在线分析仪表​组成

由于各种在线分析仪表的作用原理、分析对象和复杂程度不同，其组成也大不相同。

基本构成 一般都由四个部分所构成(见图)，①取样、预处理及进样系统。从流程中取出具有代表性的样品，并使它符合分析器对样品状态或条件的要求。②分析器。将样品的成分量或物性量转换成可测量的电信号。③电源和电子线路。对仪表各部分供电，控制仪表各部分的工作，将分析器送来的电信号放大后，输出至显示、记录器，或同时送至自动控制器或电子计算机。④显示、记录器。用来显示、记录代表成分量或物性量的电信号。

常用的有:①热学式分析仪表，如热导式和热化学式气体分析器等;②电化学式分析仪表，如pH计，电导仪，盐量计，电磁浓度计，原电池式、极谱式和氧化锆氧分析器等;③磁式分析仪表，如热磁式和磁力机械式氧分析器等;④光学式分析仪表，如红外线气体分析器、紫外线分析器和流程光电比色计等;⑤色谱分析仪,如流程气相色谱仪和流程液相色谱仪两类;此外,还有密度计、湿度计、水分仪和粘度计等。

典型仪表 化工常用在线分析仪表有下列几种:

① 热导式气体分析器 基于气体导热系数值与其成分量有关的物理特性，被测气体通过热导池，检测热导池中热丝电阻的变化，可得知其中各成分的含量。主要用于分析混合气中氢气、二氧化硫或二氧化碳的含量。

② 流程pH计 基于水溶液中氢离子浓度与插入溶液中一对电极所产生的电动势有关的电化学特性，用测量电动势值，可得知被测溶液的pH值。常用于石油炼制工业、制药工业和食品工业等部门，尤其在污水处理工程中应用更多。

③ 氧化锆氧分析器 氧化锆在高温下，由于有氧离子存在而具有导电性。若在氧化锆管的内外两侧贴上铂电极,当电极两侧的气体含氧量不同,电极就产生电动势。若使一侧(参比侧)氧浓度固定不变,则另一侧(被测侧)氧浓度与电动势有对应关系。测量该电动势值,就得知被测气体中含氧量的多少。该分析器响应很快，结构简单，使用、安装方便，维护工作量少。常用于工业炉窑烟道气含氧量的测量和控制，提高燃烧热效率。

④ 红外线气体分析器 基于各种气体对红外线辐射能具有选择性吸收的特性，红外线被气体中一种组分吸收后,辐射能部分地转化为热能，使气体温度升高,通过测量气体温度变化或恒容积内气体压力的变化，就可得知气体中这一组分的含量。它可分析的对象很广泛(如一氧化碳、二氧化碳、甲烷、乙炔、各种烃、乙醇和蒸汽等的含量)，灵敏度高，量程范围广，响应速度快。

⑤ 在线色谱分析仪 包括气相和液相色谱分析仪两类。利用不同物质在不同两相中具有不同分配系数的特性。当两相在色谱柱里作相对运动时，这些物质在两相间多次反复分配,使分配系数不同的组分分离出来,并依先后顺序在检测器中逐个测出，各组分及其浓度的信号被自动记录，形成色谱图。据图可定性和定量地求出被测物质的组成和含量。在色谱柱中，相对运动的两相为固定相及流动相。用气体作为流动相载运样品的称气相色谱仪;用液体作为流动相的称液相色谱仪。色谱分析仪能进行多点、多组分周期性的自动分析，选择性好，灵敏度高，响应速度快。主要用于石油、化肥等行业对气体或液体混合物的多组分分析。

《在线分析仪表工工作手册》适合从事在线分析仪表现场维护工作的技术工人、仪表管理工作者以及仪表系统集成的技术人员阅读参考，也适合大专院校与技工学校相关专业的师生学习。

