壓縮空氣是電廠重要的公用系統，壓縮空氣的質量下降可能造成氣動執行機構拒動等事故而影響機組安全運行。含油量是壓縮空氣重要的監測指標，但現有吸收-紅外檢測方法操作繁瑣，易被污染，檢測結果偏差大，無法現場完成檢測。為了實現壓縮空氣含油量現場快速準確檢測，對比分析了壓縮空氣含油量吸收-紅外檢測法和PID（光離子化檢測器，簡稱“PID”）檢測法，通過對檢測結果的分析，認為PID檢測方法能實現壓縮空氣含油量的快速準確檢測，且可用于壓縮空氣含油量的在線監測。

發電廠壓縮空氣系統是不可或缺的公用系統，相對于對電源供電可靠性的重視而言，壓縮空氣的質量監測卻往往被忽視，因此造成壓縮空氣質量下降、氣動執行機構拒動、雜質沉積，使換熱能力下降等，危及機組安全運行的事故時有發生。混合在壓縮空氣中的油蒸汽聚集到一定程度就會形成易燃易爆源。潤滑油汽化后會形成一種有機酸，易腐蝕壓縮空氣管道內表面，使橡膠、塑料、密封材料變質，堵塞小孔，造成閥類動作失靈。因此，壓縮空氣的質量指標必須控制，以保證系統安全穩定。DL/T 774-2004《火力發電熱工自動化系統檢修運行規程》和DL/T 261-2012《火力發電廠熱工自動化系統可靠性評估技術導則》亦明確規定了壓縮空氣需要檢測含油量指標。

目前壓縮空氣含油量的檢測常見的有半定量和定量檢測，半定量檢測的代表是檢測管法和檢測盒法，僅能分等級檢測，難以出具具體檢測數值。目前現有的定量檢測多是吸收-儀器檢測法，都需要進行氣體預處理。目前常見的壓縮空氣中油分預處理的方法主要有吸收法溶劑吸收、吸附材料吸收、冷凝富集吸收等，但壓縮空氣的預處理吸收過程復雜繁瑣，且容易影響檢測結果，如常見的溶劑吸收法是采用四氯化碳溶劑進行吸收，現場檢測時用的四氯化碳（需要現場新蒸餾）、吸收時間長，吸收后還要在實驗室進行檢測，實驗室檢測還需要配制同一四氯化碳背景的標準溶液，且吸收液的純度、吸收容器等對檢測結果影響較大，配制標準曲線易受污染。現場吸收液在實驗室進行檢測的主要方法有重量法、紫外分光光度法、紅外分光光度法、熒光光譜法、比濁法、氣體檢測管法、氣相色譜法等，其中常見的是紫外分光光度法和紅外分光光度法，因此現場開展壓縮空氣含油量檢測困難。據了解，很多電廠因此壓縮空氣含油量的檢測較少，無法全面監控壓縮空氣的質量。為了適應現場壓縮空氣含油量的檢測要求，本文對比了PID法（光離子化檢測器，簡稱“PID”）與吸收-紅外光譜法檢測壓縮空氣含油的檢測結果，提出了壓縮空氣含油量的PID現場檢測方法。

1 實驗部分

1.1 儀器及材料

傅利葉紅外光譜儀；四氯化碳蒸餾裝置；容量瓶；氣體中油分吸收器；濕式氣體流量計，0.5 m3/h，準確度為1%；盒式氣壓計，分度1 h Pa;PID油分檢測儀。

四氯化碳，分析純，新蒸餾；壓縮空氣；30號壓縮機油。

1.2 實驗方案

1.2.1 吸收-紅外光譜法

(1）新蒸餾4 L四氯化碳，作為吸收液和標準液配制液。

(2）利用吸收裝置，分別于兩只干燥潔凈的洗氣瓶中加入25 m L四氯化碳，置于0℃冰水浴中連接氣路，如圖1所示，記錄濕式氣體流量計起始、終止體積，待測氣體以低于10 L/h的流速穩定地流過洗氣瓶，約流過20 L氣體時，記錄濕式氣體流量計氣體流量，以及起始、終止氣體溫度、壓力，吸收結束。

(3）標準工作液的配制。分別配制0.2 mg/L、0.5mg/L、0.8 mg/L、1.0 mg/L、1.5 mg/L、2.0 mg/L、4.0 mg/L的含油四氯化碳標準液。

(4）吸收液的檢測。利用傅利葉紅外光譜儀檢測含油四氯化碳標準液2 930 cm-1吸收峰的吸光度，并繪制工作曲線；利用傅利葉紅外光譜儀檢測吸收液2 930cm-1吸收峰的吸光度，再從工作曲線上查出吸收液中吸光度。

