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取样探头、校准和开关模块 + 更多以简化采样

取样探头模块和简化标准子系统采样的更多方法

取样探头模块和简化标准子系统采样的更多方法

十月4,2019 | 世伟洛克分析仪器产品经理 Karim Mahraz

标准预设计子系统通过简化流体取样和控制系统的设计,提高操作效率。使用标准系统还具有明显降低安装成本、缩短停机时间和减少整体维护的额外好处,使工厂和设施管理人员能够获取和组装零件,同时确保跨设施(甚至跨大洲)的一致性。 

最终,工厂和设施管理人员可以节省时间、工作量和精力,从而提高效率并降低工厂其他区域的成本。 

下面是可以提高采样系统的性能的常见子系统类型,以下内容还说明了每个子系统如何能提高抽样系统的效率。 

校准和切换模块 (CSM)

CSM 的主要功能是为分析调整和选择工艺流或者选择校准流。每一个系统至少要有两个进口 — 两个工艺流进口或者一个工艺流进口和一个校准流进口。系统选择一个流体进行分析,作为对外部源(通常是分析仪)的气动压力信号的响应。此信号打开对应于待分析流体的蒸汽选择阀(SSV)双关断和排放阀模块中的一个。使用  CSM, 如同世伟洛克提高的产品)可提供多种额外优势,包括:  

  • 可提供各种样品调整配置来满足应用要求。 
  • 手动校准选项使操作员可以随时校准分析仪。 
  • 带有颜色编码的液流标识 —— 工艺流进口始终保持为蓝色,校准流桔黄色,旁通绿色,出口白色。
  • 整体式流动回路设计保证所有液流被送到分析仪的时间都是一致的,并消除了死区或流间污染机会。 
  • 排放空气间隙消除了在压力下气动空气与系统流体发生混合的危险。
  • 模块式设计使系统易于维护。松开可以从面板顶部触及的四个螺钉即可从组件上拆下单个元件。不存在意外拆卸整套装置或者干扰其他流体连接的危险。
  • 一个可以实现到 CSM 的高流量以及减少后续采样时间延迟的旁通选购件。

根据应用需要,可以使用一个快速回路模块(下文有更详细的说明)通过旁通快速回路过滤器为 CSM 提供流量,以缩短分析仪的响应时间。CSM 可以包含附加旁通,这种旁通可以通过快速回路或单独回流到工艺管路,也可以连接到处置系统。进口数量将由送到一个分析仪的样品管路和校准管路的数量决定。

取样探针模块 (SPM)

取样探头模块与取样探头阀(SPV)结合使用能够提高安全性、样品纯度和及时性。通过减小取样系统的容积,探头提供了更快的分析仪响应。喷嘴的容积可能较大,从而增大了整个取样系统所要求的冲洗容积。使用探头还可以从工艺管路的中心提取样品,因此消除了提取到管壁上的沉积物。此外,探头提供的 45°斜切端口大大减少了汲取到取样系统的颗粒数量。这两种功能都有助于确保探头从工艺管路中提取到有代表性的样品。

出于这些原因,建议在大于2英寸(50 mm)的管道中使用探头。这对于大于 4 in. (100 mm) 的管道尤其重要。探头设计在长度、直径、壁厚和结构材料方面可能存在差异。这些参数将影响探头的强度、过滤能力和内部流速。较厚较大的焊接探头可以承受来自高工艺流的更大冲击力,但较大的内部直径导致流速较慢。然而,这种较慢的流速使得更多颗粒落到探头之外,而不是继续进入样品系统。较小的可收缩探头强度不如焊接探头,但较小的内部容积提供了到分析仪的更快流速。 在这里了解关于世伟洛克取样探头模块的更多信息

快速回路模块 (FLM)

快速回路模块用于保持样品传输管路内的高流量以缩短在线分析仪系统的延时。快速回路模块 (FLM) c安装在分析仪棚内用来提供一条旁路,能够隔离取样系统,并为系统清洗提供冲洗气体。来自世伟洛克的 FLM 通过一个过滤器提取样品,同时利用旁路提供的高流速保持过滤元件的清洁。

