取樣系統(tǒng)是工廠中最復(fù)雜的系統(tǒng)之一。該系統(tǒng)擁有眾多部件和工藝，必須協(xié)同工作才能生成工藝流狀況的分析讀數(shù)。該讀數(shù)必須準(zhǔn)確而及時(shí)，因?yàn)閷⑹褂眠@一重要結(jié)果實(shí)現(xiàn)工廠的控制目標(biāo)。然而，工廠的工程師和技術(shù)人員都清楚取樣系統(tǒng)可能極為挑剔。系統(tǒng)的每個(gè)因素都有可能影響工藝分析儀的準(zhǔn)確性。為了幫助您的團(tuán)隊(duì)提高分析儀的可靠性，世偉洛克現(xiàn)場(chǎng)工程師總結(jié)了影響系統(tǒng)準(zhǔn)確性的八大常見(jiàn)挑戰(zhàn)。

對(duì)分析儀精度的影響

取樣系統(tǒng)中的設(shè)計(jì)失誤會(huì)影響以下因素，從而威脅樣品的完整性：

• 代表性：設(shè)計(jì)缺陷可能導(dǎo)致樣品無(wú)法準(zhǔn)確地表示工藝，甚至以不可預(yù)知或非預(yù)期的方式歪曲工藝流體的化學(xué)成分。系統(tǒng)需要具代表性的樣品以確保測(cè)量符合控制目標(biāo)。
• 及時(shí)性：如果在提取樣品與獲取分析儀讀數(shù)之間出現(xiàn)過(guò)長(zhǎng)的延時(shí)，則工廠可能面臨生產(chǎn)損失或昂貴的再加工以糾正生產(chǎn)錯(cuò)誤的風(fēng)險(xiǎn)。標(biāo)準(zhǔn)的行業(yè)響應(yīng)時(shí)間為一分鐘。
• 兼容性：如果溫度、壓力、流量和/或狀態(tài)與工藝分析儀的要求不匹配，則樣品可能會(huì)損壞分析儀或影響其準(zhǔn)確性。此外，精確的分析儀結(jié)果有助于通過(guò)標(biāo)記潛在的危險(xiǎn)操作條件來(lái)維護(hù)安全的工廠環(huán)境。
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識(shí)別并應(yīng)對(duì)常見(jiàn)的挑戰(zhàn)

挑戰(zhàn) 1：取樣口位置不當(dāng)

選擇取樣口位置可能是一個(gè)細(xì)微差別的決定。一個(gè)目標(biāo)是避免延時(shí)。如果取樣口位于工藝管路的低流量段，則需要較長(zhǎng)時(shí)間才能在分析結(jié)果中顯示工藝化學(xué)品的任何變化?；旌先莘e（例如塔底、罐或桶）也是延遲的主要原因。此外，系統(tǒng)設(shè)計(jì)者應(yīng)選擇充分混合樣品的位置，例如泵排出口、流動(dòng)孔口或管道彎頭的紊流的下游。

挑戰(zhàn) 2：探頭誤用

當(dāng)使用探頭提取樣品時(shí)，理想情況下探頭長(zhǎng)度應(yīng)伸至工藝管路的中間三分之一處，以便您提取有代表性的樣品。您還可以在工藝管路中心附近獲取更及時(shí)的結(jié)果，因?yàn)榇颂幍牧魉俑?。然而，您?yīng)該始終計(jì)算最大允許長(zhǎng)度，以確保探頭不會(huì)受到共振的影響。有時(shí)僅需將15％的探頭插入管路直徑即可。探頭不得超出必要的寬度，因?yàn)榇笕莘e會(huì)導(dǎo)致延時(shí)。如果僅使用噴嘴而不使用探頭，系統(tǒng)可能具有更大的容積，從而導(dǎo)致顯著的延遲。

挑戰(zhàn) 3：現(xiàn)場(chǎng)工作站設(shè)計(jì)不當(dāng)

對(duì)于氣體樣品，系統(tǒng)設(shè)計(jì)者希望盡可能降低壓力（如果您的系統(tǒng)設(shè)計(jì)允許，則降至 10-15 psig 甚至 5 psig）。由于分子密集堆積，高壓氣體移動(dòng)得更為緩慢，從而導(dǎo)致延時(shí)。此外，低壓降低了應(yīng)避免的冷凝風(fēng)險(xiǎn)，因?yàn)樗c多種氣體工藝分析儀不兼容并且有損于樣品的代表性。保持低壓的另一個(gè)原因是為了確保操作人員和技術(shù)人員的安全。

