Газовый хроматограф Yokogawa GS8000 с многопоточным анализом
Обзор газового хроматографа GC8000
Yokogawa GC8000 — промышленный газовый хроматограф для непрерывного онлайн-анализа состава газов и испаряемых жидкостей (температура кипения до 400°C) в технологических процессах. Прибор построен на архитектуре хроматографических модулей (GCM), позволяющей запускать несколько виртуальных хроматографов внутри одного корпуса с раздельным отображением данных каждого потока. Управление осуществляется через встроенный 12-дюймовый сенсорный дисплей с графическим интерфейсом.
Ключевые характеристики
| Параметр | Значение |
|---|---|
| Анализируемая среда | Газ или испаряемая жидкость (температура кипения ≤ 400°C) |
| Метод анализа | Газовая хроматография |
| Диапазоны измерения | TCD: 1 ppm – 100%; FID: 1 ppm – 100%; FID с метанатором: 1 ppm – 0,1%; FPD: 1 ppm – 0,1% |
| Количество компонентов | До 999 (суммарно по всем потокам) |
| Максимальное время анализа | 21 600 секунд (6 часов) |
| Количество потоков | До 31 (включая ввод стандартной пробы) |
| Повторяемость — газовая проба | ±1% от полной шкалы |
| Повторяемость — жидкая проба | ±2% от полной шкалы |
| Тип корпуса | Взрыво- и пламязащищённый с избыточным давлением наддува |
| Степень защиты | NEMA 3R, эквивалент IP54 |
| Классификация зон (FM) | Type X Pressurization and Explosionproof, Class I, Division 1, Groups B, C, D, T1–T4; Type X и Y Pressurization, Class I, Division 1, Groups B, C, D, T1–T4 |
| Классификация зон (ATEX) | II 2G Ex d px IIB+H2 T1…T4 Gb |
| Классификация зон (IECEx) | Ex d px IIB+H2 T1…T4 Gb |
| Классификация зон (TIIS) | Ex pd IIB+H2 T1–T4 |
| Рабочая температура окружающей среды | -10…+50°C, относительная влажность ≤ 95% (без конденсации) |
| Масса (настенная / напольная) | Тип 1: ~100 кг / ~140 кг; Тип 2: ~155 кг / ~190 кг; Тип 3: ~200 кг / ~220 кг |
| Изотермическая печь — объём | Большая: ~45 л; Стандартная: ~31 л |
| Диапазон термостата печи | 55…225°C (шаг 1°C) |
| Точность контроля температуры | ±0,03°C |
| Аналоговые вводы / выводы | Макс. 16 / макс. 32 |
| Контактные вводы / выводы | Макс. 32 / макс. 20 |
| Коммуникационные протоколы (ПК) | Ethernet: TCP/IP, FTP, Modbus TCP/IP |
| Коммуникационные протоколы (АСУ ТП) | RS-422: MODBUS, Y-Protocol |
| Питание | 100/110/115/120/200/220/230/240 В AC ±10%, 50/60 Гц ±5% |
| Максимальное энергопотребление | Тип 1: 0,8–1,6 кВА; Тип 2: 1,4–2,9 кВА; Тип 3: 2,0–4,3 кВА |
| Воздух КИП | Давление: 350–900 кПа; Расход — Тип 1: 100–140 л/мин; Тип 1 с FPD: 130–200 л/мин; Тип 2: 150–210 л/мин; Тип 2 с FPD: 180–270 л/мин; Тип 3: 200–280 л/мин |
| Газ-носитель — тип | H₂, N₂, He или Ar |
| Чистота газа-носителя (диапазон 0–50 ppm и выше) | Мин. 99,99%; вода ≤ 10 ppm; органические вещества ≤ 5 ppm |
| Чистота газа-носителя (диапазон 0 ppm – менее 50 ppm) | Мин. 99,999%; вода ≤ 5 ppm; органические вещества ≤ 0,1 ppm |
| Давление газа-носителя | H₂: 500 кПа; прочие газы: 400–700 кПа |
| Расход газа-носителя | 60–300 мл/мин на каждую печь |
| Материалы контакта с рабочей средой (RV) | 316SS, Hastelloy-C, Rulon, PTFE (Teflon, Bearee) |
| Материалы контакта с рабочей средой (LSV) | 316SS, Hastelloy-C, Rulon, Glass, PTFE (Teflon, Bearee), Fluororubber (Viton), perfluoroelastomer (Kalrez) |
| Страна производитель | Япония |
Применение GC8000
- Нефтехимия: производство этилена, пропилена, полиэтилена, BTX, бутадиена, винилхлорида, стирола, спиртов, альдегидов, эфиров, винилацетатов
- Нефтепереработка: анализ точки конденсации, PINA/PIONA, FCC, установки удаления серы
- Химическая промышленность: синтез хлоридов, фторсодержащих соединений, формалина, метанола, мочевины, аммиака, фенолов
- Газовые электростанции: качество топливного газа, отходящие газы, продукты газификации угля, газ для топливных элементов
