随甲烷分析仪配套的样品预处理系统，对工艺样品气脱水、除尘、减压等进行预处理。经过一段时间的运行后，发现满足不了甲烷红外线分析仪对样气的要求，致使甲烷红外线气体分析仪不能长周期运行。工艺条件制氢装置转化气余热锅炉出口温度为340～360℃，压力2. 5 MPa ，各组分的体积分数原甲烷红外线分析仪分析系统存在问题原甲烷分析预处理系统的组成工艺样品气经一次阀采出后，直接进入相距采样点5 m处的前级惯性分离器，除去大部分水。

　　然后，样品气经<10 mm×2 mm ，长约20 m不锈钢管线，直接进入分析仪表间内的样品预处理系统，经过减压至同轴套管式热交换器加涡旋管冷凝除水，再经滑流过滤器除水过滤，经转子流量计进入甲烷红外线气体分析仪对样品气进行分析。原分析仪表预处理系统的组成原理图如所示。对分析系统存在的问题进行分析由工艺条件可知样品气中水的体积分数高达38. 78 % ，高温样气采出直接进入惯性分离器。由于样品气进入惯性分离器后气体体积增加，样品气温度降低，样品气大部分水析出进入储水罐。储水罐采用手动排水，当储水罐在短时间内水量增加，维护人员来不及手动排水，使大部分水进入分析间内样品预处理系统。原分析仪表采样及预处理系统组成原理工艺样品气压力2. 5 mpa ，根部没有设计减压器进行减压，造成大体积高压样品气的传输，会带来潜在的危险。另外，传输时间额外延长，使甲烷红外线分析仪测量滞后。样品气进入甲烷分析仪预处理系统，经涡旋管冷凝和滑流过滤器处理后，样气中仍然含有少量的水，造成甲烷分析仪测量室污染。试图在滑流过滤器和转子流量计之间加一个化学除水装置，少量的水是除掉了。但是，化学除水装置内的干燥剂1～2天就需要人为更换一次，使维护费增加和维护人员的劳动强度增加；另外一方面，由于工艺样气中co体积分数达7. 56 %.而在作业空间，国仪器仪表与应用改进后甲烷分析仪分析系统组成及原理改进后的前级预处理系统针对以上分析仪系统存在的问题，根据实际工况的工艺数据，改进后的前级预处理系统组成及原理参。高温高压工艺样品气，由一次采样阀取出，进入现场盘管式水冷却器，降低样品气温度。冷却后的样品气经减压器、涡旋管及旋风冷凝器进入外置浮球式自动排液罐。采用前级预处理系统的作用原理工艺样品气经根部减压冷凝避免测量滞后，旋风冷凝器采用底部切线进入列管式加涡旋管，将样品气中的水分充分析出，排入储液罐中。外置浮球式自动排液罐能够自动/手动间歇式排出储液罐中的积水，完全不需要人为干预。无维护量，避免大量水串入下一级预处理系统。

　　改进后采样与前级预处理系统组成及原理改进后的样品预处理系统组成及原理4. 3改进后样品预处理系统改进后样品预处理系统参 ，接收来自前级预处理系统处理后的样品气，在原甲烷分析仪预处理系统的基础上，在滑流过滤器与转子流量之间，加装1件半透膜过滤装置。在常温常压下，可以使样品气实际露点达到- 45℃，它相当于水的体积分数为100×10 - 6时过程样品气湿度。当实际样品压力控制到小于0. 1 MPa时，也完全可以满足甲烷分析仪表的技术要求。半透膜过滤装置的作用及原理在样品处理系统中，用Nafion半透膜的目的是为了将汽水从样品的汽相中分离出来。Nafion半透膜是以水合作用的吸收为基础来进行工作的。水合作用是一种与水的特殊的化学反应，它不吸收或传送其他别的化合物。当含水的气体通过Nafion管路时，水蒸汽被管路壁所吸收。而与过程样品流路相对的管路壁表面的水蒸汽则挥发掉了。其内部结构原理：Nafion半透膜管路是封闭在一个有逆流干燥仪表风循环的壳内，在经过Na2 fion半透膜管路时会有一个持续的、从湿过程样品气到较干燥净化仪表风的湿度梯度。干燥净化仪表风不断萃取湿过程样品气中的水汽。由于水合作用的吸收是一个一级化学反应，因此这个过程会在瞬间完成。在过程样品气水含量与干燥净化仪表风水含量相等之前，吸收作用将会持续存在。由于过程汽相样品中的水汽在半透膜管路中被吸收，而后汽化在干燥净化仪表风中，因此整个系统的能量不会发生变化。实际使用中，要保证干燥净化的仪表风持续供给，一般将干燥净化仪表风流速设定为湿过程样品流速的2倍。半透膜过滤装置应用的效果Nafion半透膜过滤装置的应用，完全可以取代原化学除水装置，满足在线分析仪表的技术要仪表长周期运行的改进出4 mA保持不变；同时在调节器输出50 %～100 %时，AO2对应输出4～20 mA ，AO1输出保持20 mA不变。这样就实现了分程调节。

　　用常规仪表只能用方法1和2实现分程调节系统，方法3只能采用DCS实现。常规仪表实现的分程调节系统，调节器只能输出1路信号，输出信号只能串联在2台阀门定位器的输入端，这样当线路出现故障时2台阀门都无法调节。而DCS的调节器可以输出2路AO信号，分别送给2台阀门定位器就可以克服常规仪表的缺陷了，这样当一个线路故障或一个AO点故障等就只能影响1台调节阀，而另外1台仍旧可以正常工作，提高了系统的安全性。同时由于DCS采用的是第3种方法，用的控制阀和阀门定位器均是标准信号，因而调校使用维修更换等都很方便。第3种方法无论是用国外的DCS还是国内的DCS （如和利时的MACS smartPro等系统） ，都能够轻松地实现。在TPS中，可以利用其AO点的5段线性化输出功能，方便实现分程调节。当DCS的调节器输出0～50 %时，AO1对应线性输出 ，AO2输出一直是0 不变；当DCS的调节器输出50 %～100 %时，AO1输出一直是100 %）不变，AO2对应线性输出是0～100 %（即4～20 mA）。这样实现了分程调节。当然在TPS系统中，还可以利用逻辑点拉调节器的输出，经逻辑运算后分别推给2个AO点实现上述功能，也可利用TPS的控制语言CL语言实现此功能。当然这两种功能相对稍复杂，建议还是用AO点的线性化输出功能比较方便。

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