气体在线水分析仪常见故障分析与处理

梁 日

（盘锦辽河油田大力集团有限公司，辽宁盘锦 124000）

目前石油化工行业的在线监测系统应用的越来越多，其中气体在线水分析仪应用最为广泛，水分析仪对水含量监测的数据对化工的正常行业生产有重要意义。在化工装置的设计中选择合适的水分含量监测方式是一个重要的工作环节。掌握一些在线水分析仪的常见故障处理的技能和日常维护的方法，在在线水分析仪发生故障时利用最短的时间判断出故障的根源，及时处理，保证装置的正常运行，这对生产过程的安全、产品质量、能源消耗均有重大积极意义。

1 在线水分析仪的工作原理

气体在线水分析仪对经过前置箱处理过的样气进行精确测试分析。分析机柜的主要工作原理是Autozero 系统将基本级的湿度仪组成一个湿度分析系统。这个特定的系统每7天检查零点设定一次，这个过程持续12h，这期间湿气和污染物会被排掉。在12h 接近结束的时候，传感器会进行零点修正。在自检状态，没有对样品进行检测，输出电流将保持最近一个有效测量值，当新的测量开始后立即开始更新。

系统会周期性地与参比气体进行比较修正，这样特别适用于正常操作点在分析仪工作下限的场合。可满足对湿度分析的高精度、高可靠性与长寿命要求，适用于富有挑战性的工业应用场合与环境。

样气的湿度通过4～20 mA 模拟电流输出。湿度值显示在系统的LCD 上，便于观察维护。控制各类故障与燃烧系统的联锁，灵敏可靠，确保装置安全运行。确保样气中水分含量准确，避免干燥剂生产过程中失效。

2 水分析仪的组成

水分析仪是一个整体的系统，它除有分析仪机柜外，还有一些辅机配套设备。目前我厂用的是循环氢水分析仪。循环氢水分析仪由前置预处理、分析仪机柜、排放系统及外部接线箱等组成。前置预处理由取样阀、过滤器、减压阀、油气分离器。分析仪机柜主要包括冷却系统、样气切换系统、压力控制器、样气过滤器、流量控制器、Auto-zero 系统分析仪及温控加热系统等。

循环氢水分析仪系统示意如图1所示。

图1 循环氢水分析仪系统示意图

循环氢水分析仪主要测量在经过干燥床罐后的循环氢气中所含微量水的数值，工艺对此数据要求较为精确，可以帮助操作人员根据此数值的大小来判断此罐干燥床内的干燥剂的使用情况，是否需要进行干燥床切换，对床内干燥剂进行再生处理。

水分析仪系统分析柜内如图2所示。水分析仪前置系统如图3所示。

图2 水分析仪系统分析柜内实物图

图3 水分析仪前置系统实物图

3 水分析仪系统的常见故障处理

水分析仪系统运行一段时间后，有可能会出现各种故障。这时就需要对水分析仪系统进行检查分析，找出问题所在并去解决。下面介绍一些水分析仪系统常见故障。

在水分析仪系统出现故障时，首先查看DCS 中数据历史趋势曲线及报警指示情况，然后根据DCS中提示进行下一步的处理。

3.1 故障现象一：数据超出正常操作范围，报警指示有报警提示

常见分析柜中Auto-zero 系统的LED 显示代码为e00，则是系统提示样气进入Auto-zero 系统后自加热温度无法满足正常运行所要求的70℃恒温条件。

解决方法：

（1）首先查看样气缓冲罐的温度是否在20～30 ℃，若低于20 ℃需将冷却系统中的仪表风量减小甚至切除冷却过程，使之温度达到正常范围内。

（2）若样气温度仍不符合要求，需要开启前置箱与分析柜间样气管线的电伴热，使其提升样气进缓冲罐的温度，进而提高样气进Auto-zero 系统的温度。

（3）若样气温度已符合要求，再查看分析柜内环境温度是否在22～30 ℃，若低于22 ℃需调整柜内的温控系统设定值，增加柜内环境温度。

（4）当环境温度和样气温度均在正常范围内，可以降低样气进Auto-zero 系统的旁路流量，因为循环氢气的旁路流量过大，会带走一定的热量，进而降低了样气主回路的温度，因此将其旁路流量降低或关闭可以保证样气进Auto-zero 系统时的温度。

