CN109813850A - 自动控制分析仪预处理装置以及预处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种自动控制分析仪预处理装置以及预处理方法，装置包括串联的第一预处理单元和第二预处理单元；第一预处理单元包括：水尘分离器、水冷装置、第一旋风制冷器、第一路样气处理子单元和第二路样气处理子单元；第二预处理单元包括第一样气预处理单元和第二样气预处理单元。优点为：本发明提供的自动控制分析仪预处理装置以及预处理方法，通过对样气进行过滤、降温、降压、稳压、稳流等一系列处理，给在线气体分析仪表提供符合仪表使用条件的样气，确保仪表的使用，从而达到仪表的精度要求，保证仪表长期、可靠地运行，同时减少仪表的故障，延长仪表的使用寿命，同时，高度可靠的样气处理系统也大大提高了安全系数。

Description

自动控制分析仪预处理装置以及预处理方法

技术领域

本发明属于仪表自动化技术领域，具体涉及一种自动控制分析仪预处理装置以及预处理方法。

背景技术

目前，煤化工领域大量使用在线气体分析仪表，为化工生产过程控制、提高产品质量、指导操作等提供重要手段和依据。在线气体分析仪表用于在生产现场连续自动分析各种混合气体样气的成分含量及单个组分含量，使得工艺控制更适时、更准确，实现了生产最优化和效益最大化。

但在实际生产过程中，在线气体分析仪表常常难以正常可靠持续的投入运行，不能真正的发挥其作用，其主要原因包括以下两点：第一，煤化工的特点决定了测量样气带液带灰严重，而现有的样气预处理装置，无法使测量样气达到在线气体分析仪表的要求，从而导致进入在线气体分析仪表的测量样气带液带灰严重，易造成在线气体分析仪表中毒或仪器部件的损坏，导致维修或采购成本居高不下。第二，由于目前使用的分析仪预处理装置的自动化程度不高，需要投入大量的人力去维护，造成了人员的维护工作量较大，一旦维护不及时或出现偏差就会导致严重后果。

发明内容

针对现有技术存在的缺陷，本发明提供一种自动控制分析仪预处理装置以及预处理方法，可有效解决上述问题。

本发明采用的技术方案如下：

本发明提供一种自动控制分析仪预处理装置，包括串联的第一预处理单元(100)和第二预处理单元(200)；

所述第一预处理单元(100)包括：水尘分离器(101)、水冷装置(102)、第一旋风制冷器(103)、第一路样气处理子单元(104)和第二路样气处理子单元(105)；

所述水尘分离器(101)的进气端通过第一输气管道(1G)与需要预处理的样气气源连通，在所述第一输气管道(1G)上安装第一控制阀门(1F)；所述水尘分离器(101)的排液端通过第一输液管道(1Y)连接到排液总管(106)；在所述第一排液管道(1Y)上安装第二控制阀门(2F)；所述水尘分离器(101)的排气端通过第二输气管道(2G)连接到所述水冷装置(102)的进气端，在所述第二输气管道(2G)上安装第三控制阀门(3F)；所述水冷装置(102)的进液端通过第二输液管道(2Y)与冷却水源连通，在所述第二输液管道(2Y)上安装第四控制阀门(4F)；所述水冷装置(102)的排水端连通到所述排液总管(106)；所述水冷装置(102)的排气端连接到所述第一旋风制冷器(103)的进气端；所述第一旋风制冷器(103)为具有温度控制的旋风制冷器，其控制端与温控器连接；所述第一旋风制冷器(103)的排气端分为两个支路，分别与所述第一路样气处理子单元(104)和所述第二路样气处理子单元(105)连接；

其中，所述第一路样气处理子单元(104)和所述第二路样气处理子单元(105)的结构完全相同，均包括：串联的第五控制阀门(5F)、自清扫过滤器(107)、第六控制阀门(6F)、调压阀(108)和汽水分离器(109)；所述第一旋风制冷器(103)的排气端通过所述第五控制阀门(5F)后，连接到所述自清扫过滤器(107)的进气端；所述自清扫过滤器(107)的排液端通过第三输液管道(3Y)连接到所述排液总管(106)，在所述第三输液管道(3Y)上安装第七控制阀门(7F)；所述自清扫过滤器(107)的排气端通过所述第六控制阀门(6F)后，连接到所述调压阀(108)的进气端，所述调压阀(108)的排气端连接到所述汽水分离器(109)的进气端；所述汽水分离器(109)具有排水口和排气端；

因此，所述第一路样气处理子单元(104)的汽水分离器排气端形成第一样气出口(A1)；所述第二路样气处理子单元(105)的汽水分离器排气端形成第二样气出口(B1)；

