Хроматографический комплекс ТДМ-ТШВ-221713-Ex-ХК-7000 для эксплуатации во взрывоопасных зонах, стандартное решение

Одним из методов контроля технологических процессов в производственном цикле современных промышленных производств является поточная хроматография. Поточная хроматография – это надежный и проверенный метод, обеспечивающий непрерывный анализ состава жидкостей и газов.

Корректная работа оборудования и получение достоверных параметров измерений возможны только при условии системного подхода, а именно, - объективность измеряемых параметров и значений достигается только при условии адаптации хроматографического комплекса, учитывая характеристики измеряемой и окружающей среды в точке отбора пробы и месте размещения хроматографа.

Достаточно часто при решении таких задач возникает необходимость установки хроматографа непосредственно на территории предприятия - на улице, во взрывоопасной зоне.

ТДМ-ТШВ-221713-Ex-ХК-7000 - это законченное стандартное решение «под ключ» на базе многоцелевого промышленного хроматографа Хроматэк-Кристалл 7000 производства российской компании ЗАО СКБ «Хроматэк», предназначенное для применения во взрывоопасных зонах.

ТДМ-ТШВ-221713-Ex-ХК-7000 - это проектно-компонуемое изделие, полная спецификация которого зависит от конкретной специализированной задачи.

На рисунке 1 представлена общая структурная схема хроматографического анализа без учета вспомогательного оборудования и систем.

Забор пробы в точке отбра осуществляется через пробоотборный зонд, к пробоотборному зонду подключают линию транспортировки пробы от точки отбора до системы подготовки пробы (СПП) хроматографа. Количество точек отбора может быть от 1 до 8, включая точку отбора эталонного образца для калибровки.

После СПП проба поступает к хроматографу, где выполняется ее анализ.

Сброс или возврат пробы осуществляется разными способами, может проходить через дополнительные элементы комплекса, в итоге - возвращается в процесс, дренажную систему предприятия или отводится на «свечу», факел и т.д.

Работа хроматографа должна быть обеспечена газом носителем, сжатым негорючим газом - для управления пневмоклапанами, вспомогательными газами, перечень и состав которых зависит от решаемой задачи.

Данные о состоянии хроматографа и прочих измерительных узлов передаются к станции управления и регистрации, откуда по различным интерфейсам могут быть переданы в РСУ предприятия.




Рисунок 1 - Обобщенная структурная схема хроматографического комплекса


Пробоотборный зонд – это комплект оборудования в различных конфигурации и принципе работы, с дополнительными устройствами в виде отсечных кранов, устройств редуцирования, фильтрации, обогрева и дренажа, с переменной глубиной погружения, материалов исполнения и способа крепления к точке отбора, обеспечивает забор пробы из точки отбора.

Линии для забора/возврата пробы – ТДМ-ТИЛ - термоизолированные линии промышленного назначения для трубных и кабельных коммуникаций, пр-во ООО «Технодизайн-М», Россия – это система, состоящая из трубной магистрали, так называемая «быстрая петля», предназначенная для транспортировки забора и возврата измеряемой пробы, имеет различные варианты исполнения. В стандартном варианте комплектация производится линиями для эксплуатации во взрывоопасных зонах, пр-во ООО «Технодизайн-М», Россия.
ТДМ-ТИЛ - термоизолированные линии промышленного назначения для трубных и кабельных коммуникаций, пр-во ООО «Технодизайн-М», Россия – это теплоизолированная обогреваемая импульсная линия в ПВХ изоляции, с встроенной трубой из нержавеющей стали 316L с внешним диаметром 6мм, установочным комплектом.
В состав ТДМ-ТИЛ - термоизолированные линии промышленного назначения для трубных и кабельных коммуникаций, пр-во ООО «Технодизайн-М», Россия входят:

• синтетический утеплитель в специализированной внешней ПВХ изоляции, стойкой к атмосферным осадкам и агрессивным средам;
• саморегулирующийся греющий кабель 25Вт/м;
• труба 316L с внешним диаметром 6мм;
• проходные фитинги для присоединения трубы 6мм, 2шт в комплекте;
• клеммная коробка для подключения греющего кабеля к питанию 220В;
• установочный комплект для подключения к процессу и питанию 220В;

Система подготовки пробы (СПП) размещается внутри шкафа ТШВ-221713-Ex и устанавливается на монтажную панель рядом с хроматографом или крепится на стену. В зависимости от решаемой задачи поточной хроматографии, система подготовки пробы выполняет следующие функции:

• алгоритмизация работы СПП (АСКУ-ТДМ-СР, включающая временные диаграммы, прикладное ПО и прочее оборудование);
• ввод 1-8 анализируемых потоков, включая автоматически подключаемый эталонный образец;
• автоматическое переключение измеряемых потоков пробы;
• продувка газовой схемы для аутентичности анализа;
• фильтрация потоков пробы;
• байпасирование потоков пробы;
• дренирование потоков пробы;
• сепарирование нежелательных примесей, капельной влаги в пробе;
• дополнительный нагрев/охлаждение пробы;
• редуцирование давления на входе/выходе пробы;
• преобразование образцов пробы из жидкой фазы в паровую;

