楊 誠(chéng)，李 歡（蘇州中材建設(shè)有限公司，江蘇 昆山 215300）

0 前言

環(huán)境污染問(wèn)題愈來(lái)被人們所重視，降低成本、提高生產(chǎn)質(zhì)量也一直是企業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵因素，測(cè)量煙囪煙氣含量的氣體分析儀能為生產(chǎn)提供更為準(zhǔn)確的判斷，得到廣泛應(yīng)用。其在水泥生產(chǎn)行業(yè)中的作用是對(duì)窯尾煙室或分解爐中的氧氣、一氧化碳、氮化物以及二氧化硫的含量進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，以保證回轉(zhuǎn)窯中的水泥正常煅燒。一旦氣體分析儀發(fā)生故障，將導(dǎo)致人們無(wú)法對(duì)分解室中的各種氣體含量進(jìn)行精準(zhǔn)把控，導(dǎo)致對(duì)窯中水泥煅燒情況無(wú)法完全把握，對(duì)水泥熟料的煅燒具有一定的影響。本單位使用的氣體分析儀系統(tǒng)大多都是采用西門(mén)子ULTRAMAT23型氣體分析系統(tǒng)，本文結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)使用經(jīng)驗(yàn)談一談氣體分析儀在水泥廠應(yīng)用中的故障處理。

1 氣體分析儀系統(tǒng)介紹

1.1 系統(tǒng)的組成

氣體分析儀系統(tǒng)主要由取樣探頭、取樣管線(xiàn)、過(guò)濾器、制冷器、氣體分析器組成（系統(tǒng)組成見(jiàn)圖1），其中氣體分析器的作用主要是對(duì)采樣到的氣體進(jìn)行濃度分析，它是整部柜子的核心，其它部件都是為了保證氣體分析器能夠長(zhǎng)期穩(wěn)定、可靠運(yùn)行而存在的。本系統(tǒng)采用的是多組份氣體分析器，它是智能化儀表，具有良好的可操作性和穩(wěn)定性。

1.2 工作原理

分析儀系統(tǒng)是用于粉塵含量較高的工藝氣體中的CO，NO，SO2，O2等氣體成分連續(xù)監(jiān)測(cè)的分析儀器系統(tǒng)，具有制冷、除水、除塵、自動(dòng)吹掃、校準(zhǔn)等多種功能。它能夠?yàn)楦鞴に圏c(diǎn)的正常、安全運(yùn)行提供可靠的數(shù)據(jù)，或參與實(shí)時(shí)控制連鎖。待測(cè)樣氣通過(guò)取樣裝置取出，通過(guò)過(guò)濾器除水、除塵后，大部分氣體被旁路放空，小部分氣體通過(guò)壓縮機(jī)、制冷器二次除水，再經(jīng)過(guò)保護(hù)過(guò)濾器二次除塵后，送至分析儀器中進(jìn)行各氣體成分含量分析，分析結(jié)果最終將以4～200mA的電流信號(hào)送至中央控制室。

1.3 測(cè)量原理

對(duì)于CO，NO，SO2氣體的測(cè)量采用的是光譜測(cè)量法，這種方法是以對(duì)非分散性紅外線(xiàn)光譜的吸收為基礎(chǔ)的，測(cè)量相關(guān)波段紅外線(xiàn)的衰減幅度即可測(cè)量相關(guān)氣體的濃度。

O2含量的測(cè)量原理是依據(jù)氧氣在陰極與電解液的分界面處被轉(zhuǎn)換成電流，所產(chǎn)生的電流大小與氧氣的含量成正比，因此測(cè)量出氧氣的含量。

圖1 氣體分析儀的系統(tǒng)組成

2 設(shè)備常見(jiàn)故障處理

2.1 氣體含量測(cè)量不準(zhǔn)確問(wèn)題

我廠設(shè)備運(yùn)行投產(chǎn)過(guò)一段時(shí)間后，調(diào)試組工作人員反映氣體分析儀反饋到中控室畫(huà)面上的氣體含量測(cè)量值與管道實(shí)際值不符。實(shí)地檢查首先看到氣體分析儀面板上顯示的數(shù)值與中控室數(shù)據(jù)一致，因此判定設(shè)備的信號(hào)反饋傳輸沒(méi)有問(wèn)題。隨后進(jìn)一步觀察設(shè)備，認(rèn)為可能是煙道負(fù)壓大而流量取樣泵功率過(guò)低，導(dǎo)致設(shè)備無(wú)法對(duì)煙道氣體進(jìn)行正常采集。取樣流量泵的功能主要是調(diào)節(jié)取樣流量的大小，而此時(shí)流量小球顯示的取樣流量值為1.1L/min，說(shuō)明此時(shí)設(shè)備采樣正常與取樣泵功率大小無(wú)關(guān)。為進(jìn)一步證實(shí)理論分析的正確性進(jìn)行了實(shí)際的現(xiàn)場(chǎng)操作，在操作面板中找到5.9.4.1參數(shù)代碼進(jìn)行取樣流量泵的功率調(diào)節(jié)，面板顯示見(jiàn)圖2。再通過(guò)用按鍵“→”或“↑”來(lái)增加泵流量，用“ENTER”按鍵保存設(shè)定好的流量值。將取樣泵流量調(diào)大之后按下“Cal”鍵進(jìn)行自動(dòng)校準(zhǔn)，調(diào)節(jié)取樣流量小球使流量值在1～1.2L/min之間，設(shè)備自動(dòng)校準(zhǔn)過(guò)后發(fā)現(xiàn)測(cè)量值與調(diào)節(jié)前相比并沒(méi)有發(fā)生改變，因此排除了流量泵問(wèn)題。

