也可根據(jù)實(shí)際情況作修正。

• 易泄漏設(shè)備周圍按每隔10m設(shè)置一個(gè)以上檢測(cè)器。

• 在室外露天設(shè)備應(yīng)在其周圍及其氣體容易滯留的地方設(shè)置檢測(cè)器，其它地方按每隔20m設(shè)置一臺(tái)以上檢測(cè)器。

• 有加熱爐等火源的生產(chǎn)設(shè)備及容易滯留的場(chǎng)所設(shè)置檢測(cè)器，設(shè)備周圍每隔20m設(shè)置一臺(tái)以上檢測(cè)器。

• 有毒性氣體的灌裝設(shè)備周圍設(shè)置一臺(tái)以上檢測(cè)器。

• 液化石油氣儲(chǔ)槽區(qū)的出入管口及其周圍安裝2臺(tái)以上檢測(cè)器，同時(shí)在管道及設(shè)備和易滯留的場(chǎng)所安裝一臺(tái)以上檢測(cè)器。

   

分析液相混合物組份的儀表選型

 

 

1酸、堿溶液分析儀表

 

 

（1）氫離子濃度

水槽、明渠、密封管道或設(shè)備內(nèi)液體，其氫離子濃度在1～12pH之間，被測(cè)液體的溫度一般在5～60℃范圍內(nèi)（******可達(dá)90℃），若溶液內(nèi)無(wú)對(duì)玻璃電極帶來(lái)嚴(yán)重污染（油污或結(jié)垢等）的介質(zhì)，在要求測(cè)量******度低于±0.2pH時(shí)，可選用工業(yè)酸度計(jì)（玻璃電極式）。

 

水槽、明渠等敞開(kāi)容器可選用沉入式發(fā)送器。若溶液對(duì)玻璃電極略有沾污時(shí)，應(yīng)選用沉入清洗式發(fā)送器。

 

密封管道內(nèi)溶液壓力低于1MPa時(shí)，可選用流通式發(fā)送器。若管道內(nèi)溶液壓力為常壓，且對(duì)玻璃電極略有沾污時(shí)，應(yīng)選用流通清洗式發(fā)送器。

 

對(duì)發(fā)送器與高阻變換器分離安裝的酸度計(jì)，其間的連接導(dǎo)線須用屏蔽電纜，長(zhǎng)度一般不應(yīng)超過(guò)40m。

 

采用固體甘汞電極的沉入式酸度計(jì)，省去氯化鉀溶液，并將發(fā)送器與高阻交換器裝配為一體，有較高的抗干擾能力。同時(shí)，傳輸距離可長(zhǎng)達(dá)百米以上。玻璃電極為拆卸式，便于清洗、更換。此酸度計(jì)的測(cè)量范圍為0～14pH，精度為±0.2pH。

 

若液體中含有較多的污染介質(zhì)，或在玻璃電極易碎的場(chǎng)合下，且液體內(nèi)不含有氧化性介質(zhì)時(shí)，宜選用銻電極酸度計(jì)。該類金屬電極測(cè)量精度為±0.2pH。

 

清洗式發(fā)送器按清洗方式有四種，應(yīng)根據(jù)被測(cè)液體實(shí)際組份和對(duì)電極沾污程度分別選擇，見(jiàn)下表。

 

（2）鹽酸溶液濃度

測(cè)量陽(yáng)離子交換樹(shù)脂再生用0～10％濃度的稀鹽酸溶液或不含有其他鹽類雜質(zhì)的稀鹽酸溶液，其溫度為20±10℃，壓力小于1MPa，要求測(cè)量******度不高于5級(jí)時(shí)，可選用電導(dǎo)式酸度計(jì)或電磁式濃度計(jì)。

 

若鹽酸濃度大于10％，但濃度與其導(dǎo)電率仍有線性關(guān)系，溶液中也不含有導(dǎo)電率變化較大的其他鹽類雜質(zhì)，溶液濃度在26％～36％范圍內(nèi)，可選用帶溫度補(bǔ)償?shù)闹悄茈姶鸥袘?yīng)式酸堿濃度計(jì)，溫度補(bǔ)償范圍為40±10℃，精度為1.5級(jí)。

 

