摘 要：通过对SO2气体浓度分析仪的组成原理、分析流程、标定、操作运用及其故障处理过程进行具体的阐述，让我们对其有了一定的了解认识，而为日后维护检修提供一定的帮助。在我们垣曲冶炼厂的底吹、转炉、硫酸车间都有应用到热水箱液位计，通过对该厂分析仪系统化的描述和分析后，就可以大体地了解其基本概况和思路，进而提升气体浓度的精确度。
1 热水箱液位计系统的组成原理
该系统主要由以下几部分组成：样气取样装置、样气管道吹扫装置、样气传输装置、样气冷凝装置、冷凝物排放装置、分析仪器等。
系统中取样探头的类型为PP1170探头组件，此探头过滤器为双层复合式结构，过滤精度：0.3μm，过滤能力≤2000g/Nm3，过滤纯度：99.6%，适应温度≤700℃，其取样探头过滤精度很高。
取样探头吹扫是采用目前国际上先进的内、外脉冲式振动吹扫技术，整个吹装置（带反吹柜）靠近取样探头现场安装。内装：(1)压缩氮气过滤器，用以除去压缩氮气中的油、水、粉尘；(2)压缩氮气储气罐，用以确保反吹时有足够的压力和流量，反吹效果极好；(3)压缩氮气分配单元，完成对取样探头的内、外脉冲式振动吹扫，确保不堵塞；(4)反吹气压力低报警压力表，并输出报警信号。反吹管道与取样管道完全独立，以便于安装与维护。反吹气源采用压缩氮气（无油、无水、无尘），气源压力为0.4~0.6MPa。整套反吹装置都装在一台反吹柜内，反吹柜可安装在室外，且尽量靠近取样探头，与取样探头的距离最好不超过5m。
2 热水箱液位计系统的调试及分析过程
2.1 热水箱液位计系统的调试
吹扫气源用压缩空气（氮气）主要用于探头过滤器的自动吹扫清洗，和某些特殊部件的清洗保护。过程中提供的压缩空气（氮气）压力不得小于0.4MPa，流量不低于10m3/h，压缩空气（氮气）中不得含有水分和油污。分析仪器柜准备：依次闭合以下电源开关：总电源、电加热取样管电源、探头加热器电源、冷凝器电源、分析仪器电源。
设备的预热：分析系统内的电器设备需要一定的预热时间，根据设备的不同、环境温度的不同预热时间也不尽相同。在室温25℃时，冷凝器需预热约30min，若低于25℃时，分析仪器需预热约90min。
分析仪器的调试：分析仪器在预热后，需要对其进行标定。首先把气瓶减压器螺杆旋开，然后把气瓶总阀完全打开，最后慢慢旋紧减压器螺杆，将标气接在“样气入口”上。分析仪内部装有压力传感器，最大承受压力为0.3MPa，所以必须使输出压力小于0.3MPa，保证气样流量在60L/h，此时方可对分析仪器进行校准操作。标定时，需将系统内部五通切换阀放在“校正”位置上，通上标准气体，进行标定。根据分析仪量程的不同，我们要选用不同的标气。标定完毕后应及时把标准气气瓶总阀关闭,防止标准气的泄漏,造成不必要的浪费。
系统的工作模式：分析系统有两个工作模式，分别为待机/维护模式、运行模式。运行模式又分为手动和自动两种模式。系统通电后，设备在自检完后自动进入待机/维护模式。进入此模式意味着系统可以立刻投入使用（必须手动切换到运行模式），或者存在严重故障(系统报警指示灯会亮)。系统进入待机/维护模式有以下几种情况：在第一次通电；人为通过关闭“启动”按钮；系统湿度报警在采样状态下；延时15s后仍然出现样气流量低于10L/h 分析仪器出现严重故障报警；压缩空气（氮气）气压低于0.4MPa报警 ；冷凝器出现严重故障。
2.2 热水箱液位计系统的分析过程
