在线分析仪器（四）在线气体分析成套系统简述

在线分析仪器系列

前言

以在线气体分析仪为核心的在线分析系统简要介绍了取样单元、预处理单元、分析仪器、传输管道、管道切换装置（以及电气部件）PLC由控制单元、执行控制机构、接口单元等组成。

对于不直接安装在工艺管道中的气体分析仪（即非原位安装），需要配备一套完整的系统（预处理集成分析仪除外）。其功能是使分析仪器在短时间（短滞后时间）内获得具有代表性的工艺样品，样品的温度、压力、流量和清洁度满足分析仪的工作条件。

如何使用在线分析仪器不仅取决于仪器本身，还取决于整个系统的完善性和可靠性。在实际应用和维护中，系统的稳定性甚至比分析仪更重要，至少与分析仪器相同。成套系统与分析仪器相辅相成，不可分割。

从用户工艺管道等样品源中，可以克服复杂工艺条件的条件的装置。在气体分析仪器的过程中，取样装置相对复杂。

指取样装置安装在工艺管道等样品源上的位置。

在不同的应用场合，取样探头具有耐高温、易维护、保温等特点。以下是几种常见的取样探头类型。

又称开式取样探头，由插入工艺管道的取样管(也称探头、探头)、连接法兰和根部截止阀组成。特点:探头45°，开口背对流体方向，用于惯性分离流体颗粒物，但是较小颗粒物无法分离

上图为固定直接探头，主要用于快速循环回路、高粉尘含量和污染液体样品，可适当增加管道尺寸，加快流体流量。

带过滤器的探头适用于含尘量高的探头（ $10mg/m^3$ ）的气体样品。
其滤芯材料以样品温度决定：烧结金属或陶瓷， $T ＜ 800 ℃$ ；碳化硅， $800 ℃ ＜ T ＜ 1000 ℃$ ;刚玉， $T ＞ 1000 ℃$ .
按过滤器的安装位置分类，安装在探杆头部（深入工艺管道内）称为内置过滤探头；反之，安装在探杆尾部的称为外置过滤探头。
内置过滤探头不便将过滤器取出清洗，所以普遍应用外置过滤探头，方便维护与更换。

一种将烟气用空气稀释后取出的探头，用于稀释抽取法CEMS系统中烟气样品的取样。

- 高温式取样探头
指温度 $T ＞ 1000 ℃$ 的气体样品的取样探头，通常除了采用耐高温的刚玉材料（ $Al_2O_3$ ）的探头结构,还带有冷却装置（如循环水冷），典型应用为水泥窑。

由于现代自动化观念的发展，部分工厂已经采用自动化取样探头，除了具备普通高温探头的结构，还具有自动插入取样、自动退出、旋转、清洗、测温、测压等功能，减少探头损坏和堵塞的几率，大大减少现场维护。主要应用于探头易损易堵的超高温场合。

指样品通过取样装置后，传输样品到预处理以及从预处理达到仪表之间的管道和管件。仪表中也有传输单元。

硬管优先使用退火处理316不锈钢不锈钢无缝Tube管及管件，软管使用PTFE(聚四氟乙烯)管或PVDF(聚偏氟乙烯)管。优点：
- 性质稳定，不会与其测量组分发生反应，具有优良的耐腐蚀性
- 无缝管，内壁光滑，对样品的吸附性低，减少死体积。

Pipe管公称直径15mm以上；Tube管公称直径15mm以下用。
Pipe管有法兰、螺纹、焊接三种连接方式（水质可以粘接和活接）；Tube管一般用双卡套结构。
Pipe管用DN表示，对于公制管道DN表示内径，对于管件既不表示，内径也不表示外径，只表示可以和相同DN规格的管道配合；而Tube管用OD表示管径规格，只关注管子的外径。
Pipe管一般用于工程、工艺管道、液样预处理管道等；Tube管一般用于仪表内管路及系统管路。