3.2 故障现象二：数据正常范围内，报警指示有报警提示

常见分析柜中Auto-zero 系统的LED 显示代码为e01，则是系统在周期性自检过程中出现异常，导致系统自检失败，零点漂移。自检失败后，可能会出现数据失真等情况，因此需要采取人工对其调整，重新自检定。

解决方法：在样气温度、流量、现场环境等均满足要求且运行平稳时，对分析柜中Auto-zero 系统进行重新启动，重启后系统自动进入自检模式。在12h接近结束的时候，传感器会进行零点修正。

3.3 故障现象三：数据异常，系统中无报警提示

解决方法：①检查样气温度、流量、环境温度及Auto-zero 系统自加热温度是否符合要求。②检查气路系统（包括前置箱）中各缓冲罐、过滤器等是否存在积液等现象。排除气路系统的积液，保证样气进入分析系统均为气态，避免影响测量结果。

3.4 故障现象四：样气压力、流量等数据偏小

解决方法：①检查各流量、压力等调节器是否正常工作。②在各调节器均正常时，检查其样气的滤芯、膜片，是否有异物堵塞。及时更换滤芯膜片，保证气路系统流量、压力稳定。

4 水分析仪的日常维护与保养

水分析仪的维护保养就是保证水分析仪在日常使用中，不发生故障所采取的预防措施，包括防止水分析仪准确度降低，防止因水分析仪使用状态不佳而引起干燥剂失效事故的产生，从而使得水分析仪系统的正常使用能够保证整个装置经济、安全、平稳的运行。除严格执行操作规程外，还必须对水分析仪系统进行严格的维护保养，以降低水分析仪系统的故障率，并且能延长使用期限。

在水分析仪系统使用中，必须对水分析仪系统进行清洁、检查、测量、记录，了解水分析仪系统的使用状态，对发现的问题，根据情况及时处理或纳入周期维修计划。

4.1 日常保养

（1）对水分析仪系统进行巡回检查，及时发现问题，及时采取相应的措施。

（2）检查各设备的运转情况，清洁前置箱、分析柜内卫生。

（3）检查压力、温度和流量等数值是否处于正常值，判断水分析仪系统的运行状态。

（4）定期对前置箱中的过滤缓冲罐及油气分离器做排液处理。

（5）定期将样气切换阀切至管网氮气，对Autozero 系统进行自检零点修正。

注：自检定用时约12h，在此期间尽量避免操作干扰，否则会影响系统内部的修正。

将日常检查中得到的数据以及发现的问题，作必要的记录，对今后故障的判断及处理提供依据。

4.2 周期维护

对日常维护保养所发现的问题及时予以处理，将不能马上解决的问题，根据严重程度、使用条件纳入周期检修计划，按计划进行维修，以保证水分析仪系统正常运转。周期维护包括以下内容。

（1）检查各温度计、流量计、减压阀等是否灵敏可靠。必要时清洁玻璃管、调整流量。如果流量计污染很可能使传感器受到污染。

（2）安全起见，需要每年或按需更换过滤器，将取下的过滤器放好。必须随时准备一个备用过滤器以防不时之需。

（3）检查Auto-zero 系统内样气管线上的过滤元件，必要时更换（常规维护4～6个月更换一次滤芯和膜片）。特别注意有无任何污染物，可能会对传感器、流量计、减压阀的操作造成冲击。

（4）对Auto-zero 系统做功能测试，用99.99%氮气瓶对系统进行自检标定，确认其校验与功能正常。

（5）装置停工检修时或无法保证样气及氮气等正常进入Auto-zero 系统时，需要将干燥剂连接在进排气孔，干燥剂帽需要在连接时打开。

（6）再次开工时对系统做试压，确认管线、接头和部件无任何泄漏。

此外，为防止因水分析仪系统突然出现故障而造成无法准确监控干燥床的运行情况，以及便于周期检修工作，对水分析仪系统的消耗品及易损件，应配备适当的备品备件。

做好水分析仪系统的保养工作不仅可以延长水分析仪的使用寿命，还可以提高工作效率，所以说水分析仪的维护保养工作是十分重要的。

5 结束语

在生产过程中，有效及时地处理水分析仪系统的故障和日常维护保养可以延长水分析仪系统的使用寿命，减少内部元器件的故障，降低水分析仪系统的故障率，降低成本，提高经济效益，保证整个装置能够长期稳定的运行。