(5）檢測結果的計算。壓縮空氣的含油量按下式進行計算：

式中：Oc—壓縮空氣中的含油量，mg/m3;a—吸收液中含油量的濃度，mg/L;Vc—20℃和101 325 Pa時的校正體積；100—吸收液的體積，mL。

按式（1）計算在20℃和101 325 Pa時的校正體積Vs(L），即：

式中：p1和p2—起始和終結時的大氣壓力，Pa;t1和t2—起始和終結時的環境溫度，℃；V1和V2—濕式氣體流量計起始和終結時的體積，L。

1.2.2 PID檢測法

連接PID油分檢測儀檢測管路，調節壓縮空氣的氣體流量，按儀器要求進行檢測。檢測結束后，記錄檢測結果、氣體壓力、氣體溫度。

PID的檢測原理是利用紫外燈（UV）光源將有機物分子電離成可被檢測器檢測到的正負離子（離子化），檢測器捕捉到離子化了的氣體的正負電荷并將其轉化為電流信號，實現氣體濃度的測量。

2 結果與分析

2.1 標準溶液配制的試驗研究

為了確保含油工作液的可靠性，本文利用蒸餾四氯化碳配制一組含油標準液作為基準，然后分別利用非蒸餾四氯化碳、不同容器存放四氯化碳、洗氣瓶存放四氯化碳等配制含油工作液，并利用傅利葉紅外光譜儀檢測標準液吸光度，檢測結果見表1。

從表1檢測結果可以看出，采用非蒸餾四氯化碳、不同玻璃容器儲存的四氯化碳或洗氣瓶儲存的四氯化碳都可能影響含油標準液的濃度，且檢測的含油量具有一定的分散性，沒有規律，因此，可能造成標準曲線的不準確，線性較差，影響壓縮空氣含油量的檢測結果。在進行含油標準液配制時，應選用新蒸餾的且存放于同一玻璃容器內的四氯化碳進行配制，避免因四氯化碳不純或被污染而影響壓縮空氣含油量的檢測結果。

2.2 兩種不同檢測方法的實驗研究

本文分別利用吸收-紅外光譜法和紅外光譜檢測法對不同濃度的壓縮空氣的含油量進行檢測，檢測結果見表2所示。

為了更清晰地判斷利用PID的檢測方法與吸收-紅外檢測法檢測結果是否一致，本文對兩種方法的檢測結果繪制了曲線圖，見圖2所示。

由圖2看出，利用PID方法與吸收-紅外檢測法檢測壓縮空氣含油量的檢測結果基本一致，曲線的變化趨勢一致，檢測結果接近，說明采用PID檢測法也能實現壓縮空氣中含油量的檢測。從圖2還可以看出，采用吸收-紅外法檢測時，檢測結果的重復性較差，偏移較大，尤其是當壓縮空氣的含油量較低時，檢測結果的偏差較為明顯，檢測結果的分散性較大，可能對檢測結果造成較大的影響，經分析認為，主要是由于采用吸收-紅外法檢測時，樣品處理需要利用四氟化碳對氣樣中油分進行吸收，吸收過程對檢測結果的影響較大，如果洗瓶器沒有洗干凈、吸收液接觸連接管等原因都可能造成壓縮空氣含油量檢測結果偏高。

采用PID檢測法檢測過程中發現，PID檢測法是一種非破壞性檢測法，不會改變待測氣體分子，經過PID檢測的氣體仍可被收集繼續使用，因此，PID檢測法可考慮用于壓縮空氣含油量的在線監測。工采網提供各種量程的PID光離子化檢測器，具體如下：

3 結論

(1）采用PID檢測技術能有效替代吸收-紅外法開展壓縮空氣質量的現場檢測，可實現電廠壓縮空氣現場的快速檢測，檢測結果準確可靠，解決了傳統吸收-紅外檢測法檢測過程中，樣品預處理易受污染、操作繁瑣、不能現場完成檢測、檢測結果受人工操作、容器等多種因素影響較大等問題。

(2)PID是一種非破壞性檢測器，可考慮用于壓縮空氣含油量的在線監測，適用于電廠壓縮空氣的在線監測。

(3）采用吸收-紅外法進行壓縮空氣含油量檢測時，檢測結果分散性較大，可能是由于吸收過程受到污染引起的。

(4）配制含油四氯化碳標準液時，應選用玻璃容器，且所用玻璃量具、器皿必須清洗干凈，避免接觸乳膠管、洗氣瓶等容器而造成污染。

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