- Сталелитейная и металлообрабатывающая промышленность: контроль атмосферы печей обжига и отпуска металлов
- Воздухогенерирующие станции: анализ органических и неорганических газов
- Агрохимия: удобрения и агрохимические препараты
- Мониторинг выбросов (CEMS): контроль качества дымовых газов, системы контроля выбросов
Преимущества GC8000
Архитектура GCM обеспечивает параллельную многопоточную хроматографию: несколько виртуальных хроматографов работают внутри одного GC8000, что сокращает требования к месту установки и упрощает обслуживание. Встроенная поддержка Modbus TCP/IP устраняет необходимость во внешних шлюзах в большинстве конфигураций АСУ ТП; при необходимости последовательной связи доступен модуль ASGW. Резервирование сети (две полностью изолированные сети) и взрывозащищённый корпус класса IP54 делают прибор пригодным для работы в зонах с классификацией ATEX, IECEx, FM и TIIS при температурах от -10 до +50°C и влажности до 95%. Опциональное ПО AAIMS расширяет возможности системы: централизованный мониторинг pH-анализаторов, анализаторов O₂, лазерных спектрометров и GC8000 в едином интерфейсе с расчётом KPI и статистическим контролем качества (SQC) в реальном времени.
Смотрите также: Инфракрасный газоанализатор IR400, Анализатор плотности газа EXA GD в категории Газовые анализаторы.
Хроматограф GC8000 использует проверенные аналитические решения, ранее применявшиеся в предыдущей модели промышленного хроматографа GC, поскольку данные решения зарекомендовали себя с точки зрения надёжности и точности работы. Однако возможности по анализу при помощи GC8000 значительно расширены благодаря концепции нескольких печей в составе одного хроматографа.
Коммуникационный интерфейс хроматографа GC8000 основан на стандарте Ethernet и обеспечивает безопасную и надёжную передачу данных между хроматографом и системой автоматизации на предприятии. Хроматограф может быть настроен как на работу в одной сети, так и на работу в двух сетях, где одна является резервной.
Хроматограф GC8000 обладает встроенным 12-дюймовым сенсорным дисплеем, который значительно упрощает эксплуатацию прибора. Простым касанием экрана можно вызвать любые данные об измерениях и параметры работы хроматографа, которые отображаются в простой и понятной графической форме.
Также GC8000 имеет множество инноваций в конструкции, которые открывают новые возможности процесса анализа и контроля рабочих параметров. В концепции прибора впервые реализована система параллельной многопоточной хроматографии благодаря введению хроматографических модулей (GCM). В подобном случае возможна настройка нескольких виртуальных хроматографов внутри одного GC8000, с разделённым отображением получаемой аналитической информации и характеристик работы, что значительно облегчает процесс эксплуатации и обслуживания. Каждый из индивидуальных GCM отображается в виде отдельного раздела в графическом интерфейсе хроматографа.
Гибкость применения и протоколы коммуникации
Коммуникационный интерфейс хроматографа GC8000 основан на промышленном стандарте передачи данных Ethernet и обеспечивает быструю и безопасную передачу данных между хроматографом, рабочей станцией оператора и комплексной системой автоматизации на предприятии. Хроматограф может работать как с одной сетью, так и с двумя полностью изолированными друг от друга сетями, используя вторую в качестве резервной.
Встроенная поддержка протокола Modbus TCP/IP для сетевых коммуникаций устраняет необходимость в шлюзах связи с системами автоматизации во многих ситуациях. Это не только упрощает сетевую архитектуру, но и устраняет потенциальную возможность отказа при отправке аналитических данных. Но для систем связи, которые все еще требуют последовательных шлюзов Modbus, в хроматографе GC8000 доступен модель ASGW для выполнения этой роли.