所述第二预处理单元(200)包括第一样气预处理单元(A2)和第二样气预处理单元(B2)；所述第一样气预处理单元(A2)的样气进口与所述第一样气出口(A1)连通；所述第二样气预处理单元(B2)的样气进口与所述第二样气出口(B1)连通；所述第一样气预处理单元(A2)和所述第二样气预处理单元(B2)的结构完全相同，均包括过滤减压器(201)、第二旋风制冷器(202)、高精度减压器(203)、阻水过滤器(204)、单向阀(205)和转子流量计(206)；

所述过滤减压器(201)的进气端与对应的第一预处理单元(100)的样气出口连通；所述过滤减压器(201)的排液端通过自动疏水阀(207)连接到排液阀(208)；所述过滤减压器(201)的排气端连接到所述第二旋风制冷器(202)的进气端；所述第二旋风制冷器(202)为具有温度控制的旋风制冷器，其控制端与温控器连接；所述第二旋风制冷器(202)的排液端通过自动疏水阀(207)连接到排液阀(208)；所述第二旋风制冷器(202)的排气端依次通过所述高精度减压器(203)、所述阻水过滤器(204)、所述单向阀(205)和所述转子流量计(206)后，进入到在线气体分析仪表。

优选的，所述第一预处理单元(100)放置在第一预处理箱(110)内；所述第二预处理单元(200)放置在第二预处理箱(209)内。

优选的，所述第一预处理箱(110)和所述第二预处理箱(209)均配置有保温层。

优选的，所述第一预处理箱(110)的箱内安装蒸汽伴热保温子单元；所述蒸汽伴热保温子单元包括进蒸汽管道(3G)以及安装于所述第一预处理箱(110)内的加热片(111)；在所述进蒸汽管道(3G)上安装第八控制阀门(8F)；

所述第二预处理箱(209)的箱内安装防爆电伴热保温子单元；所述防爆电伴热保温子单元包括位于所述第二预处理箱(209)内的电加热器(213)。

优选的，所述第一路样气处理子单元(104)和所述第二路样气处理子单元(105)还包括火炬放空管线(112)；所述火炬放空管线(112)的一端连通到所述调压阀(108)和所述汽水分离器(109)之间的管路；所述火炬放空管线(112)的另一端连通到火炬。

优选的，所述第二预处理单元(200)的所述过滤减压器(201)还通过第一安全阀(210)连接到放空气接口(211)；所述第二旋风制冷器(202)还通过第二安全阀(212)连接到所述放空气接口(211)。

本发明还提供一种自动控制分析仪预处理装置的预处理方法，包括以下步骤：

步骤1，通过蒸汽伴热保温子单元对第一预处理箱(110)的箱内温度进行控制，使其温度为20℃；通过防爆电伴热保温子单元对第二预处理箱(209)的箱内温度进行控制，使其温度为20℃；

步骤2，样气经过采样后通过第一输气管道(1G)进入到水尘分离器(101)；所述水尘分离器(101)对样气进行初步处理，分离样气中的部分水和大颗粒杂质，分离出的部分水和大颗粒杂质经第二控制阀门(2F)排到排液总管(106)；由此得到初步处理后的样气；

步骤3，初步处理后的样气，通过第二输气管道(2G)进入到水冷装置(102)；水冷装置(102)对初步处理后的样气进行降温处理，将温度降到60℃；

步骤4，降温后的样气进入到第一旋风制冷器(103)；第一旋风制冷器(103)具有温度控制功能，其温度设定在40℃，因此，第一旋风制冷器(103)对步骤3降温后的样气进行进一步的降温处理，将样气温度降至40℃，同时，在降温的同时滤掉样气中的部分水分，滤除的水分经由疏水阀排到排液总管(106)；通过第一旋风制冷器(103)，得到冷却后的样气；

步骤5，冷却后的样气分为两路，各自进入到第一路样气处理子单元(104)和第二路样气处理子单元(105)；经第一路样气处理子单元(104)处理后的样气，通过第一样气出口(A1)排出；经第二路样气处理子单元(105)处理后的样气，通过第二样气出口(B1)排出；

其中，第一路样气处理子单元(104)和第二路样气处理子单元(105)对样气的处理过程完全相同，均采用以下方式对样气进行处理：

步骤5.1，冷却后的样气通过第五控制阀门(5F)后，进入到自清扫过滤器(107)，自清扫过滤器(107)对样气进行过滤处理，进一步滤除样气中的固体杂质，滤除的固体杂质通过第七控制阀门(7F)排入到排液总管(106)，由此得到过滤后的样气；

