窑尾烟室气体分析仪常见故障及处理

窑尾烟室气体分析仪常见故障及处理2007-8-2219:24:00来源：中国自动化网浏览：94网友评论条点击查看窑尾烟室气体分析仪是通过在线连续提取、处理和分析窑尾烟室中的O2，CO和NO的百分含量或PPM含量，来实时监测水泥回转窑内的煅烧状况。在生产中使用窑尾烟室气体分析仪能够给企业带来较为可观的经济效益，因此窑尾烟室气体分析仪在一些水泥制造企业里应用相当广泛。下面就窑尾烟室气体分析仪常见故障及处理方法进行简单介绍。为了迅速地排除故障，恢复分析仪的正常运行，可按如下步骤进行故障排查：首先观察分析仪的操作状态，检查各组件上的指示值（如压力，流量，温度监测表指示是否在正常范围之内）；观察分析仪操作面板上的状态信息，看故障指示灯是否亮；检查PLC监控单元的输入/输出状态是否正常等。一、常见故障1.“测量/吹扫”故障。①气体冷凝器冷凝液排放高位报警，主要原因是冷凝液排出管堵塞或液位触点损坏，还有一种情况是自动排放时间设置太长。处理办法是清通堵塞，更换液位触点重新设置排放时间；②试剂瓶液位低位报警，主要原因是试剂用完或液位开关损坏；③探头吹扫压缩空气压力小于300kPa，主要原因是管路泄漏或压缩空气过滤元件堵塞。处理办法为堵塞泄漏部分，更换过滤元件；④测量气压力小或流量低，导致分析仪工作异常。主要原因可能是采样探头堵塞或探头过滤器堵塞，还有一种可能是探头过滤器密封定位螺钉泄漏。可以将系统转换到手动状态并启动吹扫周期，如无改善，则应检查更换探头过滤器。还有一种情况也可以造成此故障：气体导管或气体调节输送设备受污染，堵塞或有泄漏。处理办法是把分析系统与气体调节系统断开，用压缩空气吹洗导管或用机械方法清除污物，检查气体导管泄漏。2.“探头/冷却水”故障。①冷却水温度高报，主要是温度控制器或温度监测器损坏或设置不当，还有一种可能是热交换器效果不佳。处理办法是重新设置温度控制器的控制值和温度监测器的报警值，如已损坏则必须更换；热交换器效果不佳多为散热片蒙尘结垢，清洗散热器即可。②冷却水压力小或流量小，主要是压力监测表设置不当或冷却水泵损坏，还有一种可能是冷却水管路泄漏。3.气体分析系统的测量输出信号总是0mA，导致分析系统一直低报。主要原因是20mA输出放大器保险丝烧断或测量输出电路开路。4.在分析系统的校准过程中，当零点气校准变为跨度气校准时，分析仪显示变化或只有微小的变化。故障的原因可能是：气体导管、过滤器或其他气体调节输送单元受污染，堵塞或泄漏。还有一种可能是检测器出现故障。处理办法有以下几方面：向样气导管内吹入压缩气或用机械方法清除污物；更换过滤器垫圈和填充物；检查气体导管有无泄漏，如有必要，密封泄漏处；更换检测器。5.测量值不稳定，输出信号波动较大。主要原因为对于红外线分析仪，可能是切光轮旋转不均匀造成光源调制不一致，或者是检测器放大灵敏度丧失；另一种情况是测量输出信号电路屏蔽接地不良。处理办法是拆除样品池，检查光源的切光轮是否匀速运动，如果是切光轮问题则更换切光轮；如果是同步电机问题则更换同步电机。如果显示值超出该量程的30%～120%则应判断为放大器灵敏度失去，应对分析系统进行检查，必要时更换红外线检测器；如果是屏蔽接地故障，则应改进屏蔽接地。热磁式氧传感器测量值波动大，很有可能是环境温度太高或现场振动太大，环境温度最好控制在室温，所以分析室内最好安装1台空调。要消除现场振动对分析仪所造成的影响。6.某一光路不能调制零点。这是由于不恰当的样气预处理污染了样品池。处理办法是检查处理样气预处理组件，清洗干燥样品池。具体步骤为拆下样品池，先用肥皂水清洗样品池，再用蒸馏水冲洗，最后用高纯氮吹干，必要时更换样品池。实例分析：窑尾气体分析仪CO含量超过量程上限，查故障原因为“AM鄄PL1”（即CO传感器灵敏度太大故障）。校CO零点，将CO零点调下后不久，又出现以上情况，“AMPL1”故障不能消除，用高纯N2冲洗测量室5分钟之后，重新调校跨度，“AMOL1”对CO灵敏度太大故障消除，CO分析恢复正常。