8 общих проблем с точностью анализатора процессов

Системы отбора проб:8 распространенных проблем с точностью технологических анализаторов

Тони Уотерс, эксперт по системам отбора проб и инструктор

Системы отбора проб являются одними из самых сложных систем на заводе. Они включают в себя множество компонентов и процессов, которые должны работать вместе для получения аналитических показаний условий технологического потока. Это считывание должно быть точным и своевременным, поскольку этот важный результат будет использоваться для достижения целей контроля предприятия. Тем не менее, инженеры и техники завода знают, что система отбора проб может быть привередливой. Каждый элемент системы потенциально может повлиять на точность анализатора процессов. Чтобы помочь вашей команде повысить надежность анализатора, полевые инженеры Swagelok определили восемь общих проблем, влияющих на точность системы.

Влияние на точность анализатора

Ошибки проектирования систем отбора проб могут угрожать целостности проб, влияя на следующее:

• Репрезентативность: Недостатки конструкции могут привести к тому, что образец не будет точно отражать процесс и даже непредвиденным или непреднамеренным образом исказит химический состав технологической жидкости. Системе требуется репрезентативная выборка, чтобы гарантировать, что измерение соответствует целям контроля.
• Своевременность: Если между отбором пробы и получением показаний анализатора возникает чрезмерная задержка, завод может рисковать потерей продукта или дорогостоящей повторной обработкой для исправления производственной ошибки. Стандартное время ответа в отрасли составляет одну минуту.
• Совместимость: Если температура, давление, расход и/или состояние не соответствуют требованиям анализатора процессов, проба может повредить анализатор или поставить под угрозу его точность. Кроме того, точные результаты анализатора помогают поддерживать безопасную среду предприятия, помечая потенциально опасные условия эксплуатации.

Выявление и решение общих проблем

Проблема 1. Неправильное расположение касаний

Выбор местоположения крана может быть нюансированным решением. Одна цель — избежать задержки во времени. Если кран находится на участке технологической трубы с низким расходом, для отражения любых изменений в технологических химикатах в результатах анализа потребуется больше времени. Объемы смешивания, такие как днище башни, бак или бочка, также являются большим источником задержки. Кроме того, проектировщики системы должны выбрать место, в котором проба будет хорошо перемешана, например, ниже по течению от наведенной турбулентности нагнетательного отверстия насоса, проходного отверстия или колена трубопровода.

Задание 2. Выявление злоупотреблений

При использовании зонда для отбора проб его длина в идеале должна быть достаточной, чтобы доходить до средней трети технологической трубы, чтобы вы брали репрезентативную пробу. Вы также получите более своевременный результат вблизи центра технологической трубы, потому что там поток быстрее. Тем не менее, вы всегда должны рассчитывать максимально допустимую длину, чтобы ваш датчик не подвергался резонансной вибрации. Иногда достаточно ввести только 15 % в диаметр трубы. Зонд не должен быть шире, чем необходимо, потому что большие объемы приводят к временной задержке. При использовании только насадки без зонда система, вероятно, будет иметь гораздо больший объем, что приведет к значительной задержке.

Проблема 3:Неправильный дизайн полевой станции

С пробой газа проектировщики системы захотят как можно скорее снизить давление (до 10-15 фунтов на кв. дюйм или даже 5 фунтов на кв. дюйм, если это позволяет конструкция вашей системы). Газы под высоким давлением движутся медленнее, потому что молекулы плотно упакованы, что приводит к временной задержке. Кроме того, низкое давление снижает риск образования конденсата, чего следует избегать, поскольку оно несовместимо со многими газоанализаторами и снижает репрезентативность пробы. Еще одной причиной поддержания низкого давления является безопасность операторов и техников.

Регулятор на полевой станции снижает давление в образце, позволяя ему быстрее поступать в анализатор.

Задание 4. Пропуск быстрого цикла

При испарении жидкого образца вашей системе отбора проб может потребоваться быстрый контур или байпас перед регулятором испарения. В противном случае жидкий образец может течь слишком медленно, что приведет к временной задержке, поскольку небольшой объем жидкости даст большой объем газа. Без быстрого контура перед регулятором может находиться более 100 мл медленно движущейся жидкости, что может привести к задержке во времени на много часов.

Задание 5. Тупиковые ветки

Тупиковые ветки ставят под угрозу репрезентативность образца, сохраняя молекулы старого образца и медленно переводя их в новый образец. Любой тройник или крестовина в пробоотборной линии является тупиковой, если только все ее порты не работают. Некоторые примеры включают манометры или переключатели, клапаны сброса давления или точки лабораторного отбора проб. Тупиковые участки с большей вероятностью могут поставить под угрозу результат анализа, когда вы переключаетесь на поток с низкой концентрацией с потока с высокой концентрацией. Тупики также чаще становятся проблемой при низком расходе. Тупики на прямой линии к анализатору должны быть перемещены или удалены.

Проблема 6:перекрестное загрязнение

Один трехходовой клапан не является достаточным барьером между калибровочной жидкостью и образцом. При таком расположении калибровочная жидкость может просочиться через седло клапана и загрязнить пробу или, что более вероятно, проба технологического потока может просочиться в калибровочную жидкость. Любой сценарий испортит анализ. Лучшей конфигурацией является установка с двойной блокировкой и выпуском, которая гарантирует, что любая утечка из любого заблокированного порта пойдет в выпускную или вентиляционную линию, а не в образец.

Вызов 7:Неправильная температура и давление

Остерегайтесь фазовых изменений в ваших образцах, так как вы хотите предотвратить частичное фазовое изменение. Пробы со смешанной фазой не являются репрезентативными и, вероятно, несовместимы с вашим анализатором. Несложно определить, меняет ли ваш образец фазы. Программное обеспечение может построить фазовую диаграмму химического состава вашей системы. Как правило, вы хотите, чтобы образцы газа находились выше точки росы (чтобы они не конденсировались), а образцы жидкости — ниже точки кипения (чтобы более легкие компоненты не выкипали). Если вы нагреваете свою линию, вы должны нагреть ее всю, потому что даже нескольких дюймов необогреваемой линии достаточно, чтобы понизить температуру и вызвать конденсацию. Стремитесь поддерживать температуру газов примерно на 20°C выше точки росы.

Проблема 8:Неправильная подготовка проб

В системе условий отбора проб вы хотите удалить жидкости из пробы газа, поскольку они могут повредить ваш анализатор процесса и поставить под угрозу результат анализа. Вы можете удалить крупные капли из пробы газа под действием силы тяжести (через выбивной бак или отводную трубку) или инерции (через кинетический сепаратор или циклон). Но для очень мелких капель, взвешенных в виде аэрозоля, требуется коагулятор. Однако важно понимать, что коагуляторы не будут отфильтровывать крупные капли. Кроме того, если скорость потока слишком высока, более мелкие капли будут проталкиваться через элементы коагулятора и не будут вытекать должным образом. Наконец, когда ваш образец покинет коагулятор, он будет насыщенным – близким к точке росы и близким к повторной конденсации. Полезно уйти от точки росы, повысив температуру или снизив давление. Вы можете создать перепад давления с помощью игольчатого клапана.

Для получения дополнительной информации о выявлении и устранении угроз точности технологических анализаторов в системах отбора проб изучите практические учебные курсы Swagelok по системам отбора проб или обратитесь в местный центр продаж и обслуживания Swagelok, чтобы получить копию Промышленные системы отбора проб. , учебник, на котором основаны учебные курсы Swagelok.