步骤5.2，过滤后的样气经过第六控制阀门(6F)后，进入到调压阀(108)；调压阀(108)将样气压力降到2.0MPa，降压后的样气进入到汽水分离器(109)，汽水分离器(109)对样气进行汽水分离，分离出的液体同时带有微小固体杂质，一并通过排水口排出；汽水分离后的样气即为第一预处理单元(100)预处理后得到的样气；

步骤6，第一预处理单元(100)对样气进行初步的降温、减压稳压以及净化后，得到两路完全相同的样气，第一路样气由第一样气出口(A1)排出后，进入到第二预处理单元(200)的第一样气预处理单元(A2)，经第一样气预处理单元(A2)进行预处理后，进入到在线气体分析仪表的第一样气进口；第二路样气由第二样气出口(B1)排出后，进入到第二预处理单元(200)的第二样气预处理单元(B2)，经第二样气预处理单元(B2)进行预处理后，进入到在线气体分析仪表的第二样气进口；

其中，第一样气预处理单元(A2)对第一路样气的预处理方式，与第二样气预处理单元(B2)对第二路样气的预处理方式完全相同，均采用以下方式对样气进行预处理：

步骤6.1，样气经过截止阀后进入过滤减压器(201)，过滤减压器(201)对样气进行再次过滤和稳定压力，经过滤减压器(201)处理后的样气，进入到第二旋风制冷器(202)；

步骤6.2，第二旋风制冷器(202)对进入的样气进一步降温，经过自动控温的第二旋风制冷器(202)的处理，使样气温度达到指定值25℃；

步骤6.3，经第二旋风制冷器(202)处理后的样气，进入到高精度减压器(203)，经高精度减压器(203)减压到在线气体分析仪表所需样气压力0.5Mpa；

此时，得到温度25℃、压力0.5Mpa的样气，并且，样气的水分符合在线气体分析仪表要求；因此，样气进一步通过阻水过滤器(204)、单向阀(205)和转子流量计(206)后，送入在线气体分析仪表进行样气分析。

本发明提供的自动控制分析仪预处理装置以及预处理方法具有以下优点：

本发明提供的自动控制分析仪预处理装置以及预处理方法，通过对样气进行过滤、降温、降压、稳压、稳流等一系列处理，给在线气体分析仪表提供符合仪表使用条件的样气，确保仪表的使用，从而达到仪表的精度要求，保证仪表长期、可靠地运行，同时减少仪表的故障，延长仪表的使用寿命，同时，高度可靠的样气处理系统也大大提高了安全系数。

附图说明

图1为本发明提供的自动控制分析仪预处理装置的第一预处理单元的结构示意图。

图2为本发明提供的自动控制分析仪预处理装置的第二预处理单元的结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

针对煤化工的特点，本发明提供一种自动控制分析仪预处理装置以及预处理方法，能够对样气进行预处理，得到温度、压力、含液量、含固体颗粒量等均符合在线气体分析仪表要求的样气，然后再将预处理后的合格样气送入在线气体分析仪表进行样气组分分析。本发明具有以下优点：(1)能够使测量样气达到在线气体分析仪表的要求，有效杜绝带液带灰样气造成在线气体分析仪表损坏的事情发生，保障在线气体分析仪表正常运行，为生产稳定运行提供准确及时的参数；(2)能够实现较高程度的自动化控制，降低人员维护工作量。本发明产品适用于煤化工行业，为在线气体分析仪表厂商提供高标准的分析仪预处理设备，促进国内分析仪预处理产品提升自动化程度，研发更为先进且性能可靠的产品。

具体的，煤化工行业使用的在线气体分析仪表中条件最为恶劣的当属气化炉装置，气化炉将煤转化最后经过水洗塔后生产水煤气，水煤气一般配置一套在线气体分析仪表(一般配置一台色谱，两台红外分析仪)，每套分析仪前要配置预处理系统，将水煤气进行处理，使之达到在线分析仪的样气使用要求。从水洗塔出来的水煤气带有大量的水份及杂质、温度高达240℃，压力6.35MP左右，这些参数根本就不能满足在线分析仪的使用要求，必须对其进行除水除杂，降温，降压等一系列处理后来满足仪表的使用。

本发明提供一种自动控制分析仪预处理装置以及预处理方法，基本任务和功能为：在线气体分析仪表通常需要不含干扰组分的清洁、非腐蚀的样气，在正常情况下，样气必须是在限定的温度、压力和流量范围之内。样气预处理的基本任务和功能为：流量调节，包括快速流路和分析回路；压力调节，包括降压和稳压；温度调节，包括降温和保温；除尘，除水除湿和气液分离。

