在許多工業(yè)流體系統(tǒng)中,取樣是一項非常關(guān)鍵的功能,在取樣工藝方面建立好的做法可幫助操作員在安全環(huán)境中獲得高質(zhì)量結(jié)果。
具有代表性的好樣品可驗證工藝條件,驗證在線分析儀,以及確保產(chǎn)品符合所要求的質(zhì)量規(guī)格,從而幫助操作員滿足客戶的需求。在這里,安全也至關(guān)重要。遵循正確的取樣程序,使用正確的設(shè)備并且采用安全的系統(tǒng)設(shè)計有助于降低潛在危險情況的風(fēng)險,尤其是在工藝液體和氣體有毒或易燃的情況下。
在全球范圍內(nèi),世偉洛克現(xiàn)場工程團隊在現(xiàn)場工作的同時檢查各種液體和氣體取樣系統(tǒng)及設(shè)置。許多已優(yōu)化并正常運行,但許多卻沒有。我們的目標(biāo)是幫助客戶評估取樣系統(tǒng)的設(shè)計和性能,尤其是在高風(fēng)險系統(tǒng)中。我們幫助確定改進機會,無論是通過新組件還是新取樣系統(tǒng)設(shè)計、建議好的做法等。
多年來,模式已經(jīng)出現(xiàn),我們團隊發(fā)現(xiàn)的一些常見問題能夠非常輕松地加以修復(fù)。有時,這些修復(fù)需要考慮新設(shè)備或組件。有時,這需要改變做法和程序,以便確保安全地處理和運輸樣品。無論這些修復(fù)的性質(zhì)是什么,每個修復(fù)都能夠確保操作員和技術(shù)人員安全、一致地獲取良好樣品,從而改進您的整個操作。
樣品識別。
首先,正確識別整個流體系統(tǒng)中的特定取樣點非常重要。工廠的常見做法是具體標(biāo)記設(shè)備,例如容器、泵、控制閥、熱交換器等。取樣位置不變。
問題:取樣點的命名和標(biāo)記應(yīng)具有特異性,但我們在現(xiàn)場看到的并不總是這樣。例如,有時取樣點僅僅被列為“取樣點”,操作員只能憑自己掌握的知識正確識別它們。在這種情況下,如果不參考系統(tǒng)原理圖并跟蹤管道到達將其連接到的最近工藝設(shè)備就無法正確驗證每個取樣點。當(dāng)容器(氣瓶)并非專用于特定取樣系統(tǒng)時,這種類型的非特異性標(biāo)記可能導(dǎo)致不同樣品混雜在一起,并且當(dāng)容器不符合工藝條件時,可能導(dǎo)致不安全情況。
修復(fù):作為好的做法,操作員應(yīng)為取樣點制定一個命名約定,以便實現(xiàn)輕松、具體的識別。資產(chǎn)登記冊應(yīng)與每個取樣點相關(guān)聯(lián),包含諸如以下信息:
l 取樣點的位置。
l 正被取樣的流體、其成分、流體狀態(tài)。
l 壓力和溫度。
l 潛在危險。
l 容器類型。
l 關(guān)鍵備件和零部件編號。
l 取樣頻率。
l 代表性樣品的沖洗時間。
高效、高質(zhì)量的取樣。
樣品質(zhì)量的重要性值得重申,可將一些策略和設(shè)計等好的做法結(jié)合到取樣系統(tǒng)中,以便幫助確保樣品的質(zhì)量、代表性和一致性。
問題:我們團隊經(jīng)常觀察從噴嘴直接抽取樣品的取樣點。這會導(dǎo)致一些問題或低效情況,并且可能影響質(zhì)量。例如,在氣體樣品中,噴嘴內(nèi)包含的額外體積意味著由于該管道噴嘴體積中存在一定量的高壓壓縮氣體,因此樣品響應(yīng)時間會延遲。在某些系統(tǒng)中,這可能意味著代表性分析會延遲數(shù)小時。在其他地方,噴嘴沒有過濾功能。在某些系統(tǒng)中,這可能意味著必須從獲得的樣品中排出冷凝物,然后才能進行分析。如果未正確執(zhí)行,樣品的質(zhì)量和準(zhǔn)確性可能會受到影響。