現(xiàn)場(chǎng)工作站的調(diào)壓閥可降低樣品中的壓力，從而使樣品更快地流向分析儀。

挑戰(zhàn) 4：跳過(guò)快速回路

汽化液體樣品時(shí)，您的取樣系統(tǒng)可能在汽化調(diào)壓閥的上游需要一個(gè)快速回路或旁路。否則，液體樣品可能流動(dòng)過(guò)慢，從而導(dǎo)致時(shí)間延時(shí)，因?yàn)樯倭恳后w就會(huì)產(chǎn)生大量氣體。如果沒(méi)有快速回路，調(diào)壓閥上游可能會(huì)有超過(guò) 100 mL 的緩慢移動(dòng)的液體量，這可能會(huì)導(dǎo)致數(shù)小時(shí)的延時(shí)。

挑戰(zhàn) 5：死區(qū)

由于死區(qū)會(huì)儲(chǔ)存舊樣品分子并將其緩慢融入新樣品中，因此會(huì)影響樣品的代表性。除非所有孔口都在流動(dòng)，否則樣品管路中的任何三通或四通都是死區(qū)。其中一些示例包括壓力表或開關(guān)、泄壓閥或?qū)嶒?yàn)室取樣點(diǎn)。當(dāng)您從高濃度流切換為低濃度流時(shí)，死區(qū)更可能影響分析結(jié)果。在流速下，死區(qū)更可能產(chǎn)生問(wèn)題。應(yīng)移動(dòng)或移除與分析儀直通管路上的死區(qū)。

挑戰(zhàn) 6：交叉流污染

單個(gè)三通閥不足以作為校準(zhǔn)流體與樣品之間的屏障。采用這種方案，校準(zhǔn)流體可能泄漏通過(guò)閥座并污染樣品，或者更可能的是，工藝流樣品可能泄漏到校準(zhǔn)流體中。這兩種情況都有損于分析。更好的配置是雙關(guān)斷單排放方案，從而確保所有關(guān)斷孔口的任何泄漏物都將流入排出或排放管而不是流入樣品中。

挑戰(zhàn) 7：溫度和壓力不當(dāng)

請(qǐng)注意樣品中的相變，因?yàn)槟Ｍ乐共糠窒嘧?。混合相位樣品不具代表性，并可能與分析儀不兼容。不難確定您的樣品是否正在發(fā)生相變。軟件程序可以為系統(tǒng)的化學(xué)成分生成相圖。通常，您希望將氣體樣品保持在露點(diǎn)以上（因此樣品不會(huì)凝結(jié)），而將液體樣品保持在其始沸點(diǎn)以下（因此較輕的組分不會(huì)蒸發(fā)）。如果您想要加熱管線，則必須加熱所有管線，因?yàn)榧词故菐子⒋绲奈醇訜峁芫€也足以降低溫度并導(dǎo)致冷凝。目的是將氣體溫度保持在露點(diǎn)以上約 20°C。

挑戰(zhàn) 8：樣品條件控制不當(dāng)

在取樣調(diào)整系統(tǒng)中，您希望從氣體樣品中去除液體，因?yàn)橐后w可能會(huì)損害您的工藝分析儀并影響您的分析結(jié)果。您可以通過(guò)重力（通過(guò)分離罐或回退管）或慣性（通過(guò)動(dòng)力分離器或旋風(fēng)分離器）去除氣體樣品中的大液滴。但以氣溶膠形式懸浮的非常細(xì)小的液滴則需要使用凝聚器。無(wú)論如何，重要的是要了解凝聚器不會(huì)濾除大液滴。此外，如果流速過(guò)高，則較小的液滴將被推過(guò)凝聚器元件，并且不會(huì)以預(yù)期方式滴出。最后，當(dāng)樣品離開凝聚器后將達(dá)到飽和 - 再次接近露點(diǎn)并接近冷凝。升高溫度或降低壓力有助于遠(yuǎn)離露點(diǎn)