具体的，在煤化工装置，大部分工艺条件均不能满足在线气体分析仪表工作条件的要求，而一个满足仪表使用条件的样气，对在线气体分析仪表的长期使用和可靠运行是至关重要的。本发明提供的自动控制分析仪预处理装置以及预处理方法，目的就是为在线气体分析仪表提供不断更新的、清洁的、具有适合在线气体分析仪表工作条件的温度、压力和流量的样气气体。

本发明提供的自动控制分析仪预处理装置，包括串联的第一预处理单元100和第二预处理单元200；参考图1，为第一预处理单元100的结构示意图；参考图2，为第二预处理单元200的结构示意图。下面分别对第一预处理单元100和第二预处理单元200详细介绍：

(一)第一预处理单元：

参考图1，第一预处理单元100包括：水尘分离器101、水冷装置102、第一旋风制冷器103、第一路样气处理子单元104和第二路样气处理子单元105；

水尘分离器101的进气端通过第一输气管道1G与需要预处理的样气气源连通，在第一输气管道1G上安装第一控制阀门1F；水尘分离器101的排液端通过第一输液管道1Y连接到排液总管106；在第一排液管道1Y上安装第二控制阀门2F；水尘分离器101的排气端通过第二输气管道2G连接到水冷装置102的进气端，在第二输气管道2G上安装第三控制阀门3F；水冷装置102的进液端通过第二输液管道2Y与冷却水源连通，在第二输液管道2Y上安装第四控制阀门4F；水冷装置102的排水端连通到排液总管106；水冷装置102的排气端连接到第一旋风制冷器103的进气端；第一旋风制冷器103为具有温度控制的旋风制冷器，其控制端与温控器连接；第一旋风制冷器103的排气端分为两个支路，分别与第一路样气处理子单元104和第二路样气处理子单元105连接；

其中，第一路样气处理子单元104和第二路样气处理子单元105的结构完全相同，均包括：串联的第五控制阀门5F、自清扫过滤器107、第六控制阀门6F、调压阀108和汽水分离器109；第一旋风制冷器103的排气端通过第五控制阀门5F后，连接到自清扫过滤器107的进气端；自清扫过滤器107的排液端通过第三输液管道3Y连接到排液总管106，在第三输液管道3Y上安装第七控制阀门7F；自清扫过滤器107的排气端通过第六控制阀门6F后，连接到调压阀108的进气端，调压阀108的排气端连接到汽水分离器109的进气端；汽水分离器109具有排水口和排气端；

因此，第一路样气处理子单元104的汽水分离器排气端形成第一样气出口A1；第二路样气处理子单元105的汽水分离器排气端形成第二样气出口B1；

另外，第一路样气处理子单元104和第二路样气处理子单元105还包括火炬放空管线112；火炬放空管线112的一端连通到调压阀108和汽水分离器109之间的管路；火炬放空管线112的另一端连通到火炬。配置火炬放空管线112的目的为：当样气经过第一预处理单元100处理后，如果临时决定不将处理后的样气接入在线气体分析仪表时，则可直接通过火炬放空管线112放空。

本发明中，第一预处理单元100放置在第一预处理箱110内；第一预处理箱110配置有保温层。第一预处理箱110的箱内安装蒸汽伴热保温子单元；蒸汽伴热保温子单元包括进蒸汽管道3G以及安装于第一预处理箱110内的加热片111；在进蒸汽管道3G上安装第八控制阀门8F。通过蒸汽伴热保温子单元，维持第一预处理箱110内温度为设定值。

(二)第二预处理单元：

参考图2，第二预处理单元200包括第一样气预处理单元A2和第二样气预处理单元B2；第一样气预处理单元A2的样气进口与第一样气出口A1连通；第二样气预处理单元B2的样气进口与第二样气出口B1连通；第一样气预处理单元A2和第二样气预处理单元B2的结构完全相同，均包括过滤减压器201、第二旋风制冷器202、高精度减压器203、阻水过滤器204、单向阀205和转子流量计206；

过滤减压器201的进气端与对应的第一预处理单元100的样气出口连通；过滤减压器201的排液端通过自动疏水阀207连接到排液阀208；过滤减压器201的排气端连接到第二旋风制冷器202的进气端；第二旋风制冷器202为具有温度控制的旋风制冷器，其控制端与温控器连接；第二旋风制冷器202的排液端通过自动疏水阀207连接到排液阀208；第二旋风制冷器202的排气端依次通过高精度减压器203、阻水过滤器204、单向阀205和转子流量计206后，进入到在线气体分析仪表。