（3）硫酸溶液濃度

硫酸生產(chǎn)流程中生產(chǎn)的硫酸溶液或在其他情況下產(chǎn)生的類似濃度的硫酸溶液，當(dāng)溶液中不含有其他酸類或鹽類，溶液濃度和溫度在一定幅度內(nèi)變化，可選用電磁式或電導(dǎo)式硫酸濃度計(jì)。

 

對(duì)于93％的硫酸溶液，應(yīng)選用密度式硫酸濃度計(jì)。

 

（4）氫氧化鈉溶液濃度

陰離子交換樹(shù)脂再生用0～8％濃度的氫氧化鈉溶液，或不含其他鹽類雜質(zhì)的稀氫氧化鈉溶液，溫度在20±10℃之間，壓力不大于1MPa，要求測(cè)量******度不高于5級(jí)時(shí)，可選用電磁式或電導(dǎo)式堿濃度計(jì)。

 

電磁濃度計(jì)還可用于測(cè)量0.5％～10％濃度的氫氧化鉀溶液。

 

測(cè)量濃度為30％～35％氫氧化鈉溶液，當(dāng)溶液溫度變化在10～80℃之間，可采用帶溫度補(bǔ)償?shù)闹悄茈姶鸥袘?yīng)式酸堿濃度計(jì)，其精度為1.5級(jí)。但測(cè)量的溶液中不能含固體、氣泡、易沉淀物質(zhì)等。

 

（5）其他各種溶液濃度的測(cè)量

在測(cè)量廢堿黑液中氫氧化鈉的濃度、硫酸溶液濃度、硝化液中硝酸濃度以及蕃茄醬、豆?jié){、糖漿、鹽液、醋酸纖維液等具有折光系數(shù)的溶液濃度時(shí)，若溶液中某組份的濃度與該溶液的折光率成單值線性關(guān)系，且折光率大于1.3，溶液內(nèi)不含固體顆粒時(shí)，則不論此種溶液的其他組份為何種物質(zhì)，狀態(tài)如何，均可用光電濃度計(jì)來(lái)測(cè)量溶液中該組份的濃度。該儀表測(cè)量******度為1級(jí)，允許被測(cè)溶液壓力為1MPa，溫度不高于200℃。

 

在選用該類儀表前，應(yīng)在試驗(yàn)室對(duì)被測(cè)溶液（濃度范圍內(nèi)）的不同濃度的折光率進(jìn)行測(cè)試，然后方能確定是否適用。

 

2液體粘度的測(cè)量

 

 

被測(cè)液體為油品、油漆、涂料、化纖、樹(shù)脂、橡膠、塑料、醫(yī)用明膠等，如需連續(xù)測(cè)量其粘度．應(yīng)根據(jù)各類液體運(yùn)動(dòng)粘度的范圍和儀器對(duì)被測(cè)液體溫度、壓力的要求，分別選擇各種工業(yè)流程粘度汁。超聲波粘度計(jì)可測(cè)量牛頓液體的粘度，也可測(cè)量非牛頓液體的粘度，適用于生產(chǎn)流程中液體粘度的監(jiān)測(cè)和控制。

 

3液體比密度或密度的測(cè)量

 

 

（1）若被測(cè)液體比密度的變化能引起超聲波反射時(shí)間的變化，則該種液體的比密度可以用超聲波比密度儀來(lái)測(cè)量，其量程范圍可根據(jù)需要個(gè)別標(biāo)定。儀表要求進(jìn)液壓力在0.05～0.6MPa之間，溫度須不高于50℃。該類儀表的測(cè)量數(shù)據(jù)可******到±0.0005g／cm3。

 

（2）被測(cè)液體不含較多雜質(zhì)或大量氣泡，當(dāng)人工分析次數(shù)頻繁而需直接測(cè)量管道中工況溫度下的液體密度時(shí)，可采用振動(dòng)管式密度計(jì)。該類儀表的測(cè)量數(shù)據(jù)可******到±0.0005g／cm3。但振動(dòng)管加工困難，安裝要求高，若需測(cè)某一定溫度下液體的密度時(shí)，須外加恒溫器。

 

（3）對(duì)密封設(shè)備內(nèi)高溫、高壓、易燃易爆或強(qiáng)腐蝕性介質(zhì)，其密度范圍在0～3g／cm3內(nèi)，被測(cè)管道直徑在φ150mm～300mm內(nèi)，要求測(cè)量精度小于±0.0005g／cm3，可采用非接觸式γ射線密度計(jì)；有防爆要求時(shí)，可選用隔爆型γ射線密度計(jì)。

