Как правильно выбрать модуль предварительной подготовки проб

Как правильно выбрать модуль предварительной подготовки проб

Рэнди Рикен (Randy Rieken)

При проведении анализа проб в аналитической пробоотборной системе оператору может потребоваться предварительная подготовка пробы до того, как она достигнет системы подготовки проб возле анализатора. Если для проведения анализа проб необходим данный этап, правильный выбор модуля предварительной подготовки проб приобретает крайне важное значение.  

Выбор модуля предварительной подготовки зависит от типа используемой системы транспортировки проб, а также от текущего фазового состояния проб — газообразного или жидкого. В зависимости от этих обстоятельств применяются два распространенных подхода к проектированию системы предварительной подготовки проб.

1.  Установка модуля полевой станции рядом с точкой отбора.
2.  Установка модуля обводной линии рядом с анализатором.

Системы транспортировки проб

Во-первых, необходимо определить, какая система транспортировки проб будет использоваться в вашей пробоотборной системе. В сфере аналитического оборудования распространены два типа систем транспортировки проб. 

Система с одной линией доставляет пробу до анализатора и далее, до конечной точки слива. Такие системы транспортировки обычно используются для газообразных проб. Если газообразные пробы подвергаются предварительной подготовке до поступления в линию транспортировки проб, скорее всего понадобится система с одной линией и  модулем полевой станции.

В отличие от первой системы, система с обводной линией доставляет пробу до анализатора, через который проходит лишь малая часть потока, а остальное возвращается в точку возврата проб в технологическую линию. Системы с обводной линией обычно используются для жидких проб, однако бывают ситуации, когда такую систему необходимо применять для безопасной транспортировки газообразной пробы. Как правило, в системах с обводной линией для предварительной подготовки проб после их доставки до анализатора используется модуль обводной линии.

Сравнение модулей полевой станции и модулей обводной линии

После определения типа системы транспортировки проб необходимо определиться с выбором подходящего модуля предварительной подготовки проб. Можно использовать модуль полевой станции, модуль обводной линии или не использовать ни один из них. Основное различие между этими двумя модулями в том, когда осуществляется предварительная подготовка пробы — до ее поступления в линию транспортировки проб (модуль полевой станции) или после ее доставки до анализатора (модуль обводной линии). Важно отметить, что в пробоотборной системе редко используются оба модуля одновременно.

Рисунок 1. Модуль полевой станции, установленный в системе транспортировки с одной линией.

Модули полевой станции часто предлагаются в виде сборочных узлов, содержащих устройства для фильтрации проб, испарения жидких проб или снижения давления газообразных проб. Как показано на рисунке 1 выше, в модуле полевой станции предварительная подготовка пробы осуществляется перед ее передачей в линию транспортировки проб. Модули полевой станции обладают следующими возможностями:

• удаление ненужных твердых или жидких веществ из потока;
• изменение давления или температуры пробы;
• изменение состояния пробы посредством испарения или конденсации;
• обеспечение поступления калибровочного газа.
  
   

Рисунок 2. Модуль обводной линии, установленный в системе с обводной линией.  

Большинство модулей обводной линии используется для жидких проб, хотя все чаще их применяют и для газообразных. В большинстве случаев модули обводной линии предлагаются в виде сборочных узлов, содержащих устройства для регулирования расхода и фильтрации анализируемой пробы. На рисунке 2 показано, как модуль обводной линии осуществляет предварительную подготовку пробы после ее доставки до анализатора. 

Поскольку в обводной линии почти никогда не осуществляется предварительная подготовка проб в полевых условиях, полевая станция не требуется. В анализатор направляется лишь малая часть потока, а остальное минует подготовку и направляется обратно в линию возврата проб.

Рекомендации по предварительной подготовке жидких проб  

Жидкие пробы чаще всего проходят предварительную подготовку с использованием модуля обводной линии просто потому, что зачастую жидкости слишком сложно утилизировать или уничтожать. Ввиду проблем экологического характера из-за слива проб, модули обводной линии помогают избавиться от потенциально опасных отходов. Кроме того, жидкости имеют более высокую массу на объемный расход, что делает такие пробы более ценными, чем большинство газообразных проб. При использовании модулей с обводной линией незагрязненные жидкости часто возвращаются обратно в пробоотборную систему. 

Рекомендации по предварительной подготовке газообразных проб

Как было сказано выше, предварительная подготовка газообразных проб может осуществляться с использованием либо модуля полевой станции, либо модуля обводной линии. Как правило, модуль полевой станции используется не только для предварительной подготовки газообразной пробы, но и для снижения ее давления пред транспортировкой до анализатора. Снижение давления газа позволяет уменьшить время реагирования, что обеспечивает увеличение скорости движения газа вдвое. Транспортировка газообразной пробы при пониженном давлении более безопасна. 

Однако бывают ситуации, когда необходимо сохранить высокое давление. Возможно, требуется провести измерения пробы при полном технологическом давлении, или анализатору нужна проба под высоким давлением для измерения миллионных или миллиардных долей включений газа. При таких обстоятельствах вопрос утилизации должен иметь первостепенное значение, особенно если в этих газообразных пробах содержится углерод или сера. Для таких проб следует использовать обводную линию с целью отправки большей части пробы в возвратную линию. 

Понимание условий в пробоотборной системе и в пробе поможет вам определиться с выбором модуля предварительной подготовки проб для вашей системы. Чтобы обеспечить постоянную репрезентативность проб и точность аналитических показаний на своем предприятии, зарегистрируйтесь для прохождения учебного курса Swagelok Дополнительные системы пробоподготовки для поточного анализа (PASS). Опытные инженеры-проектировщики пробоотборных систем и отраслевые специалисты помогут разобраться в сложных системах и их узлах, таких как модули предварительной подготовки проб.  

РЕГИСТРАЦИЯ ДЛЯ ПРОХОЖДЕНИЯ УЧЕБНОГО КУРСА ПО ДОПОЛНИТЕЛЬНЫМ СИСТЕМАМ