刘宣 祁理智 彭新峰 尹朝营

摘要：色谱仪在天然气生产工艺过程中应用比较广泛，主要是用来精确的测量天然气中各组分的含量，是外输计量中的重要一环。色谱仪一旦出现故障，直接带来热值、压缩因子、密度的计算误差，将严重影响产量的贸易计量。理解色谱仪的结构组成及工作原理、熟悉掌握色谱仪的维保过程对解决常见的故障具有积极的促进作用。东方终端拥有Daniel 500型色谱仪7台，主要用于检测脱碳系统工作情况及贸易计量。

关键词：色谱仪;天然气;贸易计量;工作原理;故障

1 色谱仪异常峰和毛刺问题研究

在色谱仪的维保过程中，首先要对色谱仪的运行状况进行摸底，查看图谱，分析确定维保的重点。甲醇外输计量色谱仪分析基线时发现在2号电磁阀动作之前存在异常的峰，并且在线色谱仪存在的基线不平的问题，另外基线存在大量的毛刺，且对比最后一次标定曲线和当前样气曲线进行分析，发现样气图谱有延迟。

2 异常峰问题解决方法与步骤

2.1 DCS切换流量计算机键盘值

首先在流量计算机上进行KEYPAD的键盘值的输入，其次在VIEW界面上选择操作员（OPERATOR）进入流路1（STREAM 1），输入密码：1111，把流量计算机的状态由在线值（DOWNLOAD）更改为键盘值（KEYPAD），然后修改组分值为前段时间稳定的组分值，并确认。组分输入后要检查组分是否输入正确，重新投用正常的色谱仪时，只需在STATUS内把键盘值（KEYPAD）更改为在线值（DOWNLOAD）。

2.2 检查样气管线

断开在线色谱仪电源，检查样气管线上的过滤器，查看过滤器上是否存在杂质。在放空端，接入气体流量计，看流量，流量值稳定在22L/min。现场检查发现，过滤器膜片很干净，不需要进行更换。若出现膜片被污染、或单向阀有堵塞的情况，应该用无水乙醇进行清洗，对污染的滤器进行更换。

2.3 检查TCD探头阻值

首先停下正在运行的色谱仪，关闭色谱仪电源及载气、标气的进口阀门，拆下色谱仪防护罩，打开恒温箱保温外套，等色谱仪恒温箱冷却，测量TCD探头的电阻，测量值为8kΩ，并在放空口用干净的纸巾堵着，泄气，查看放空气体的洁净程度。

2.4 检查六通阀膜片

拆装六通阀膜片前，首先用记号笔对色谱柱及进气管线进行标记防止接错，然后拆下六通阀上的色谱柱及进气管线的接头。接着拆下六通阀并解体，使用干净的A4纸擦拭六通阀的金属面，防止杂质影响膜片的密封。并使用手电筒检查六通阀接头处的通道是否畅通，如果有杂物使用注射器注射无水乙醇清洗杂质。在更换膜片时发现，3号阀的膜片有破损，可以推测图谱10秒位置出现的异常峰是因此而出现的。

2.5 六通阀回装及测漏

按顺序安装好六通阀膜片后，使用扭矩扳手，设定扭矩力为30lbf.ft大约为40N.M，进行六通阀紧固。紧固完成后，回装六通阀，并根据在色谱柱及气路管线上做的标记回装接头。由于维护前色谱仪各组分分析比较正常，因此未做色谱柱的更换。正常情况下只要保证样气进气管线的过滤器没有问题，色谱柱属于非易损耗备件。回装完成后，用堵头把载气VENT口堵上，给色谱仪上电，同时打开载气，等瓶头阀压力表示数稳定时，关闭载气，观察载气压力是否下降。如果下降，对流程进行测漏（正常情况下10分钟内压力降100psi正常），对内部管线测漏时使用注射器注射肥皂水进行测漏，并用纸巾擦拭，防止堆积的水滴渗入六通阀内部腐蚀金属表面，影响膜片的密封性能。

2.6 通电测试

将色谱仪回装，并通电测试，通样气分析。经几个周期（4分钟一个周期）之后，发现原来图谱中10秒位置出现的异常峰消失，至此异常峰的问题解决，是因为六通阀膜片破损的原因导致的。但在图谱中可以看出毛刺的情况比较严重。

3 毛刺产生原因分析与处理

3.1 TCD探头异常及传输回路排查

在排除有漏点的前提下，初步是怀疑TCD探头异常造成毛刺，决定先更换新的TCD探头。更换时，先断电，后拆卸TCD探头，并清理内部密封圈。回装时，一定要更换新的密封圈，并且拧紧时应该用手拧紧，再用扳手紧1/4圈即可。检查传输线路，对控制器2350A、现场色谱仪断电。由于控制器直接与中控系统相连接，断电后，中控会接到一个警报，确认即可。检查时，如J19-1/2/3/4为正，J19-5为公共地，同样，J18-1/4/7/10为正，J18-11为公共地。用万用表进行检查，是否有接地情况。

3.2 解码板及前置放大版的更换

在确认TCD探头及其线路无问题之后，分别对解码板和前置放大版进行更换，以排除探头数据在解码过程中出现的干扰导致毛刺的情况。更换步骤为，对现场色谱仪断电，拔出阀门驱动板、前置放大板，按住电线接头暗扣，将电线拆下，即可将解码板拆出。回装时注意要插紧阀门驱动板以及前置放大板。

3.3 瞬变保护模块检查

更换前置放大板后，送电，在加热灯恢复闪烁后，让色谱仪重新分析样气，发现毛刺仍然没有得到改善，接着检查对应端口的瞬变保护模块。拆开控制器背板，翻到背面，可以看到多块瞬变保护模塊，203是保护四重差分传输的。我们要拆卸203模块，并进行检测。检查后发现，瞬变保护电路正常，回转后，重新分析样气，发现毛刺仍然存在。

3.4 模拟量通道校准

在逐步的排查与测试中，毛刺问题一直存在，最后对模拟量通道进行校准，毛刺现象明显有明显改善，测量值也更加准确。最后通过MON2000软件分析基线、标定、分析样气，发现状况明显改善，满足厂家测试要求。

4 结束语

色谱仪的故障排查过程需要耗费很大的时间与精力，需要维修人员细心和耐心。在经验相对缺乏的情况下，通过单元替换的概念，逐步排查可能存在的故障点。这要求维修人员不仅要熟悉掌握色谱仪的结构及工作原理，而且要熟悉MON 2000软件的使用，通过图谱发现问题、解决问题。笔者通过不断探索，提供了两起复杂的色谱仪典型故障维修的案例，供研究和学习。

参考文献

[1]王艳丽，在线气相色谱分析仪的应用.仪器仪表用户，2017

[2]DANALYZER/2350气相色谱分析仪硬件手册.丹尼尔测量和控制公司，2003