Сеть хроматографа может быть расширена за счет включения дополнительного программного обеспечения для обслуживания аналитических приборов (AAIMS), которое обеспечивает функции управления режиме реального времени для широкого спектра онлайн-анализаторов процессов, таких как pH и O2, хроматографов и лазерных спектрометров. AAIMS повышает эффективность анализа процессов, точно оценивая и отображая KPI каждого анализатора посредством сбора данных в реальном времени в сочетании со статистическим анализом контроля качества (SQC). Также данное ПО предоставляет общий графический интерфейс для всех анализаторов предприятия для проверочных проверок и отчетов о неисправностях и предупреждениях.
Применения
Газовый хроматограф может применяться для контроля качества и мониторинга состава сред в следующих применениях:
Нефтехимия:
получение этилена, пропилена, полиэтилена, BTX, бутадиена, винилхлорида, стирола, спиртов, альдегидов, эфиров и винилацетатов.
Нефтепереработка:
анализ точки конденсации, анализ PINA/PIONA, FCC, удаление серы.
Химия:
синтез хлоридов, фторсодержащих соединений, формалина, метанола, мочевины, аммиака и фенолов.
Газовые электростанции:
анализ качества топливного газа, отходящих газов, продуктов газификации угля, анализ газа, поступающего в топливные ячейки.
Сталелитейная и металлообрабатывающая промышленность:
Печи обжига и отпуска металлов.
Воздухогенерирующие станции:
Анализ органических и неорганических газов.
Агрохимия:
Удобрения и агрохимические препараты.
Системы мониторинга выбросов в окружающую среду:
CEMS, системы контроля качества выбросов и дымовых газов.
Также хроматограф GC8000 пригоден для применения во многих других отраслях промышленности.
Характеристики:
Анализируемая среда | Газ или испаряемая жидкость (температура кипения 400°C и ниже) |
Метода анализа | Газовая хроматография |
Диапазоны измерения | Зависит от типа детектора |
Количество измеряемых компонентов | До 999 (общее количество компонентов во всех потоках, включая стандартную пробу) |
Время анализа | Максимально до 21600 секунд (6 часов) |
Количество измеряемых потоков | До 31 (включая ввод стандартной пробы) |
Материалы, контактирующие с рабочей средой | RV: 316SS, Hastelloy-C, Rulon, PTFE (Teflon, Bearee) LSV: 316SS, Hastelloy-C, Rulon, Glass, PTFE (Teflon, Bearee), Fluororubber (Viton), perfloroelastomer (Kalrez) |
Повторяемость | Зависит от условий анализа |
* Значение зависит от конфигурации и исполнения хроматографа. Для точной информации свяжитесь с локальным офисом компании Yokogawa.
Спецификация анализатора
Тип корпуса | Взрыво- и пламязащищённый корпус с избыточным давлением наддува | ||
Классификация зоны установки | FM: | ||
Степень защиты корпуса | NEMA3R, эквивалент IP54 | ||
Климатические условия работы | -10…50°C, относительная влажность 95% или менее (без конденсации) | ||
Масса |
| Настенная версия | Напольная версия |
Тип 1 | Около 100 кг | Около 140 кг | |
Тип 2 | Около 155 кг | Около 190 кг | |
Тип 3 | Около 200 кг | Около 220 кг | |
Изотермическая печь | |||
Объём | Большая печь: Примерно 45 литров | ||
Установка термостата | 55…225°C | ||
Точность контроля температуры | ± 0.03°C | ||
Способ управления температурой | PID-регулятор | ||
Каналы ввода/вывода данных | |||
Аналоговые вводы/выводы | Maximum of 16/Maximum of 32 | ||
Контактные вводы/выводы | Maximum of 32/Maximum of 20 | ||
Протоколы коммуникации с ПК | Ethernet Протокол: TCP/IP, FTP, Modbus TCP/IP | ||
Протоколы передачи данных для системы автоматизации | RS-422 | ||
Иные характеристики
Напряжение питания | 100/110/115/120/200/220/230/240 В переменный ток ±10%, 50/60 Гц ±5% |
Максимальное энергопотребление | Тип 1: 0.8 to 1.6 кВА |
Воздух КИП | Давление: 350…900 кПа Тип 3: 200 … 280 л/мин |
Газ-носитель | Тип газа: H2, N2, He или Ar (вода: 10 ppm или менее, органические вещества: 5 ppm или менее) (вода: 5 ppm и менее, органические вещества: 0.1 ppm и менее) |