 

4水質(zhì)分析儀表

 

 

（1）電導(dǎo)率

蒸餾水、飲用水、鍋爐用水、純水及高純水，其電導(dǎo)率在0.5～0.005μS·cm-1范圍內(nèi)，要求測(cè)量精度低于3級(jí)，可選用工業(yè)純水電導(dǎo)率儀。但應(yīng)保持水溫在0～60℃之間。

 

工業(yè)水或一般鍋爐用水，其電導(dǎo)率在0.1～l000μS·cm-1范圍內(nèi)，要求測(cè)量精度低于3級(jí)，可選用工業(yè)電導(dǎo)率儀。但應(yīng)保持水溫在0～60℃之間，壓力小于0.5MPa。

 

經(jīng)陰離子或陽(yáng)離子交換樹(shù)脂處理后的純水，還可選用陽(yáng)（陰）離子交換器失效監(jiān)督儀。

 

選用電導(dǎo)率儀應(yīng)根據(jù)不同被測(cè)介質(zhì)的電導(dǎo)率范圍，選擇發(fā)送器的導(dǎo)電池常數(shù)。發(fā)送器到轉(zhuǎn)換器之間的距離一般不大于20m。

 

（2）鹽量計(jì)

連續(xù)測(cè)量熱力鍋爐的蒸汽冷凝水含鹽量，測(cè)量范圍在0.1～0.4mg／l至2.0～4mg／l（NaCl），要求測(cè)量精度低于5級(jí)時(shí)，可選用電導(dǎo)式鹽量計(jì)。

 

（3）鈉離子

測(cè)定經(jīng)陽(yáng)離子交換樹(shù)脂處理后的鍋爐用水中的鈉離子濃度，當(dāng)鈉離子濃度在2.3～2300μg／l（PNa7～4）之間時(shí)，可選用鈉離子濃度計(jì)，其測(cè)量******度為±0.2PNa，要求水的pH值在10以上，水溫在20～40℃之間。發(fā)送器到轉(zhuǎn)換器之間的距離一般不大于40m。

 

（4）硅酸根離子

經(jīng)陰離子交換樹(shù)脂處理后的鍋爐用水，硅酸根含量在0～100μg／l之間，溫度為15～40℃，水中干擾離子濃度應(yīng)符合下列數(shù)值：

Na+＜500μg／l，Ca++＜200μg／l，Zn++＜200μg／l，Cu++＜200μg／l，Fe++＜200μg／l，Fe+++＜200μg／l，Al+++≤15μg／l。

 

當(dāng)因人工分析次數(shù)頻繁而需要連續(xù)檢測(cè)時(shí)，可選用硅酸根自動(dòng)分析儀，該表測(cè)量******度為5級(jí)，響應(yīng)時(shí)間為15min。

 

（5）磷酸根離子

為防止鍋爐結(jié)垢，在控制脫鹽水中磷酸鹽的加入量時(shí)，需測(cè)定水中磷酸根含量。

 

當(dāng)磷酸根含量在0～20mg／l之間，水溫為15～45℃，水中干擾離子濃度符合下列數(shù)值：

Cl-＜150mg／l，Cu++＜1mg／l，SiO－－＜50mg／l，Fe+++＜5mg／l。

當(dāng)因人工分析次數(shù)頻繁而需要連續(xù)檢測(cè)時(shí)，可選用磷酸根自動(dòng)分析儀。該表測(cè)量******度為5級(jí)，響應(yīng)時(shí)間為15min。

 

（6）濁度

連續(xù)監(jiān)測(cè)自來(lái)水、工業(yè)用水、江湖水等水質(zhì)渾濁度，其懸浮物濃度在0～25mg／l至0～200mg／l之間，水中不含強(qiáng)酸或強(qiáng)堿及大量氣泡，且水溫保持在23℃，可選用水質(zhì)濁度計(jì)，該表在額定狀態(tài)下重復(fù)性為l％，線性誤差為±2％。

 

（7）水中溶解氧量

鍋爐用純水，溫度低于105℃，壓力在0.1～0.5MPa之間，水中氧溶解量在0～20μg／l或0～50μg／l或0～200ug／l范圍內(nèi)，當(dāng)人工分析次數(shù)頻繁而需要連續(xù)檢測(cè)時(shí)，可選用電化學(xué)式低溶解氧分析器，該表******度為5級(jí)，響應(yīng)時(shí)間為2min。