接下來(lái)查看設(shè)備是否是因?yàn)闅饴钒l(fā)生泄漏從而導(dǎo)致了測(cè)量值不準(zhǔn)確的問(wèn)題。首先檢查取樣探頭處是否漏氣，將壓縮空氣電磁閥至取樣探頭的連接管處彎折堵住，過(guò)一段時(shí)間后觀察分析儀面板上的測(cè)量值并未發(fā)生改變，因此排除了因電磁閥故障而導(dǎo)致氣路泄漏。取樣探頭箱見(jiàn)圖3。將取樣探頭與取樣管連接處擰下并用手堵住，過(guò)一段時(shí)間發(fā)現(xiàn)流量小球無(wú)法完全降至底部，因此判斷氣路發(fā)生泄漏。其次將分析器設(shè)備后面的采樣進(jìn)氣口處氣管擰開(kāi)并堵住，一段時(shí)間后發(fā)現(xiàn)流量小球降至最低，此時(shí)說(shuō)明設(shè)備采樣密封性完好。分析器采樣進(jìn)口見(jiàn)圖4。

圖2 取樣泵流量調(diào)節(jié)面板顯示

圖3 取樣探頭箱

圖4 分析器采樣入口

接著擰下冷凝器上端口處的氣管“OUT1”并將其堵住，發(fā)現(xiàn)流量小球并未完全降至底部，說(shuō)明此處應(yīng)有漏氣發(fā)生。接下來(lái)將要擰下氣管“OUT2”時(shí)發(fā)現(xiàn)此處已發(fā)生明顯松動(dòng)，因此判定“OUT1”和“OUT2”氣管處都可能發(fā)生漏氣。將氣管“OUT1”、“OUT2”擰下并用生料帶將氣管口處纏緊，擰緊（注意氣管不能超過(guò)螺帽蓋頂）后取下采樣探頭處的采樣管并堵住，一段時(shí)間后發(fā)現(xiàn)流量小球完全降至底部，說(shuō)明此時(shí)氣路密封性良好。之后按下分析儀上的“Cal”按鍵，自動(dòng)校準(zhǔn)后面板上顯示的測(cè)量值已回到正常狀態(tài)，符合煙道內(nèi)的實(shí)際氣體含量值。

2.2 氧氣傳感器損壞問(wèn)題的處理

隨著設(shè)備使用年限的增長(zhǎng)，氧氣傳感器經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)老化問(wèn)題，因此在其操作過(guò)程中，測(cè)量元件的電壓會(huì)下降。當(dāng)其電壓降至6 mV時(shí)，測(cè)量元件就不會(huì)再產(chǎn)生準(zhǔn)確的信息，此時(shí)就應(yīng)該將其替換掉。氧氣傳感器位置如圖5所示。

調(diào)節(jié)面板找到參數(shù)代碼5.7.1.4查看氧氣傳感器狀態(tài)，如圖6所示。參數(shù)Reading顯示的是當(dāng)前氧氣傳感器元件的電壓值，當(dāng)電壓低于6 mV時(shí)要進(jìn)行元件更換，若電壓值低于5 mV則設(shè)備會(huì)進(jìn)行報(bào)警。在更換氧氣傳感器時(shí)一定要小心不能將其外殼損壞，因?yàn)閭鞲衅鲀?nèi)部醋酸會(huì)將無(wú)防護(hù)的皮膚損傷。

圖5 氧氣傳感器位置

圖6 氧氣傳感器狀態(tài)參數(shù)

首先旋下分析儀前面蓋子上的兩顆螺絲并拆下蓋子，其次旋轉(zhuǎn)拆下傳感器的連接插頭，最后小心拆下傳感器和墊圈。換上新的傳感器和墊圈并將其擰緊，最后連接好傳感器插頭。更換完畢后首先要輸入傳感器的安裝日期，在面板上調(diào)到參數(shù)代碼5.8.2.1并將日期輸入，之后系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)進(jìn)行安裝日期校準(zhǔn)。其次調(diào)到參數(shù)代碼5.8.2.2進(jìn)行傳感器的零點(diǎn)標(biāo)定，使用大氣標(biāo)定時(shí)按下ENTER鍵即可進(jìn)行自我標(biāo)定，其測(cè)量值會(huì)顯示在第二行中，若此時(shí)測(cè)量偏差值不大于1%，則該值可作為新零點(diǎn)使用。

3 結(jié)語(yǔ)

氣體分析儀在水泥生產(chǎn)中有著至關(guān)重要的作用，在設(shè)備的長(zhǎng)期運(yùn)行以后，設(shè)備經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)樣氣的測(cè)量值與實(shí)際值不符及儀器元件損壞情況，因此在現(xiàn)場(chǎng)解決問(wèn)題時(shí)需要按問(wèn)題出現(xiàn)的可能性由大及小進(jìn)行逐一排查。同時(shí)水泥廠煙道內(nèi)含有較多的煙塵，經(jīng)常會(huì)將設(shè)備氣路堵塞，因此定期進(jìn)行設(shè)備的清理、維護(hù)才能保證氣體分析儀設(shè)備的長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行，從而保證水泥熟料生產(chǎn)質(zhì)量的可靠性。