快速回路需要两个工艺取样口:一个用于供应样品,另一个用于样品回流。为了消除样品泵的成本和提高取样系统的可靠性,所选回流点位置的压力应低于样品供应口。所选工艺取样口位置应尽可能靠近分析仪。如果样品内含有可凝结的气体,则应将快速回路管路和 FLM 加热到工艺压力时的样品露点温度之上。仅当需要防止冰冻时,才有必要加热液体样品。

现场工作站模块 (FSM)

现场工作站模块 (FSM) 在把工艺气体传输到分析仪之前降低其压力。在低压力下传输气体样品有三个主要优点 

  • 分析仪响应时间更快: 在下游进行流量控制的高压力管路内的气体分子比较稠密,因此流速较慢、所需吹扫时间较长。降低气体样品的压力后,样品传输管路和样品调整元件内的分子数量就会比较少,因此使系统易于冲洗,并使分析仪能够更快地响应工艺变化。传输管路内容纳的气体数量与管路内的绝对压力是成比例的。绝对压力降低一半时,管路内的气体分子数量就会减少一半,因此,在所有其他条件都相同的情况下,新样品抵达分析仪所需的时间就会缩短一半。通常,当压力达到 3 bar(压力表)(43.5 psig) 或以上时应使用 FSM。
  • 凝结少:气体的相对湿度与混合物内的水蒸汽分压是成比例的。100% 的相对湿度(或饱和度)表示在工作温度下可能的最高水蒸汽分压。因此,当任何气体混合物内的水蒸汽达到其饱和度极限的 100% 时,水蒸汽就会开始在样品传输管路内凝结。为了避免气体采样过程中出现凝结,可使用 FSM 降低样品混合物内所有气体的分压。降低系统的总压力是降低所有气体的分压的方法之一;各气体的分压的下降幅度与总压力的变化是成比例的。例如,当样品的绝对压力下降一半时,混合物内各气体的分压也将下降一半,因此样品内的水饱和度会下降一半。使用 FSM 可以显著降低样品传输管路内形成凝结物的可能性。
  • 环境更安全:当系统受损时,高压力下的气体会快速向大气压力下膨胀,并会导致系统损坏或人身伤害。体积膨胀率与绝对压力降低幅度是成比例的。在没有安装现场工作站模块的高压系统内,这种膨胀会剧烈到发生爆炸的程度。在工艺取样点安装 FSM 能够减小采样系统的高压区段,从而使整体环境变得更加安全。

流体分配集管 (FDH)

流体分配集管是各种气体和液体场合的常用组件。FDH 不但提供流动通路,而且可以提供多个出口,其作用类似于一个大型支管接头。流体分配集管的一端有一个进口,另一端有一个排放口,侧面有多个出口。常见流体分配集管是使用一段管子或棒材制成的,带有焊接或螺纹端接。 

用作分配阀组或集管时,FDH 把多个用户连接到公用事业流体源。典型应用场合包括:

  • 冷却水
  • 蒸汽 
  • 压缩空气 
  • 设备氮气 

例如,在常见分析仪箱内,一个 FDH 被用作仪表空气集管,另一个 FDH 被用作设备氮气集管,还有一个 FDH 被用作 LP 蒸汽集管。需要时,可以把 多个 FDH 子系统 端对端地连接在一起来构成更长的集管。  

通常,FDH 有一个主隔离阀和多个出口 — 各个出口都带有自己的隔离阀。对于压缩空气、蒸汽等可能潮湿的气体,最好竖向安装 FDH,并在底部安装一个排放阀。对于液体应用场合,最好竖向安装 FDH,使液体源从底部进入,而把顶部的阀门用作一个排放口,用来排放夹带的空气,或者在维护时用来导入空气以排空 FDH。

如有疑问或要了解关于世伟洛克 标准预设计子系统 或其他流体评估与咨询服务的更多信息,请联系当地的销售与服务中心。  

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