天然氣熱值在線分析儀

本系統是根據天然氣熱值分析工況條件專業設計的，在采用西安聚能儀器有限公司成熟的預處理技術和分析控制技術基礎上而進行模塊化針對性設計的，具有**水平。

本過程氣體分析成套系統（以下簡稱系統）是依據***天然氣熱值儀采購項目天然氣熱值在線監測包括分析天然氣各個組分的專用色譜分析器與預處理裝置及其附屬的應用保障部分（標準氣）；通過針對現場應用條件。工藝氣樣條件的系統設計，所實現的正確匹配與合理組合，使天然氣熱值分析系統能很好適應天然氣熱值分析的特殊工藝條件。系統能自動、連續、準確、可靠和智能的分析天然氣中的各個氣體組分含量及熱值。熱值采用**Kcal/Nm3顯示，系統正常運行期間能同時提供主要氣體組分和熱值的4～20mA標準輸出信號；并根據測量組份的含量值輸出超限報警狀態信號。系統技術方案、結構簡明、部件性能可靠、自動化程度高、操作簡便、維護量小、是天然氣熱值和成分監測的理想設備。

   本系統主要由取樣單元（氣源凈化單元）、輸氣單元、預處理單元、分析單元、控制單元、標定單元組成?？蓱糜诮範t氣體熱值的監測。系統具有安全可靠、取樣真實、響應快、分析精度高、配置和選型等諸多特色，系統不僅考慮了適應危險環境場所問題，也考慮了避免系統內部的不安全因素的產生。因此是國內非常*的氣體熱值分析系統。

2、執行標準及熱值計算方法

2.1執行標準

系統設計執行了國家、行業、企業標準。

l  JB/T 8279-1999  工業氣體分析儀器試驗方法

l  JB/T 6874-1993  工業氣體分析儀器技術條件

l  GB/T 2423.1-2001 電工電子產品環境試驗  第2部分:試驗方法 試驗A:低溫。

l  GB/T 2423.2-2001 電工電子產品環境試驗  第2部分:試驗方法 試驗A:高溫。

l  GB/T 2423.2-2001 電工電子產品環境試驗  第2部分:試驗Cab 恒定濕熱試驗。

l  GB/T 191-2000    包裝儲運圖示標志

l  Q/3201 ZDFX 01-2007 ZD101系列爐窯在線氣體分析系統企業標準

l  GB 5001-92  石油化工企業設計防火規范

l  GBJ 232-82   電氣安裝工程施工及驗收規范

l  GBJ 93-86    工業自動化儀表工程施工及驗收規范

l  HGJ 229-83   化工設備、管道防腐蝕工程施工及驗收規范

l  HG 20509-2000  儀表供電設計規定

l  HG 20510-2000  儀表供氣設計規定

l  HG 20516-2000  自動分析器室設計規定

l  GB12519-90 分析儀器通用技術條件

l  GB11606.1~.17-89 分析儀器環境試驗方法

l  EEMUA 38 在線分析儀系統的設計和安裝

2.2熱值計算方法

由可燃氣體混合組成的煤氣，器混合氣體的熱值可按下式計算                                        

式中：Q_um--混合氣體單位體積熱值

           kJ/m3（標）kJ/kg

     Q_ui--混合氣體中各組分的單位體積熱值

            kJ/m3（標）

     V_i--混合氣體各組分體積分數，%

采用西安聚能JNYQ-THC-51型氣相色譜分析儀，測量煤氣中可燃氣體C1-C6的體積濃度，將所測得值在分析儀中進行熱值計算，最終得到需要監測的煤氣熱值。

3、系統技術指標和參數

3.1適用場所

該系統適用于天然氣的熱值，分析全組份氣體濃度，全天候在線運行。

3.2適用環境條件：

① 適用于安全場所，儀表房內安裝。

② 配置保護地線（接地電阻＜4Ω＝

③ 環境溫度：＋5～45℃

④ 相對濕度：20～85％

⑤ 大氣壓力：70～106Kpa（當地大氣壓）

3.3公共設施條件：

① 電源220V±10％，50HZ±1HZ，容量≥5KVA（無強干擾）

  ② 儀表氣源：壓縮空氣(壓力0.3～0.6Mpa) ，位置：系統機柜處，接口：G1/2內螺紋；耗氣量：0.2m3/min;