 

原水或污水，溫度在0～40℃之間，壓力為常壓，水中氧溶解量在0～3mg／l、0～10mg／l、0～30mg／l或0～30％、0～100％、0～200％氧飽和度，當(dāng)因人工分析次數(shù)頻繁而需要連續(xù)檢測(cè)時(shí)，可選用溶解氧分析儀。該表測(cè)量精度為5級(jí)?？闪魍ㄊ交蚪胧桨惭b。測(cè)量電極與發(fā)送器之間的距離一般要求不大于10m。

 

（8）水質(zhì)綜合監(jiān)測(cè)

需對(duì)江河水、工業(yè)排放廢水、上水供水的水質(zhì)進(jìn)行連續(xù)自動(dòng)綜合監(jiān)測(cè)，或需要超標(biāo)報(bào)警，可采用水質(zhì)監(jiān)測(cè)儀。該儀器能綜合監(jiān)測(cè)水的pH值、溶解氧、濁度、電導(dǎo)率和水溫，但要求水溫范圍為5～40℃。

 

需對(duì)工業(yè)排放廢水中的各種離子進(jìn)行連續(xù)監(jiān)測(cè)，或需要超標(biāo)報(bào)警時(shí)，可采用水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)儀，綜合監(jiān)測(cè)。

 

氬離子：0.05～0.5～5mg／l；氯離子0.35～3.5～35mg／l；

 

氰離子：0.1～1～10mg／l；銨離子0.1～1～10mg／1；

 

硝酸根離子：1～10～100mg／l。

 

分析儀表檢測(cè)器的安裝和配線

 

 

1檢測(cè)器的安裝要求

 

 

（1）檢測(cè)器與預(yù)處理裝置應(yīng)安裝在一起，并盡可能靠近取樣點(diǎn)。一般不宜安裝在操作室內(nèi)。

 

（2）分析器附近應(yīng)無(wú)強(qiáng)烈震動(dòng)和沖擊，無(wú)強(qiáng)烈電磁場(chǎng)以及熱設(shè)備的影響，并盡可能避免爆炸危險(xiǎn)氣體和易揮發(fā)腐蝕性氣體的侵襲。

 

（3）分析器不得直接暴露在陽(yáng)光下，并應(yīng)避免安裝在環(huán)境溫度變化劇烈或有機(jī)械損傷的場(chǎng)所。一般情況下周圍氣流速度不宜大于3m／s。

 

（4）直接安裝在工藝管道上的檢測(cè)器，要加防護(hù)罩或現(xiàn)場(chǎng)分析器箱。

 

（5）應(yīng)根據(jù)工程設(shè)計(jì)所采用的分析儀器類型、數(shù)量及安裝場(chǎng)所的環(huán)境條件，確定是否需要建立自動(dòng)分析器室，并應(yīng)符合《自動(dòng)分析器室設(shè)計(jì)規(guī)定》（HG 20516-92）的要求。

 

安裝在形成爆炸性混合物可能性較小的爆炸危險(xiǎn)露天場(chǎng)所的單個(gè)非防爆儀表，應(yīng)置于現(xiàn)場(chǎng)分析器箱內(nèi)。分析器箱同自動(dòng)分析器室要求相同，即應(yīng)符合《自動(dòng)分析器室設(shè)計(jì)規(guī)定》（HG 20516-92）的要求。

 

2檢測(cè)器的輸出信號(hào)線

 

 

（1）導(dǎo)線截面積一般為1.0mm2～1.5mm2，要有良好的絕緣性能和抗干擾性能，或根據(jù)分析儀表需要配置特殊導(dǎo)線。導(dǎo)線需穿管時(shí)，應(yīng)敷設(shè)在有良好接地的鋼管內(nèi)。

 

（2）信號(hào)線不能與電源線絞合在一起或敷設(shè)于同一鋼管內(nèi)。信號(hào)線走向應(yīng)盡量避免與電源線高頻信號(hào)線并行。

 

（3）儀表宜用專用的接地線，并應(yīng)符合《儀表系統(tǒng)接地設(shè)計(jì)規(guī)定》（HG 20513-92）的要求，不可將接地線與電源中線連接在一起。