第二预处理单元200的过滤减压器201还通过第一安全阀210连接到放空气接口211；第二旋风制冷器202还通过第二安全阀212连接到放空气接口211。

另外，第二预处理单元200放置在第二预处理箱209内。第二预处理箱209配置有保温层。第二预处理箱209的箱内安装防爆电伴热保温子单元；防爆电伴热保温子单元包括位于第二预处理箱209内的电加热器213。通过安装防爆电伴热保温子单元，维持第二预处理箱209内温度为设定值。

下面对自动控制分析仪预处理装置中的关键部件说明：

1、第一预处理单元100和第二预处理单元200分别放置在不锈钢防爆箱内，不锈钢防爆箱一般悬挂于分析小屋墙壁上，本发明不锈钢防爆箱可悬挂在分析小屋的室外墙壁上，节省分析小屋空间，箱体尺寸为500mm*600mm带20mm保温层，第一预处理单元100的处理箱为蒸汽伴热保温，第二预处理单元200的处理箱为防爆电伴热保温，一般温度控制器设定在20℃；

2、第一旋风制冷器103和第二旋风制冷器202均采用自动一体化旋风制冷器，通过温控器依据温度设定范围自动调整进入到旋风制冷器的进气量来达到控制温度的目的，温控器放在防爆接线箱内为单独设计；

一体化旋风制冷器的工作原理：

压缩空气从壳体的进气口进入到喷缝内产生涡流，喷射入涡轮叶片室后形成自由旋涡，动能交换后，压缩空气被分成气流，并沿着导热管高速流入热管，在热管的末端，气流周边的热气流从挡板边沿的齿形槽或通孔泄出，并从调节管流出，形成热风。气流中部的冷风被挡板阻挡，返回到涡旋发生器，沿着回流管从冷气接头管一端泻出，产生所需要的冷风。根据冷热气流温度的需要，转动旋流，调整调节管与热管末端的距离，可以调节冷热气流比例。通过温度控制器控制进入的压缩空气量，从而实现不同的温度需要。

3、水冷装置102用于第一预处理单元100的第一道降温：

水冷装置102利用液体样气比气样的质量流量大很多，而通过与冷却介质换热的方式来实现样气的降温，常用列管式、盘管式和套管式等。它只适用于一般样气的冷却。样气流量调节：常用的流量调节部件有球阀，旋塞阀，单向阀，针阀，稳流阀，限流阀、限流孔板，浮子流量计等。

4、第二预处理单元200有两个样气进口，能接收两路样气，压缩空气入口为仪表气入口，经过自力式稳压阀调压后进入预处理；

5、自动疏水阀能够自动根据储存水的液位排出冷凝水；

6、阻水过滤器204能够在样气带水时阻止样气通过；

7、安全阀能够在超压时将气体排放。

8、高精度减压器203：

高精度减压器203是一种带有稳压功能的减压阀，减压部件采用锥形阀芯，阀芯与阀座间的间隙决定了减压的幅度，大小可以用调节杆设定。由于设计上采用了直径相对较大的金属膜片，使感压能力和灵敏性增强了许多，阀本身具有自我控制阀芯、阀座间隙的能力；当入口压力增大，膜片上所受到的压力增大，它的位置上移，由于膜片与阀芯设计为连动结构，因此阀芯也上移，阀芯阀座间隙减小，阀芯上的压降增大，与进口增大的压力抵消，这样出口的压力基本不受影响；反之，入口压力减小，膜片下移，阀芯阀座间隙增大，阀芯上的压降减小，这与进口减小的压力抵消，出口压力基本不变，实现了稳压的功能。

9、转子流量计206又称浮子流量计，用于指示样气流量，带有针阀，即可指示流量，也可调节流量。有时还可带低流量报警，当样气流量低于规定值时发出报警信号，以免分析仪发出错误的测量信号。

10、单向阀205：也叫止逆阀，只允许样气单向流动，而不能逆向流动。

11、过滤减压器201：

是一种既可以除尘又能够调压的过滤器。过滤器的滤芯采用滤纸，孔径小，属于细过滤器。

12、第一安全阀210和第二安全阀212：

在出口压力高于安全阀设定的压力值时，安全阀打开泄压，保护后级设备。

本发明还提供一种自动控制分析仪预处理装置的预处理方法，包括以下步骤：

步骤1，通过蒸汽伴热保温子单元对第一预处理箱110的箱内温度进行控制，使其温度为20℃；通过防爆电伴热保温子单元对第二预处理箱209的箱内温度进行控制，使其温度为20℃；

步骤2，样气经过采样后通过第一输气管道1G进入到水尘分离器101；水尘分离器101对样气进行初步处理，分离样气中的部分水和大颗粒杂质，分离出的部分水和大颗粒杂质经第二控制阀门2F排到排液总管106；由此得到初步处理后的样气；

