煤礦氣相色譜儀典型故障現象分析及處理措施

周新義,孟凡倫,沈 鵬

（棗莊礦業集團付村煤業有限公司,山東 微山 277605）

1 引言

我公司自1999年投產以來，為了及時對礦井采空區、密閉區、巷道中的CO、CO2、CH4、C2H2、C2H4、C2H6等氣體的濃度進行取樣分析，先后裝備了SP-3430、GC-4085、GC-5085型等氣相色譜儀，為煤礦對現場自燃火災和瓦斯監控工作及時提供了科學信息數據，經過10多年對各類色譜儀的使用維護，總結了一些儀器故障處理經驗，節省了大量維修資金，在防滅火和瓦斯治理方面起到了積極作用，保障了煤礦的安全生產。

2 氣相色譜儀的特性

當氣相色譜儀出現故障現象時，要找到故障存在于哪一個系統，哪一個部件，首先要了解儀器的基本結構組成、系統的劃分及相互的聯系，這是正確把故障的范圍逐步縮小到一個系統或一個部件之內的必要條件。氣相色譜儀系統分為氣路系統、電路系統、檢測器系統、電子系統（供電部件、溫度測控部件、放大器部件、專用微機系統、外部事件控制部件）、數據處理系統。正確認識氣相色譜儀各組成部分（見氣相色譜流程方框圖1）的作用及要求，對我們的分析工作顯得十分重要。

圖1 氣相色譜流程方框圖

氣相色譜儀分析系統利用氣體物性的差異性，氣樣通過特定載氣帶入色譜柱中流通，氣樣組份就在氣態相和固定相間進行多次分配，雖然載氣流速相同，由于固定相對各組份的吸附能力不同，致使各組份在色譜柱中的流速不同，經過一定時間的流動后，進行了分離，先后通過色譜柱進入檢測器系統，產生不同信號經放大后，通過數據處理在主機上顯現出各組份的色譜峰。按照出峰位置（時間），確定組份的名稱，根據峰面積（或峰高值）確定含量的多少。

3 氣相色譜儀故障原因的判斷處理

氣相色譜儀作為氣體組份分析的重要精密儀器，在運行過程中，加強對其狀況的觀測顯得尤為重要，特別是出現故障后的判斷、分析及處理流程的正確性，對恢復儀器的正常運行有著決定性作用。因此，對氣相色譜儀日常出現的典型故障及處理措施做出以下總結，以便于確保色譜儀的精確有效運行。

（1）氣路系統出現堵塞、泄漏、無壓力指示、無氣體輸出等故障現象。處理措施：1）檢查氣瓶、氣體發生器是否正常；2）觀察氣體壓力表判斷氣體輸入是否正常；3）查過濾器等外部氣路是否正常；4）檢查進樣氣路的氣體輸出是否正常；5）檢查穩壓閥至色譜柱部分是否正常；6）檢查檢測器的氣體輸入、輸出是否正常；7）對氣路系統進行適當封堵，并觀察相應壓力表的指示變化情況，判斷是否存在漏氣。

（2）溫度控制部分出現不升溫或溫度不穩定現象。處理措施：1）溫度均不穩定時，可降低柱箱溫度，觀察檢測器的溫度，如果正常，則是電網電壓或接地線引起的故障；2）溫度均不正常時，檢查電壓及接地線是否正常；柱箱溫控不正常，檢查相應的繼電器、可控硅是否正常；3）某路溫控不正常，則檢查相應溫控的鉑電阻、加熱絲是否正常。如果鉑電阻、加熱絲等均正常，則是微機電路板故障。

（3）出現FID檢測器不能點火或熄火現象。處理措施：1）檢查載氣、輔助氣是否正常進入檢測器；2）檢查點火絲形狀是否正常，有無斷路或短路、接觸不良現象；3）檢查點火繼電器吸合動作是否正常，點火電流是否正常；4）檢查檢測器機構是否存在被污染、堵塞現象；5）檢查各種氣體的流量設置比例是否合適。

4 氣相色譜儀日常維修要點

在儀器使用過程中，經常是根據儀器啟動狀態和分析譜圖的對比來判斷是否存在問題。異常的譜圖通常反映出操作條件或儀器系統中存在問題。

色譜儀在日常運行工作中，還會因外界環境的氣溫變化，造成色譜儀出峰譜圖的不正?，F象，處理過程具體舉例如下：（1）通道出峰時間前移，說明氣路中流速增大，容易造成出峰重疊現象。此種現象說明相應載氣流量控制不佳，需要檢查相應通道氣路載氣流量及壓力，控制降低流速；（2）通道不出峰，說明檢測器氫氣、空氣、氮氣流量配比不合適，造成氫焰熄火現象。需適當調節氫氣、空氣、氮氣流量配比，保持氫氣：空氣=1:5-10；（3）通道出峰時間拖后，說明氣路流速低，容易造成出峰不完整。需要增加相應通道氣體流速或檢查氣路過濾介質是否需要更換。通過譜圖出峰情況，判斷色譜儀的工作狀態，是操作人員處理儀器初始故障的重要依據之一。

針對儀器故障排除，維護人員需要注意以下要點：（1）認真觀察故障現象，記錄故障現象細節。檢查、分析操作步驟是否存在錯誤；（2）查詢該儀器的使用、維修記錄，看看過去是否發生過同樣或類似的現象；（3）根據觀察的現象，參考圖紙，自診斷手冊及維修指南分析故障原因可能分布的大體位置；（4）按計劃步驟測試，根據測試結果，判斷查找故障分布的準確位置和程度；（5）故障判斷過程中，要時刻注意各接插件、連接線是否存在斷路、短路以及接觸不良的現象。

在故障排除的過程中，故障的分析、測試和判斷的準確與否對整個維修工作的成敗起決定性作用。

5 結語

氣相色譜儀屬于較為貴重的精密儀器，為了能安全使用和獲得良好的工作效果，則必須了解有關儀器安裝調試維護方面的基本知識。儀器出現故障時，才能夠根據現象（儀表壓力、通道流速、出峰特征等），及時判斷出分析系統某個配件或氣路發生問題。做到對色譜儀的故障“對癥下藥”，避免維修過程中出現不必要的損失或擴大故障范圍，提高儀器維護工作效率。