Многоцелевой промышленный хроматограф КРИСТАЛЛ-7000, пр-во ЗАО СКБ «Хроматэк», Россия позволяет выполнять, как газовый, так и жидкостной анализ. В зависимости от задачи, хроматограф может поставляется в двух исполнениях.
Исполнение №1
Ввод образца пробы только в газовой фазе, используется только детектор по теплопроводности. Поставляется блок аналитический – трансмиттер, изображенный на рисунке 2 справа.
Исполнение №2
Ввод образца как в жидкой, так и в газовой фазе, установка всех типов детекторов (по теплопроводности, пламенно-ионизационный, пламенно-фотометрический). Поставляется блок аналитический универсальный, изображенный на рисунке 2 слева.


Рисунок 2 - исполнения хроматографа Кристалл 7000. Блок Аналитический - универсальный (слева), Блок Аналитический - трансмиттер (справа).

Основные метрологические характеристики хроматографа приведены в таблице 1.

Таблица 1. Основные Метрологические характеристики хроматографа.


Детектор по теплопроводности отличают:

• высокая чувствительность;
• автоматическая балансировка измерительного моста;
• чувствительные элементы не выходят из строя при прекращении подачи газа-носителя;
• конфигурация ячеек малого объема;

Пламенно-ионизационный детектор и Пламенно-фотометрический детектор обеспечивают:

• Электронный контроль горения пламени;
• Широкий линейный диапазон измерений;
• Надежно работающий пламегаситель оригинальной конструкции;
• Минимальное потребление водорода для горения пламени;
• Режим экономии газа-носителя;
• Возможность использования водорода в качестве газа-носителя;

Основные технические характеристики отдельно устанавливаемого хроматографа Кристалл – 7000 представлены в таблице 2.

Таблица 2. Основные характеристики хроматографа.


Станция управления и регистрации представляет собой панельный компьютер с программным обеспечением «Хроматэк-Аналитик», размещение станции управления и регистрации – общепромышленная зона, как правило, в операторной. Основная задача станции – это обработка и передача данных измеряемых компонентов анализа.
Передача данных:
Цифровой сигнал по протоколу Modbus (TCP / RTU ).
Аналоговые и дискретные сигналы:


Всепогодный уличный шкаф ТШВ-221713-Ex, пр-во ООО «Технодизайн-М», Россия имеет взрывозащиту вида 1Exe d IIB T3 GB X/ 1Exe d IIB +H2 T3 GB X, включает в себя комплекс дополнительного оборудования и является стандартным решением для размещения хроматографов во взрывоопасных зонах.


Рисунок 3- общий вид шкафа ТШВ-221713-Ex. Вид снаружи.


Обогрев внутреннего пространства шкафа осуществляется двумя нагревателями, выполненными во взрывобезопасном исполнении. Нагреватели управляются раздельно термостатами. В шкафу предусмотрена вентиляция с принудительным побуждением и две решетки естественной вентиляции, в конструкции которых предусмотрены фильтрующие вставки и шиберные заслонки зима-лето. Для освещения внутри шкафа на потолке установлен светильник во взрывобезопасном исполнении.

Вентилятор в шкафу имеет двойное назначение. В случае высокой температуры внутри шкафа в летний период или в межсезонье, он обеспечивает принудительный воздухообмен внутреннего пространства шкафа и улицы, отводя лишнее тепло из шкафа наружу. Также вентилятор используется в составе системы защиты от загазованности. Внутри шкафа устанавливаются датчики ПДК и/или ДВК, в зависимости от решаемой задачи анализа. При превышении концентрации веществ в воздухе срабатывают датчики ПДК/ДВК, включается вентилятор, срабатывает светозвуковая сигнализация, загорается табло «НЕ ВХОДИ», внутри шкафа загорается световой оповещатель.

В шкафу предусмотрена пожарная сигнализация с выводом на ПЦР заказчика. В состав пожарной сигнализации входят тепловые извещатели и ручной извещатель. По сигналу «ПОЖАР» срабатывает светозвуковая сигнализация, загорается табло «ПОЖАР», блокируется работа вентилятора, сигнал передается на ПЦР.

Шкаф ТШВ-221713-Ex - двухслойный стальной, с утеплителем из минеральной ваты, окрашенный порошковой краской и атмосферостойким антикоррозийным лаком. Шкаф устанавливается на неутепленный цоколь. Пол шкафа усилен, в нем предусмотрены отверстия для крепления к полу хроматографа. В цоколе шкафа предусмотрены проемы для его транспортировки гидравлической роклой.

Материал шкафа – СТ3, по отдельному запросу шкаф может быть изготовлен из пластика или нержавеющей стали AISI304L, AISI316L.

Таблица 3. Основные технические характеристики шкафа ТШВ-221713-Ex.



Рисунок 4 – вид шкафа ТШВ-221713-Ex с установленным в нем хроматографом на базе Блока Аналитического - универсального.


Рисунок 5 - вид шкафа ТШВ-221713-Ex с установленным в нем хроматографом на базе Блока Аналитического – трансмиттер.