在许多工业流体系统中,取样是一项非常关键的功能,在取样工艺方面建立好的做法可帮助操作员在安全环境中获得高质量结果。
具有代表性的好样品可验证工艺条件,验证在线分析仪,以及确保产品符合所要求的质量规格,从而帮助操作员满足客户的需求。在这里,安全也至关重要。遵循正确的取样程序,使用正确的设备并且采用安全的系统设计有助于降低潜在危险情况的风险,尤其是在工艺液体和气体有毒或易燃的情况下。
在全球范围内,世伟洛克现场工程团队在现场工作的同时检查各种液体和气体取样系统及设置。许多已优化并正常运行,但许多却没有。我们的目标是帮助客户评估取样系统的设计和性能,尤其是在高风险系统中。我们帮助确定改进机会,无论是通过新组件还是新取样系统设计、建议好的做法等。
多年来,模式已经出现,我们团队发现的一些常见问题能够非常轻松地加以修复。有时,这些修复需要考虑新设备或组件。有时,这需要改变做法和程序,以便确保安全地处理和运输样品。无论这些修复的性质是什么,每个修复都能够确保操作员和技术人员安全、一致地获取良好样品,从而改进您的整个操作。
样品识别。
首先,正确识别整个流体系统中的特定取样点非常重要。工厂的常见做法是具体标记设备,例如容器、泵、控制阀、热交换器等。取样位置不变。
问题:取样点的命名和标记应具有特异性,但我们在现场看到的并不总是这样。例如,有时取样点仅仅被列为“取样点”,操作员只能凭自己掌握的知识正确识别它们。在这种情况下,如果不参考系统原理图并跟踪管道到达将其连接到的最近工艺设备就无法正确验证每个取样点。当容器(气瓶)并非专用于特定取样系统时,这种类型的非特异性标记可能导致不同样品混杂在一起,并且当容器不符合工艺条件时,可能导致不安全情况。
修复:作为好的做法,操作员应为取样点制定一个命名约定,以便实现轻松、具体的识别。资产登记册应与每个取样点相关联,包含诸如以下信息:
l 取样点的位置。
l 正被取样的流体、其成分、流体状态。
l 压力和温度。
l 潜在危险。
l 容器类型。
l 关键备件和零部件编号。
l 取样频率。
l 代表性样品的冲洗时间。
高效、高质量的取样。
样品质量的重要性值得重申,可将一些策略和设计等好的做法结合到取样系统中,以便帮助确保样品的质量、代表性和一致性。
问题:我们团队经常观察从喷嘴直接抽取样品的取样点。这会导致一些问题或低效情况,并且可能影响质量。例如,在气体样品中,喷嘴内包含的额外体积意味着由于该管道喷嘴体积中存在一定量的高压压缩气体,因此样品响应时间会延迟。在某些系统中,这可能意味着代表性分析会延迟数小时。在其他地方,喷嘴没有过滤功能。在某些系统中,这可能意味着必须从获得的样品中排出冷凝物,然后才能进行分析。如果未正确执行,样品的质量和准确性可能会受到影响。
修复:使用探头进行取样可消除各种工艺应用中的这些低效率问题。探头可避开颗粒并消除额外体积。它们还可确定样品是从内部工艺管壁的三分之一处到工艺管路中心抽取的,从而提高准确性和代表性。为缩短样品响应时间,应在工艺接口阀之后立即降低气压,以减少压缩气体量。此方法还会降低通过工厂输送高压气体的风险。
只要有合适的端接,便可将取样探头安装到大多数工艺管路中的现有样品供应喷嘴中。对于液体取样,最好将探头安装在垂直工艺管路的下部,以便确保具有液体的管路中的气体不会沿探头流动。对于气体取样,应将探头安装在水平管道的顶部。不应将探头安装在弯管上,以避免对分离的样品取样,或者不应将探头安装在管道底部,以避免颗粒等污染物以及气体管路中的冷凝物沿着探头进入输送管路中。
安全、准确的样品处理。
从工艺管路中抽取了样品后,对于保持样品的代表性而言,提取和处理是至关重要的因素。必须考虑几个变量。
问题:我们团队经常观察到一些样本收集和处理缺陷。例如,我们已观察到导致产品溢出和飞溅的高压液体取样做法。这不仅导致浪费,而且还可能给取样技术人员带来危险,并且可能违反环境法规。此外,我们还经常看到技术人员将捕获的液体样品放入敞口瓶中运回实验室。但是,因为如果不将轻组分保持在正确的压力和温度下,在各自露点以上它们将蒸发或分馏,因此敞口瓶将不可避免地导致样品不准确。而且,开瓶取样还存在一些潜在危险,这可能会使技术人员暴露在有毒样品和烟雾中。
修复:固定容积取样能够可靠地消除这些风险因素。在高压应用中它们尤其有益,它们有助于确保可重复、准确的样品量。此外还可校准固定容积取样,以便在容器中留出 20% 的可用容积,从而使液体能够进行热膨胀。
逻辑取样位置。
最后,我们应该考虑运营效率。您的取样方法是否阻碍了您的工厂提高效率?取样站是否位于对您团队而言比较方便的位置?
问题:世伟洛克团队经常在未优化的位置看到取样系统。一个常见的例子是取样系统位于控制阀上方。当控制阀关闭时,这会切断流向系统的样品流,从而导致样品受到影响且不具有代表性。在控制阀完全打开的情况下将没有压降,这会导致流向取样系统的样品流未知甚至根本不流动。
修复:一般应将取样点置于泵上方、工艺流之前或之后,或者最终产品管路中。这可使操作员高效地抽取可靠样品,无需担心关断阀或控制阀的位置。在整个系统设计中还应考虑取样位置的便捷性,从而使操作员能够轻松接触到取样点。此外,尽可能整合单独取样点可帮助降低从错误取样点取样从而导致错误的风险,并且有助于大幅节省成本。
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