系统在正常供电且无严重故障时，手动闭合“启动”按钮，系统将进入自动模式。当系统处于采样分析状态时，在PLC启动下，系统会自动采样，采样结束后，反吹开始工作，系统每隔一定的时间自动排水，并输出采样无源触点，被测气体在抽气泵的作用下进入分析系统，首先经过探头过滤器进行一级过滤，然后通过取样电磁阀进入预处理系统，再然后在冷凝器中除水进行干燥处理，最后通过三通切换阀（三通切换阀处于采样位置）和报警模式过滤器，经膜式过滤器精细过滤后，在浮子流量计的调解下进入分析仪器进行分析。系统中的冷凝水可以通过蠕动泵，以手动或自动的方式排出分析柜。
在运行模式下，我们可以通过手动触发开关（启停F1、反吹F2、采样F3、排水F4）来改变当前的程序运行逻辑，即手动模式。
3 热水箱液位计系统的故障分析及处理
该厂共有5套PS7000系列过程分析成套系统，分别于底吹炉高温风机出口一套，转炉高温风机出口两套，硫酸风机入口一套，尾气脱硫系统入口一套。操作人员需要通过观察其变化趋势，来及时调节风机导叶的开度，保证二氧化硫浓度维持稳定，并且及时调节转化工序的冷激阀，使转化器的温度在控制指标内，为硫酸的持续稳定生产提供条件。自从2014年3月份这5套设备投入使用之后，系统就频繁发生故障，经常造成无法使用，使得工作人员不能准确操作，影响硫酸车间效率，究其原因，大致分为以下几方面。
（1）系统设计及工艺状况：系统设计时考虑的不够全面，造成无法避免的系统性故障，从而使整个系统无法正常工作。例如，尾气脱硫系统入口的一套设备，热水箱液位计的量程设计是0~800ppm，但实际上早已超出许多，经常出现爆表情况，这样长期性的超量程就大大缩短热水箱液位计的使用寿命，这样的情况下必须更换分析仪器。5套分析仪系统在使用时，由于反吹电磁阀设计选的型号小，导致反吹气路经常不通，在采样之后无法对探头进行吹扫，探头堵塞无样气进入，无流量，故障报警，这时就需拆下探头清洗过滤器或更换，更换电磁阀。
（2）样气预处理系统：样气气路上的部件发生阻塞或泄漏现象，导致SO2浓度偏低。从烟气进入取样探头开始，一直到分析仪气室之前这段都属于样气预处理系统。各个元件之间以及取样管线上的任何一个小小的堵塞泄露都会造成测出来的值不准确。例如，底吹炉高温风机出口的一套设备在起初安装时，由于现场安装人员的过失，将取样管道交叉叠放，导致SO2浓度一直偏低，最终重新更换新管路，整个系统才能正常使用。取样探头使用时间过长导致酸泥堵塞，蠕动泵工作效率低，冷凝器内凝液无法正常排出，导致系统里有水蒸汽，采样电磁阀使用时间长导致堵塞；抽气泵不能正常工作产生负压或负压不够，等等；各组件之间的气密性不佳都会造成SO2浓度一直偏低，从而影响工作人员做出正确的判断，导致效率降低。所以模式过滤每月需更换一次，定期检查柜内有无漏气现象，气路是否有堵塞现象；检查反吹柜、仪表柜内样气管道线是否有异物；检查抽气泵能否正常工作都是解决此类问题的方法。
（3）热水箱液位计自身的问题：使用一段时间零点、量程会漂移，这就需要经常标定样气流量保持在60L/h，以保证SO2浓度值稳定。
4 结语
热水箱液位计作为该厂重要的工艺检测仪表，其运行情况直接关系着生产能否正常运行。为了避免系统故障频繁发生，我们必须加强日常巡检，制定有效的维护措施，提高维护人员的责任心和维修水平，保证系统安全、可靠、准确的运行，以提高我厂生产效率。