步骤3，初步处理后的样气，通过第二输气管道2G进入到水冷装置102；水冷装置102对初步处理后的样气进行降温处理，一般将温度降到60℃左右；

步骤4，降温后的样气进入到第一旋风制冷器103；第一旋风制冷器103具有温度控制功能，其温度设定在40℃，因此，第一旋风制冷器103对步骤3降温后的样气进行进一步的降温处理，将样气温度降至40℃，同时，在降温的同时滤掉样气中的部分水分，滤除的水分经由疏水阀排到排液总管106；通过第一旋风制冷器103，得到冷却后的样气；

步骤5，冷却后的样气分为两路，各自进入到第一路样气处理子单元104和第二路样气处理子单元105；经第一路样气处理子单元104处理后的样气，通过第一样气出口A1排出；经第二路样气处理子单元105处理后的样气，通过第二样气出口B1排出；

其中，第一路样气处理子单元104和第二路样气处理子单元105对样气的处理过程完全相同，均采用以下方式对样气进行处理：

步骤5.1，冷却后的样气通过第五控制阀门5F后，进入到自清扫过滤器107，自清扫过滤器107对样气进行过滤处理，进一步滤除样气中的固体杂质，滤除的固体杂质通过第七控制阀门7F排入到排液总管106，由此得到过滤后的样气；

步骤5.2，过滤后的样气经过第六控制阀门6F后，进入到调压阀108；调压阀108将样气压力降到2.0MPa，由于样气从高温冷却后有大量的蒸汽冷凝成液体，因此进行汽水分离，即：降压后的样气进入到汽水分离器109，汽水分离器109对样气进行汽水分离，分离出的液体同时带有微小固体杂质，一并通过排水口排出；汽水分离后的样气即为第一预处理单元100预处理后得到的样气；

步骤6，第一预处理单元100对样气进行初步的降温、减压稳压以及净化后，得到两路完全相同的样气，第一路样气由第一样气出口A1排出后，进入到第二预处理单元200的第一样气预处理单元A2，经第一样气预处理单元A2进行预处理后，进入到在线气体分析仪表的第一样气进口；第二路样气由第二样气出口B1排出后，进入到第二预处理单元200的第二样气预处理单元B2，经第二样气预处理单元B2进行预处理后，进入到在线气体分析仪表的第二样气进口；

其中，第一样气预处理单元A2对第一路样气的预处理方式，与第二样气预处理单元B2对第二路样气的预处理方式完全相同，均采用以下方式对样气进行预处理：

步骤6.1，样气经过截止阀后进入过滤减压器201，过滤减压器201对样气进行再次过滤和稳定压力，经过滤减压器201处理后的样气，进入到第二旋风制冷器202；

步骤6.2，第二旋风制冷器202对进入的样气进一步降温，经过自动控温的第二旋风制冷器202的处理，使样气温度达到指定值25℃；

步骤6.3，经第二旋风制冷器202处理后的样气，进入到高精度减压器203，经高精度减压器203减压到在线气体分析仪表所需样气压力0.5Mpa；

此时，得到温度25℃、压力0.5Mpa的样气，并且，样气的水分符合在线气体分析仪表要求；即：样气气体温度、压力、水分、包含的固体颗粒等符合在线气体分析仪表要求。因此，样气进一步通过阻水过滤器204、单向阀205和转子流量计206后，送入在线气体分析仪表进行样气分析。

当然，根据分析的要求，也可以调整温度和压力的控制值。因为整个第一预处理单元100和第二预处理单元200的运行都是自动调节的，整个样气处理设备为高度自动化控制设备，调节及时准确。

本发明针对大型煤化工行业特点，发明一套样气处理系统，通过对样气多级自动控温、多级主动过滤和多级自动调压，使其成为具有自动化水平高、处理效果好、完全满足高端先进气体分析仪要求的一套样气处理系统，解决了行业内普遍困扰企业的分析仪难题，为生产安全稳定准确的操作运行，降低维护成本降低仪表人员维护工作量提供了保障。

由此可见，本发明提供的自动控制分析仪预处理装置以及预处理方法，通过对样气进行过滤、降温、降压、稳压、稳流等一系列处理，给在线气体分析仪表提供符合仪表使用条件的样气，确保仪表的使用，从而达到仪表的精度要求，保证仪表长期、可靠地运行，同时减少仪表的故障，延长仪表的使用寿命，同时，高度可靠的样气处理系统也大大提高了安全系数。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种自动控制分析仪预处理装置，其特征在于，包括串联的第一预处理单元(100)和第二预处理单元(200)；