4、過程氣分析成套系統技術說明

TR-9400型過程氣分析成套系統是應用于天然氣氣體中熱值及成分分析的專用在線分析系統。該系統技術**，測量準確，反應速度快，能長期連續分析被測氣體，采用自動除水干燥控制，具有結構合理，運行安全可靠，自動化程度高，維護量少，保護功能強等特點。

TR-9400在線分析系統主要用于天然氣、煤氣、煉廠氣，石油化工的氣體中成分分析，可以優化產品質量、節能降耗，以實現生產過程的優化控制，同時提高生產工藝設備及人身的安全。

TR-9400在線分析系統根據工藝的要求等，可采取單點直接抽取測量或多點抽取巡檢方式測量，在石油，礦井，新能源、電力、建材、化工等行業廣泛的應用，確保了裝置的性能價格比，讓用戶以最少的投入獲得高質量、高性能的在線分析控制成套系統。得到眾多企業的認可及贊同。

TR-9400在線分析系統針對工藝段氣體多組分含量在線分析，采取由分析儀器主機和分析機柜及一整套樣氣處理系統組成，儀表及預處理部件全部安裝在機柜內。因測量受到被測氣體的溫度、壓力、粉塵、含水量等雜質的影響，可以采取一套預處理裝置，對被測氣體進行除水、除塵等處理，從而得到干凈的氣體進入分析儀器進行分析測量，分析結果現場顯示并可實現數據的遠傳至控制室。 

4.1分析儀器：

TR-9400型成套系統所用分析儀器為西安聚能公司專業自主研發的氣體分析儀，該儀器測量精確，性能穩定可靠，響應時間快，智能化程度高。

    分析參數：天然氣烷烴類組分及熱值，氮氣和二氧化碳等

4.2工作原理及技術特點

TR-9400在線分析系統預處理單元、分析單元、電氣單元和標校單元由組成。

4.2.1預處理單元

預處理單元是指對被測量氣體進行一系列的除塵、除水及壓力流量等的控制而采取的處理方式。它主要完成從取樣系統輸送過來的氣樣進行安全、及時、有效地處理，使處理后的樣品氣干燥、清潔，以便進入儀器分析系統中的關鍵組分得以準確分析。