第1篇 基 础 知 识

1 仪表的性能指标和有关知识1

1.1 在线分析仪表主要性能指标1

1.2 在线分析常用浓度单位5

1.3 防爆和仪表的防爆等级8

1.4 仪表的防护等级15

第2篇 气体分析仪

2 红外线气体分析仪17

3 氧分析仪35

3.1 顺磁式氧分析仪35

3.2 氧化锆氧分析仪47

3.3 微量氧分析仪54

4 热导式气体分析仪60

5 气相色谱仪67

5.1 基本知识67

5.2 色谱柱71

5.3 柱系统和柱切技术79

5.4 检测器86

5.5 谱图分析、定性定量及标定97

5.6 故障判断和处理101

5.7 天然气专用色谱仪和热值计算107

6 微量水分仪113

6.1 电解式微量水分仪114

6.2 电容式微量水分仪118

6.3 晶体振荡式微量水分仪122

6.4 微量水分仪的标定和校准125

7 硫分析仪129

7.1 醋酸铅纸带法硫化氢和总硫分析仪129

7.2 紫外吸收法硫化氢、二氧化硫分析仪135

8 可燃性、有毒性气体检测报警器141

9 标准气体和辅助气体152

10 烟气排放连续监测系统(CEMS)164

10.1 烟尘监测子系统166

10.2 气态污染物监测子系统170

10.3 烟气参数监测子系统180

10.4 烟气流量和排放量计算186

10.5 CEMS的系统认定188

第3篇 液体分析仪

11 工业pH计190

12 离子选择性电极和工业钠度计209

12.1 离子选择性电极209

12.2 工业钠度计213

13 工业电导仪216

14 浊度计230

15 溶解氧分析仪238

16 余氯分析仪246

17 紫外可见光分光光度计和硅酸根、磷酸根分析仪249

17.1 紫外可见光分光光度计249

17.2 硅酸根、磷酸根分析仪255

18 污水和地表水监测仪表262

19 油品质量分析仪表269

19.1 馏程分析仪269

19.2 倾点分析仪273

19.3 闪点分析仪277

19.4 辛烷值分析仪279

19.5 原油含水分析仪281

20 密度计284

20.1 振动式密度计285

20.2 γ射线密度计288

第4篇 样品处理系统和仪表安装

21 取样和样品处理系统292

21.1 取样和取样探头292

21.2 样品传输和伴热保温296

21.3 样品处理306

21.4 流路切换系统328

21.5 样品排放328

21.6 特殊样品的取样和处理系统330

21.7 样品系统滞后时间计算340

21.8 样品处理系统的检验测试345

22 分析小屋和仪表安装347

第1章基础知识

1.1在线分析有关概念2

1.2仪表的防爆与防护8

1.3几种常见毒物及防护17

1.4标准气体与辅助气体39

1.5有关饱和蒸气压的几个问题50

1.6分析小屋的连锁报警系统56

1.7仪表的校验64

1.8操作安全注意事项65

第2章常用在线分析仪器原理结构简介

2.1红外线气体分析器68

2.2氧分析器87

2.3热导式气体分析仪器124

2.4过程气相色谱仪132

2.5半导体激光气体分析仪164

2.6微量水分仪173

2.7可燃性、有毒性气体检测报警器191

2.8烟气排放连续监测系统(CEMS)211

2.9工业电导仪237

2.10工业pH计248

2.11溶解氧分析仪264

2.12硅酸根、磷酸根、联氨分析仪274

2.13COD、TOC、氨氮与UV法在线分析仪284

2.14紫外荧光法、X射线荧光法总硫分析仪297

2.15在线馏程分析器311

2.16倾点分析仪316

2.17基于振动式传感器的在线分析仪器与应用系统321

第3章在线分析仪表应用的典型工况与样品条件

3.1石油炼制工艺流程简介334

3.2原油的初加工――常减压蒸馏装置344

3.3催化裂化装置347

3.4新建硫黄回收装置工艺流程简介353

3.5重油催化再生烟气脱硫装置359

3.6催化重整装置工艺流程362

3.7S.Zorb装置介绍364

3.8环氧乙烷与乙二醇工艺367

3.9合成氨、甲醇生产工艺373

3.10空分装置385

3.11锅炉用水和循环冷却水水质监测390

3.12乙烯装置工艺流程简述400

3.13转炉煤气回收402

3.14PTA装置404

3.15丁二烯抽提装置407

3.16烯烃聚合装置410

3.17水煤浆加压气化制气工艺414

第4章典型样品处理系统及操作维护

4.1重油催化裂化装置再生烟气取样和样品处理系统422

4.2乙烯裂解气取样和样品处理系统431

4.3硫黄回收装置反应尾气比值分析仪样品系统436

4.4S.Zorb装置闭锁料斗排气样品系统442

4.5催化重整装置再生烟气氧含量分析系统447

4.6丁二烯装置样品处理系统452

4.7合成氨装置转化、变换高温高含水样品处理系统456

4.8炼铁高炉炉顶气取样和样品处理系统460

4.9几种基本的样品处理系统464

4.10汽油调合装置在线质量监测系统470

第5章典型在线分析仪表与系统维护作业指导书

5.1聚乙烯装置循环气在线色谱分析系统维护作业指导书482

5.2汽油调合装置在线总硫分析仪维护作业指导书490

5.3烟气排放连续监测系统维护作业指导书500

5.4在线氧化锆分析仪维护作业指导书512

5.5在线氨氮分析仪维护作业指导书518

5.6倾点分析系统维护作业指导书527

5.7全馏程分析系统维护作业指导书531

5.8可燃气体监测报警器作业指导书540

5.9气体检测系统维护作业指导书543

5.10聚丙烯装置熔融指数仪维护作业指导书547

5.11在线硅酸根离子分析仪维护作业指导书554

第6章在线分析仪表及系统故障处理实例

6.1颗粒物监测仪的两类故障562

6.2乙烯裂解气在线分析系统存在问题565

6.3乙烯裂解气在线质谱分析取样系统常见故障及改进方案571

6.4MAXUM-Ⅱ色谱分析仪故障576

6.5西门子工业色谱仪50阀的维修580

6.6高温气体分析成套系统的改进587

6.7PrimaDB质谱仪稳定运行的技术措施590

6.8880.NSL尾气分析仪故障597

6.9HZ3810型气相色谱仪故障分析与处理599

6.10热值分析仪点火故障的检查与处理603

6.11W802型硫化氢(总硫)分析仪故障处理606

6.12氨厂甲烷化样品预处理装置的改进610

6.13广州石化进口倾点分析仪的修复改造614

6.14制硫装置烟气二氧化硫分析系统的改造617

6.15半水煤气氧含量分析仪预处理系统的改造621

6.16甲烷红外分析仪在制氢装置上的应用与改进625

6.17聚丙烯在线熔体流动指数分析仪的恢复和调试629

6.18烟气排放连续监测系统常见故障638

6.19在线硅酸盐连续分析仪故障及维护641

6.20在线蒸气压分析仪样品回收系统的改进647

6.21几种常见分析仪表故障654