所述第一预处理单元(100)包括：水尘分离器(101)、水冷装置(102)、第一旋风制冷器(103)、第一路样气处理子单元(104)和第二路样气处理子单元(105)；

所述水尘分离器(101)的进气端通过第一输气管道(1G)与需要预处理的样气气源连通，在所述第一输气管道(1G)上安装第一控制阀门(1F)；所述水尘分离器(101)的排液端通过第一输液管道(1Y)连接到排液总管(106)；在所述第一排液管道(1Y)上安装第二控制阀门(2F)；所述水尘分离器(101)的排气端通过第二输气管道(2G)连接到所述水冷装置(102)的进气端，在所述第二输气管道(2G)上安装第三控制阀门(3F)；所述水冷装置(102)的进液端通过第二输液管道(2Y)与冷却水源连通，在所述第二输液管道(2Y)上安装第四控制阀门(4F)；所述水冷装置(102)的排水端连通到所述排液总管(106)；所述水冷装置(102)的排气端连接到所述第一旋风制冷器(103)的进气端；所述第一旋风制冷器(103)为具有温度控制的旋风制冷器，其控制端与温控器连接；所述第一旋风制冷器(103)的排气端分为两个支路，分别与所述第一路样气处理子单元(104)和所述第二路样气处理子单元(105)连接；

其中，所述第一路样气处理子单元(104)和所述第二路样气处理子单元(105)的结构完全相同，均包括：串联的第五控制阀门(5F)、自清扫过滤器(107)、第六控制阀门(6F)、调压阀(108)和汽水分离器(109)；所述第一旋风制冷器(103)的排气端通过所述第五控制阀门(5F)后，连接到所述自清扫过滤器(107)的进气端；所述自清扫过滤器(107)的排液端通过第三输液管道(3Y)连接到所述排液总管(106)，在所述第三输液管道(3Y)上安装第七控制阀门(7F)；所述自清扫过滤器(107)的排气端通过所述第六控制阀门(6F)后，连接到所述调压阀(108)的进气端，所述调压阀(108)的排气端连接到所述汽水分离器(109)的进气端；所述汽水分离器(109)具有排水口和排气端；

因此，所述第一路样气处理子单元(104)的汽水分离器排气端形成第一样气出口(A1)；所述第二路样气处理子单元(105)的汽水分离器排气端形成第二样气出口(B1)；

所述第二预处理单元(200)包括第一样气预处理单元(A2)和第二样气预处理单元(B2)；所述第一样气预处理单元(A2)的样气进口与所述第一样气出口(A1)连通；所述第二样气预处理单元(B2)的样气进口与所述第二样气出口(B1)连通；所述第一样气预处理单元(A2)和所述第二样气预处理单元(B2)的结构完全相同，均包括过滤减压器(201)、第二旋风制冷器(202)、高精度减压器(203)、阻水过滤器(204)、单向阀(205)和转子流量计(206)；

所述过滤减压器(201)的进气端与对应的第一预处理单元(100)的样气出口连通；所述过滤减压器(201)的排液端通过自动疏水阀(207)连接到排液阀(208)；所述过滤减压器(201)的排气端连接到所述第二旋风制冷器(202)的进气端；所述第二旋风制冷器(202)为具有温度控制的旋风制冷器，其控制端与温控器连接；所述第二旋风制冷器(202)的排液端通过自动疏水阀(207)连接到排液阀(208)；所述第二旋风制冷器(202)的排气端依次通过所述高精度减压器(203)、所述阻水过滤器(204)、所述单向阀(205)和所述转子流量计(206)后，进入到在线气体分析仪表。

2.根据权利要求1所述的自动控制分析仪预处理装置，其特征在于，所述第一预处理单元(100)放置在第一预处理箱(110)内；所述第二预处理单元(200)放置在第二预处理箱(209)内。

3.根据权利要求2所述的自动控制分析仪预处理装置，其特征在于，所述第一预处理箱(110)和所述第二预处理箱(209)均配置有保温层。

4.根据权利要求2所述的自动控制分析仪预处理装置，其特征在于，所述第一预处理箱(110)的箱内安装蒸汽伴热保温子单元；所述蒸汽伴热保温子单元包括进蒸汽管道(3G)以及安装于所述第一预处理箱(110)内的加热片(111)；在所述进蒸汽管道(3G)上安装第八控制阀门(8F)；

所述第二预处理箱(209)的箱内安装防爆电伴热保温子单元；所述防爆电伴热保温子单元包括位于所述第二预处理箱(209)内的电加热器(213)。

5.根据权利要求1所述的自动控制分析仪预处理装置，其特征在于，所述第一路样气处理子单元(104)和所述第二路样气处理子单元(105)还包括火炬放空管线(112)；所述火炬放空管线(112)的一端连通到所述调压阀(108)和所述汽水分离器(109)之间的管路；所述火炬放空管线(112)的另一端连通到火炬。