預處理單元包括：除塵部分、除水部分、壓力調整部分、流量調整部分。

①除塵部分過濾：過濾器采用聚四氟乙烯濾芯具有耐腐蝕、耐高溫、過濾精度高等特點，過濾器可以濾掉2個微米的粉塵與雜質，保證分析儀的正常工作要求。

除水部分包括氣水分離、干燥過濾等，保護分析儀，保證測試準確。

壓力調整部分包括泵、調節閥、樣氣排放等，以保證儀器正常工作條件。

②調節閥：工業自動化過程控制領域中，通過接受調節控制單元輸出的控制信號，借助動力操作去改變介質流量、壓力、溫度、液位等工藝參數的最終控制元件。

③流量調整部分包括流量計、調節閥，起到穩壓、穩流的作用。

4.3系統技術指標

1、環境條件

      1) 環境溫度         0℃-+45℃

      2) 大氣壓力          50-106Kpa

      3）相對濕度          ＜90℃

      4) 無強烈震蕩

2、系統技術參數

      1）結構形式：采用分析柜結構，氣體分析儀、樣氣處理、電氣等單元組裝在分析

         柜內，分析柜現場就近安裝。

     2）取樣方式：抽取式。

         技術參數：

         以太網輸出          RJ45接口

         通訊模式：          RS485 （通訊協議：Modbus RTU）

         電    源：          AC220V   50HZ 

         系統過濾精度：      ＜5um 

         重    量：          約200Kg

4.4系統質量、環境保證體系：

    制造按照 ISO9001管理體系規范標準

5、智能分析系統詳細介紹

本過程天然氣分析成套系統（以下簡稱系統）是過程分析儀器與取樣預處理裝置及其附屬的應用保障部分（標準氣）；通過對現場應用條件和工藝氣樣條件的系統設計，實現自動智能化取樣、分析、測量與數據記錄，使分析儀器能很好適應天然氣的特殊工藝條件。系統能自動、連續、準確、可靠地分析天然氣中各種氣體含量并智能計算導出熱值數據。采用自動控制系統的采樣、排水、探頭自動除水、故障監測并處理等操作。系統正常運行期間能同時提供被分析氣體的4~20mA標準輸出信號；并根據各種測量組份的含量值輸出超限報警狀態信號。

系統內部集成了智能控制系統，采用PLC+觸摸屏人機交互設計，通過組態軟件自主研發智能分析系統，可以實現工業廠區全天候多路取樣管道的智能采樣、循環、數據展示記錄，并且可以通過定制的軟件畫面實現對采樣時間、循環間隔以及數據查詢的各個參數進行定制化設置，以滿足各種不同的工況測量需求。

5.1 系統主要技術特性

a反應速度

b系統的滯后時間：T₉₀≦20S（單路）

c輸出信號:獨立的4-20mA/RS485

d正常取樣條件

e樣氣溫度：≦100℃

f樣氣含塵量：≦1000 mg/m³

g正常工作條件

h環境溫度：5-45℃

l環境壓力：70~160kPa(海拔低于2000m)

i相對濕度：不大于85%(年平均)

n電源：220±22VAC；50±0.5Hz

j系統的安全性能

w 系統的絕緣電阻不小于5兆歐

t系統的絕緣強度：系統在1.25KV試驗電壓下，歷時1min應不出現擊穿和飛弧。

5.2 PLC+觸摸屏智能測量分析簡介

參照系統流程圖，打開系統電源開關后，分析儀進入工作預熱狀態，陸續打開系統內的取樣截止閥，調節前級減壓閥將樣氣壓力調整在0.2MPa左右，氣體在管道壓力下自動進入預處理的霧過濾器，除掉樣品氣中的有色氣體（液體），為了使分析儀能夠準確、穩定、可靠的分析數據，在進入分析單元之前，由雙路硅膠干燥裝置，進一步干燥處理，出口露點降至-20℃左右。本系統能夠實現24小時在線監測，硅膠干燥設計雙路，確保系統的在線性，干燥后的樣氣，在調節閥的控制下（流量在允許范圍以內），經過0.5um精密過濾器進一步過濾后進入分析儀的分析室，經過分析后氣體通過排氣管排放到安全地帶高空放散。   

5.3程序控制

5.3.1 控制功能

本系統自動化程度高，具有自動采樣、自動排水、故障判斷及各種狀態信號監測和報警等功能。

5.3.1.1 觸摸屏

控制器采用西門子公司可編程序控制模塊和觸摸屏控制器，出廠前在PLC和觸摸屏控制器內已輸入本系統的專用程序。用戶根據現場實際情況，隨意修改PLC程序中的各種數字參數。如多路取樣的循環時間間隔參數設置、取樣的持續測量時間參數設置、高低報警點參數設置等等。5.3.3本系統特點

氣體在線分析成套系統采用西門子模塊，觸摸屏操作控制。如果是例如煤化工等分析現場工況比較惡劣的，還可以添加自動反吹系統。在現場可以根據現場實際的工況條件隨時修改取樣與反吹之間的間隔時間，自一分鐘到二十四小時內隨時隨意修改反吹間隔時間，并且在現場隨時隨意修改脈沖式吹掃的時間，在觸摸屏界面上可以直觀的了解二路以上取樣的路數和反吹的路數，到目前為止，這一點其他廠家是無法做到的。**的控制技術，大大方便了使用人員的繁瑣的操作程序，提高了工作效率，保障了分析系統的可靠性，降低了安全隱患頻率，達到了在線分析過程氣中各個不同組份的目的和技術要求。