解决流体和采样系统中的实际性能问题

解决流体和采样系统中的实际性能问题

Phil Mathews，世伟洛克洛杉矶技术服务总监

在工业流体系统和采样系统中，有六个主要目标，三个分析目标和三个操作目标。分析目标是一个与分析仪兼容的样品、一个及时的样品，以便可以根据结果采取行动，以及一个代表过程条件的样品。运营目标是可靠、经济且安全的流体系统。实现这些目标取决于考虑完整的设计和一些可能影响性能的看似小事。

什么是“小事”？工业系统可以包含无数组件，包括管道和管接头、阀门、仪表等等。这些组件中的每一个都代表一个潜在的故障点，选择错误的组件可能会影响运营效率、产品质量，或者在最坏的情况下会影响工人的安全。即使做出了所有正确的选择，一旦系统在实际条件下运行，各种因素可能会影响样品准确性或最终使用产品的质量。

以下是一些可能会影响流体或采样系统整体性能的关键因素：

样品测量的材料很重要。 对过程流体进行采样时，样品必须与分析仪兼容，及时采取行动，并代表过程以提供有意义的结果。工厂操作员可能已经安装了最先进的过程分析仪，以确保他或她的产品符合准确的规格 - 但该过程分析仪仅与它正在分析的样品一样好，这高度依赖于样品调节系统。

在从主工艺线到分析仪的过程中，有几个因素会对样品及其准确性或有用性产生负面影响。其中一些因素可能不一定会带来潜在的安全风险，但它们可能会导致不必要的停机时间，或者让操作员对为什么样品可能不符合规格或跟踪已知的过程变化而摸不着头脑。

我们的团队在该领域看到的最常见问题之一是简单的软管材料不兼容或不适合给定应用。例如，具有非常小分子的工艺气体（如氦气、氢气甚至二氧化碳）可以渗透到含氟聚合物中。技术人员可能会因为 Teflon® 软管被用于不适合的应用而产生测量错误，从而影响样品的代表性。另一个类似的问题是吸附，其中系统介质分析物物理粘附在管或软管的内壁上，导致分析仪出现测量问题，因为样品不再代表过程。

这些问题可能会导致大量且通常不必要的故障排除时间来诊断和获取代表性样品，即使过程流体本身实际上可能完全符合规格。确保采样系统中的任何软管与系统介质和应用程序完全兼容，以避免不准确。

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选择正确的组件以避免复杂性。 在许多流体系统中，产品必须保持在一定的压力或温度下才能满足规范或避免相变。但是，当流体在整个系统中移动时，压力损失和传热自然会发生，这意味着操作员需要采取某些措施来确保压力保持在适当的水平。

虽然一些压力损失是不可避免的，但可以遵循某些最佳实践来最大限度地减少压力损失。例如，正确的管路尺寸和阀门选择对于保持所需压力而不会给系统增加不必要的复杂性至关重要。在设计不佳的系统中，在维护周期中不必要地增加复杂性并不少见，例如添加补充措施来维持目标压力，如采样泵。

但是，如果不需要，为什么要添加泵呢？考虑补充压力泵给流体系统带来的复杂性；它是又一个组件，需要自己的电源才能运行，需要技术人员注意进行定期维护检查，发生故障时更换零件，以及其他持续的担忧。在进行更换之前花时间充分了解系统并确定正确的阀门并订购它，如果您的零件车间还没有合适的阀门，则可以对整体流体系统性能产生很大影响和效率。

保持适当的压力和温度。 与压力一样，温度是相变的关键因素，并且会受到整个流体和样品调节系统中的各种因素的影响。在某些情况下，技术人员必须特别注意确保整个系统保持正确的温度。

考虑从气体生产线抽取样品。如果不采取正确的措施，热气体的温度会非常迅速地下降，并且会迅速凝结成液体。如果从过程样品从主系统采集到分析仪的整个过程中，温度和压力没有得到适当的管理，那么结果就是一个坏样品。不需要太多 — 仅一英尺左右的未绝缘或加热不当的管道会导致气体温度显着下降，这可能导致混合相样品不再具有代表性或非常有用。

一些处理冷凝问题的技术人员可能会在样品调节系统中添加聚结器或敲除罐以去除液体，但这并不总是最佳实践，它可能会进一步损害样品的实用性。相反，请确保所有管道均已隔热或加热，以防止冷凝。

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