在线CO分析仪故障处理及分析马春友

马春友

摘要：本文简述丁辛醇装置在线红外分析仪的故障处理经过及对故障进行分析

关键词：在线红外分析仪；故障；腐蚀。

1.概述

丁辛醇装置以丙烯、合成气为原料，生产正丁醇和辛醇，反应器CO含量在线分析是工艺控制的重要指标，CO含量指标一般控制在2.5～4.5*10-2mol范围内，如果CO含量＞6.0*10-2mol，将引起催化剂活性下降，并造成造成催化剂还原。如该表指示不准，工艺人员将难于控制，造成生产波动，影响产品质量。

在线CO分析仪是西门子公司红外分析仪，型号为ULTRAMAT6F（加热型，箱体恒温65℃），投用后陆续发生了分析仪零点漂移、恒温板故障及母板故障。

2.分析仪原理

ULTRAMAT6F分析仪是根据交替红外双光束原理并使用双层检测气室和光耦合器来测量气体组分的。

测量原理是基于特定分子的红外光辐射吸收波段不同。图1为测量原理示意图。一个被加热到大约700°C的红外光源（5）发出的光被分光器（7）分成两路相等的光束（样气光束和参比光束），该红外光源可以左右移动以平衡光路系统。

图1

分光器同时也可以起到滤波气室的作用。参比气光束通过一个充满N2(一种非吸收红外光气体)的参比气室（11）后，几乎无衰减的到达右侧检测器（12）。样气光束通过有样气流动的样气室，并根据样气浓度的不同而产生或多或少的衰减后到达左侧的检测器（13）。检测器内充满了特定浓度的待测气体组分。检测气室是按双层检测气室式样来设计的。光谱吸收波段中间位置的光优先被上层检测器吸收，而位于边缘波段的光几乎同等程度地被上层和下层的检测器吸收。上层和下层的检测器通过微流量传感器（15）连在一起。这种耦合意味着光谱灵敏度的带宽很窄。

光耦合器（14）延长了下层接收气室的光程长度。通过改变旋杆的位置来改变第二层检测器层的红外吸收（16）。因此，最大限度地减少某个干扰组分的影响是可能的。

斩波器（8）在分光器和样气气室之间旋转并交替地、周期性地斩断两束光线。如果在样气室中有红外光被吸收，那么将会产生一个被微流量传感器（15）转化为一个电信号的脉冲气流。

微流量传感器包含有两个被加热到大120°C的镍格栅，这两格镍格栅与另外两个电阻一起构成了一个惠斯通电桥。脉冲气流会导致紧密排列的镍格栅电阻值发生改变，这就会导致电桥中生成一个对应于样气浓度大小的偏移量，实现对介质组分含量的测量。

3.分析仪故障分析

红外分析仪故障主要有测量室泄漏，恒温板故障及母板故障等，下面分别加以分析

3.1测量室泄漏

故障现象是分析仪指示与化验分析偏差较大，对分析仪进行检查，确认是分析仪电路部分被含醛介质腐蚀致使分析仪示值产生偏差。

解决对策：更换检测器O型密封圈（规

格Φ30.3*26.3*1.64mm）。并清洗电路板，投用后分析仪指示正常。

原因分析：测量室泄漏的原因是O型

密封圈老化。

3.2恒温板故障

每次重新校验后，分析仪示值均指示准确，但不能保持平稳运行，维护人员对分析仪进行全面检查，确认是红外分析仪测量部分箱体无法达到恒温，经过检查确认是恒温板故障。

解决对策：维修恒温板，投用后达到了预期效果，保证箱体恒温65℃，分析仪运行正常。

原因分析：没有对测量室及密封接头的垫片进行定期更换。

原设计工艺介质不含有液体（腐蚀性），但实际运行中发现工艺介质不定期的带有腐蚀性液体，没有足够重视此情况，仅仅增加1台过滤器和1台凝液罐来进行液体过滤，致使工艺气中的液体没有过滤干净，造成测量室密封垫片的腐蚀。

（红色部分为损坏部件）（红色部分为损坏部件）

3.3母板故障

现象是示值不变化，通入标气也没有反应，故障代码是“S2”，查阅资料确认故障代码S2意为“斩波器的电动机故障”，可能的原因是

1）插头变松；

2）球型支座受到污染；

3）母板故障。

解决对策：将分析仪斩波器和IR光源安装在同型号的其他分析仪上，分析仪投用正常，从而确定斩波器和IR光源无问题，排除斩波器故障、IR光源故障及斩波器受到污染，

拆下母板检查电路部分元件，未发现明显问题。

联系西门子公司技术人员，说明故障

代码和故障现象，可能是以下五种问题：

（1）斩波器故障；

（2）IR光源故障；

（3）插头松动；

（4）斩波器受到污染；

（5）母板故障。

已排除斩波器故障、IR光源故障及斩波器受到污染，进一步检查发现插头无松动现象，可以确认是母板故障。

更换母板后投用分析仪，运行情况良好。

原因分析：分析仪是2002年4月投用，投用后运行情况较好，此前未发生母板故障。2008年以来陆续发生了分析仪零点漂移、恒温板故障及母板故障，说明分析仪运行7年后部分电子元件老化，运行可靠性降低。

4.故障分析结论

4.1检测器泄漏对分析仪内部的电子元件腐蚀较大，进而造成恒温板及母板逐渐发生故障，分析仪元件腐蚀是最近几次故障的主要原因。

4.2分析仪是2002年4月投用，投用后运行情况较好。2008年以来陆续发生了分析仪零点漂移、恒温板故障及母板故障，除了介质腐蚀原因外，分析仪运行7年后部分元件老化，运行可靠性降低，是分析仪故障的次要原因。

5.经验教训

5.1在发生测量室泄漏后没有吸取经验教训，没有加强分析仪的日常维护，在2008年检修期间没有对分析仪的各个部件进行全面检查，使分析仪运行不受控。应对检测器及密封接头的垫片进行定期更换。

5.2原设计工艺介质含有少量液体（腐蚀性），但实际运行中发现工艺介质不定期的带有较多腐蚀性液体，维护人员没有足够重视此情况，仅仅增加1个过滤器和1台凝液罐进行液体过滤，致使工艺气中的液体没有过滤干净，造成检测器密封垫片的腐蚀。

参考文献

1ULTRAMAT6维护手册2004年

作者简介：马春友（1966-）男，1984年参加工作，高级技师，现任大庆石化公司化工二厂仪表车间维护二班班长。