修復(fù):使用探頭進行取樣可消除各種工藝應(yīng)用中的這些低效率問題。探頭可避開顆粒并消除額外體積。它們還可確定樣品是從內(nèi)部工藝管壁的三分之一處到工藝管路中心抽取的,從而提高準(zhǔn)確性和代表性。為縮短樣品響應(yīng)時間,應(yīng)在工藝接口閥之后立即降低氣壓,以減少壓縮氣體量。此方法還會降低通過工廠輸送高壓氣體的風(fēng)險。
只要有合適的端接,便可將取樣探頭安裝到大多數(shù)工藝管路中的現(xiàn)有樣品供應(yīng)噴嘴中。對于液體取樣,最好將探頭安裝在垂直工藝管路的下部,以便確保具有液體的管路中的氣體不會沿探頭流動。對于氣體取樣,應(yīng)將探頭安裝在水平管道的頂部。不應(yīng)將探頭安裝在彎管上,以避免對分離的樣品取樣,或者不應(yīng)將探頭安裝在管道底部,以避免顆粒等污染物以及氣體管路中的冷凝物沿著探頭進入輸送管路中。
安全、準(zhǔn)確的樣品處理。
從工藝管路中抽取了樣品后,對于保持樣品的代表性而言,提取和處理是至關(guān)重要的因素。必須考慮幾個變量。
問題:我們團隊經(jīng)常觀察到一些樣本收集和處理缺陷。例如,我們已觀察到導(dǎo)致產(chǎn)品溢出和飛濺的高壓液體取樣做法。這不僅導(dǎo)致浪費,而且還可能給取樣技術(shù)人員帶來危險,并且可能違反環(huán)境法規(guī)。此外,我們還經(jīng)常看到技術(shù)人員將捕獲的液體樣品放入敞口瓶中運回實驗室。但是,因為如果不將輕組分保持在正確的壓力和溫度下,在各自露點以上它們將蒸發(fā)或分餾,因此敞口瓶將不可避免地導(dǎo)致樣品不準(zhǔn)確。而且,開瓶取樣還存在一些潛在危險,這可能會使技術(shù)人員暴露在有毒樣品和煙霧中。
修復(fù):固定容積取樣能夠可靠地消除這些風(fēng)險因素。在高壓應(yīng)用中它們尤其有益,它們有助于確保可重復(fù)、準(zhǔn)確的樣品量。此外還可校準(zhǔn)固定容積取樣,以便在容器中留出 20% 的可用容積,從而使液體能夠進行熱膨脹。
邏輯取樣位置。
最后,我們應(yīng)該考慮運營效率。您的取樣方法是否阻礙了您的工廠提高效率?取樣站是否位于對您團隊而言比較方便的位置?
問題:世偉洛克團隊經(jīng)常在未優(yōu)化的位置看到取樣系統(tǒng)。一個常見的例子是取樣系統(tǒng)位于控制閥上方。當(dāng)控制閥關(guān)閉時,這會切斷流向系統(tǒng)的樣品流,從而導(dǎo)致樣品受到影響且不具有代表性。在控制閥完全打開的情況下將沒有壓降,這會導(dǎo)致流向取樣系統(tǒng)的樣品流未知甚至根本不流動。
修復(fù):一般應(yīng)將取樣點置于泵上方、工藝流之前或之后,或者最終產(chǎn)品管路中。這可使操作員高效地抽取可靠樣品,無需擔(dān)心關(guān)斷閥或控制閥的位置。在整個系統(tǒng)設(shè)計中還應(yīng)考慮取樣位置的便捷性,從而使操作員能夠輕松接觸到取樣點。此外,盡可能整合單獨取樣點可幫助降低從錯誤取樣點取樣從而導(dǎo)致錯誤的風(fēng)險,并且有助于大幅節(jié)省成本。
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