6.根据权利要求1所述的自动控制分析仪预处理装置，其特征在于，所述第二预处理单元(200)的所述过滤减压器(201)还通过第一安全阀(210)连接到放空气接口(211)；所述第二旋风制冷器(202)还通过第二安全阀(212)连接到所述放空气接口(211)。

7.一种权利要求1-6任一项所述的自动控制分析仪预处理装置的预处理方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，通过蒸汽伴热保温子单元对第一预处理箱(110)的箱内温度进行控制，使其温度为20℃；通过防爆电伴热保温子单元对第二预处理箱(209)的箱内温度进行控制，使其温度为20℃；

步骤2，样气经过采样后通过第一输气管道(1G)进入到水尘分离器(101)；所述水尘分离器(101)对样气进行初步处理，分离样气中的部分水和大颗粒杂质，分离出的部分水和大颗粒杂质经第二控制阀门(2F)排到排液总管(106)；由此得到初步处理后的样气；

步骤3，初步处理后的样气，通过第二输气管道(2G)进入到水冷装置(102)；水冷装置(102)对初步处理后的样气进行降温处理，将温度降到60℃；

步骤4，降温后的样气进入到第一旋风制冷器(103)；第一旋风制冷器(103)具有温度控制功能，其温度设定在40℃，因此，第一旋风制冷器(103)对步骤3降温后的样气进行进一步的降温处理，将样气温度降至40℃，同时，在降温的同时滤掉样气中的部分水分，滤除的水分经由疏水阀排到排液总管(106)；通过第一旋风制冷器(103)，得到冷却后的样气；

步骤5，冷却后的样气分为两路，各自进入到第一路样气处理子单元(104)和第二路样气处理子单元(105)；经第一路样气处理子单元(104)处理后的样气，通过第一样气出口(A1)排出；经第二路样气处理子单元(105)处理后的样气，通过第二样气出口(B1)排出；

其中，第一路样气处理子单元(104)和第二路样气处理子单元(105)对样气的处理过程完全相同，均采用以下方式对样气进行处理：

步骤5.1，冷却后的样气通过第五控制阀门(5F)后，进入到自清扫过滤器(107)，自清扫过滤器(107)对样气进行过滤处理，进一步滤除样气中的固体杂质，滤除的固体杂质通过第七控制阀门(7F)排入到排液总管(106)，由此得到过滤后的样气；

步骤5.2，过滤后的样气经过第六控制阀门(6F)后，进入到调压阀(108)；调压阀(108)将样气压力降到2.0MPa，降压后的样气进入到汽水分离器(109)，汽水分离器(109)对样气进行汽水分离，分离出的液体同时带有微小固体杂质，一并通过排水口排出；汽水分离后的样气即为第一预处理单元(100)预处理后得到的样气；

步骤6，第一预处理单元(100)对样气进行初步的降温、减压稳压以及净化后，得到两路完全相同的样气，第一路样气由第一样气出口(A1)排出后，进入到第二预处理单元(200)的第一样气预处理单元(A2)，经第一样气预处理单元(A2)进行预处理后，进入到在线气体分析仪表的第一样气进口；第二路样气由第二样气出口(B1)排出后，进入到第二预处理单元(200)的第二样气预处理单元(B2)，经第二样气预处理单元(B2)进行预处理后，进入到在线气体分析仪表的第二样气进口；

其中，第一样气预处理单元(A2)对第一路样气的预处理方式，与第二样气预处理单元(B2)对第二路样气的预处理方式完全相同，均采用以下方式对样气进行预处理：

步骤6.1，样气经过截止阀后进入过滤减压器(201)，过滤减压器(201)对样气进行再次过滤和稳定压力，经过滤减压器(201)处理后的样气，进入到第二旋风制冷器(202)；

步骤6.2，第二旋风制冷器(202)对进入的样气进一步降温，经过自动控温的第二旋风制冷器(202)的处理，使样气温度达到指定值25℃；

步骤6.3，经第二旋风制冷器(202)处理后的样气，进入到高精度减压器(203)，经高精度减压器(203)减压到在线气体分析仪表所需样气压力0.5Mpa；

此时，得到温度25℃、压力0.5Mpa的样气，并且，样气的水分符合在线气体分析仪表要求；因此，样气进一步通过阻水过滤器(204)、单向阀(205)和转子流量计(206)后，送入在线气体分析仪表进行样气分析。