原因分析：此故障是在冷却器工作失灵之后才出现的，估计是样气中的水蒸汽进入了样品池，从而造成分析干扰。7.零点偏差“OFFS”漂移故障。气体分析仪正常运行一段时间之后，受环境温度或其他因素的影响，各测量气的零点或跨度会逐渐产生漂移，因而必须定期对各测量的零点或跨度进行校正。据经验，一般1至2个月必须进行1次校正，特殊情况下校正周期还要缩短。①校正零点：零点气接至分析系统的零点气入口，打开零点气瓶总阀，调节气瓶上的减压阀，使其输出压力为0.3MPa，流量为50L/h，按压分析器Urass10E面板上的（CAL）校准键，按压“↑”“↓”键调出CO或NO零点气校准功能，分析仪面板上的LCD显示“ZERO”，仪器进入校准状态，观察CO或NO的零点显示值，一直到稳定不变化为止，如有偏差，可通过“↑”“↓”键予以修正，使其显示为零，然后用“ENTER”键确认，注意氧气通道的零点不必校正。②校正跨度：跨度气接至分析仪的样气入口“SGIN”，打开标准气瓶（CO/NO），调节气瓶上的减压阀，使其输出压力为0.3MPa，按压分析器面板上的（CAL）健，再按压“↑”“↓”键调出CO或NO的“SPCG”（即跨度校准功能），观察CO或NO的跨度显示值，一直到稳定状态，如有偏差，可通过“↑”“↓”键予以修正，并用“ENTER”确认。以上气体的零点或跨度必须重复校正3次以上，确认已校正好之后，按压分析器面板上的“MEASUER”键，气体分析仪随即进入测量分析状态。8.其他注意事项。①探头过滤站中的过滤器应经常清洗，如堵塞，则冷却水泵不能启动或启动后不久即跳停。②如果是氧气含量高报，通过手动多次吹扫采样探头和过滤器并通过反复校正氧气跨度后测量结果没有改善，则应怀疑热磁式氧气分析仪采样全为空气的可能性。实例分析：中控显示分析仪02高报，现场检查样气流量正常，反复校准02跨度后仍然高报，仔细检查采样气回路，发现进入热磁式氧气分析的气管被冲开，处理后恢复正常，O2含量为8.6%左右。③气体分析仪热交换器不能正常启动，多为温度控制器触点失灵故障，致使PLC监控单元无输入/输出，处理触点后即可恢复正常。④如果控头经常堵塞或卡位，则必须根据窑内工况条件的变化，适时更改程序中的自动探头吹扫时间和自动探头移动时间。⑤可编程序控制器程序丢失后，可按如下步骤进行拷贝恢复：先把PLC的电源关掉，拆下锂电池，取出电可洗记忆单元“EPROM”，然后放回。恢复PLC电源，将可编程序控制器上的开关打至“停止”位至少5S，然后再打至“拷贝”位，直到红灯停止闪烁为止。然后将开关转至“运行”位，放回锂电池，绿灯此时应发光，PLC的输入信号灯也应显示正常状态。最坏的情况下需要更换PLC中央处理单元。二、运行维护与保养开机投运之后，应注意按时检查、维护、保养和校准气体分析仪。1.每日观察气体冷凝器工作是否正常，如果冷凝器自动排放装置积液太多，则需用程序修改自动排放时间。2.每日观察采样气的流量指示，如下降至20L/h发出流量报警信号时，应及时查找原因。3.定时（1周或1月）检查膜式过滤器表面是否有微尘吸附，如膜式过滤器变色则应及时更换，以保证样气回路的畅通。4.每年检查1次冷却水路和采样气路的密封情况，更换老化的密封垫圈。5.每年检查1次电气接头或通讯接口的使用情况。气体分析仪用于在线分析窑尾烟气中O2，CO，NO的含量，指导中控人员的操作，一般很少出现故障。当分析仪出现测量组分报警信号时，多为中控操作不当所至，此时应根据分析仪提供的参数实时调节煤风的比例，而不是首先怀疑分析仪本身有问题。窑尾气体分析仪在指导中控人员的合理操作中可以发挥积极的作用。水泥行业废气成分分析仪的研制2007-10-176:40:00来源：中国自动化网摘要:介绍一种采用新型非分光红外NDIR以及电化学传感器的多组分水泥窑废气成分快速分析仪器。该分析仪通过采用基于新型电调制红外光源的多通道红外气体探测技术，配合长寿命电化学O2传感器，可以在一台仪器中实现气体成分中CO2、CO、NO、SO2、O2等气体的实时快速测量。1、前言水泥工业的节能减排已经成为降低我国GDP能耗的一个重要方面，新型干法水泥生产线必将逐步取代老式的立窑生产方式。但是根据我国的实际情况，立窑与新型干法水泥生产企业并存的状况在未来5年内得不到根本改变。因此水泥行业的节能减排必须同时考虑这两方面的工作。实践表明，通过对水泥窑的废气检测，可以指导水泥的能耗，稳定热工制度，对于降低水泥能耗和排放具有重要意义。对于立窑，科学的热工标定对于降低热耗十分重要。立窑烟气中的CO2、CO2、O2含量是获取化学不完全燃烧热的重要依据。对于新型干法，窑尾烟室气体分析仪是通过在线连续提取、处理和分析窑尾烟室中的O2、CO和NO的百分含量或PPM含量，来实时监测水泥回转窑内的煅烧状况。因为水泥回转窑内的煅烧情况直接关系到水泥熟料的产量、质量、原燃料的消耗和综合成本。如果窑内煅烧温度过高或热工振荡过大，不仅会大量消耗燃煤，甚至还会损害窑衬；如果煅烧温度过低，就会造成熟料的夹生料，严重影响水泥熟料的质量。一方面，窑尾烟室气体分析仪的合理使用，可以帮助中控操作人员实时了解窑内的煅烧状况和燃煤的完全燃烧状况，指导操作人员及时采取相应措施：如根据CO的含量，实时调节窑头的喷煤量和送风量，以便使燃煤完全燃烧，获得最大限度的热效率，节省能源消耗；也可根据NO的PPM含量合理调节窑头喷煤量的大小，以防止窑内的热工异常现象。另一方面，窑尾烟室气体分析仪还有利于中控操作人员对整个煅烧过程信息做出整体的了解和综合判断，从而指导下一步的具体操作。在我国的立窑企业，奥氏气体分析仪仍然是获取烟气中CO、CO2、O2的重要手段。我国新型干法水泥生产过程的气体检测大都只能采用昂贵的进口仪器，这也限制了气体分析指导水泥生产技术在我国的推广。奥氏气体分析作为一种经典的化学式手动分析器,具有价格便宜的优点,但该方法是手动操作，精度低、速度慢，已不能适应工业发展需要。近年来色谱分析仪得到推广，但是色谱分析仪需要对气体进行分离后再检测，很难实现实时在线。红外气体分析仪在我国使用多年，但是以往技术往往只能在一套分析仪器分析单一组分，不仅价格昂贵，维修复杂，而且气体之间的相互干扰也没法消除。因此有必要研制一种高效、准确、价格合理的分析仪器用于气体成分的多组分快速或在线监测。本文介绍一种采用新型的电调制红外多组分红外气体分析方法，长寿命电化学O2传感器开发的集成化多组分气体分析仪。2、多组分气体分析仪原理2．1红外线多组分气体分析（CO2、CO、NO、SO）当红外光通过待测气体时,这些气体分子对特定波长的红外光有吸收,其吸收关系服从朗伯--比尔(Lambert-Beer)吸收定律。设入射光是平行光,其强度为I0,出射光的强度为I,气体介质的厚度为L。当由气体介质中的分子数dN的吸收所造成的光强减弱为dI时,根据朗伯--比尔吸收定律:dI/I=-KdN，式中K为比例常数。经积分得:lnI=-KN+α(1)，式中:N为吸收气体介质的分子总数;α为积分常数。显然有N∝cl,c为气体浓度。则式(1)可写成:I=exp(α)exp(-KN)=exp(α)exp(-μcL)=I0exp(-μcL)(2)式(2)表明,光强在气体介质中随浓度c及厚度L按指数规律衰减。吸收系数取决于气体特性,各种气体的吸收系数μ互不相同。对同一气体,μ则随入射波长而变。若吸收介质中含i种吸收气体,则式(2)应改为:I=I0exp(-l∑μici)(3)因此对于多种混合气体，为了分析特定组分，应该在传感器或红外光源前安装一个适合分析气体吸收波长的窄带滤光片，使传感器的信号变化只反映被测气体浓度变化。以CO2分析为例，红外光源发射出1-20um的红外光，通过一定长度的气室吸收后，经过一个4.26μm波长的窄带滤光片后，由红外传感器监测透过4.26um波长红外光的强度，以此表示CO2气体的浓度，如果在探测器端放置一种具备四元的探测器，并配备四种不同波长的滤光片，则在一台仪器