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PGC-Messwerk CP 4002
BEDIENUNGSANLEITUNG
Serving the Gas
Industry Worldwide
by Honeywell
STAND JULI 2014

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Inhaltszusammenfassung für Honeywell RMG CP 4002

  • Seite 1 PGC-Messwerk CP 4002 BEDIENUNGSANLEITUNG Serving the Gas Industry Worldwide by Honeywell STAND JULI 2014...
  • Seite 2 Geräte) können Sie aber bequem von unserer Internet-Seite www.rmg.com herunterladen. RMG Messtechnik GmbH Otto-Hahn-Straße 5 Telefonnummern: 35510 Butzbach Zentrale: 06033 / 897-0 Fax: 06033 / 897-130 Kundendienst: 06033 / 897-127 E-mail: Messtechnik@Honeywell.com Ersatzteile: 06033 / 897-173 ........................................... Manual CP 4002 · DE02 · 2014-07...
  • Seite 3 INHALT ........................................... 1. MESSPRINZIP ....................1 2. GERÄTEAUFBAU CP 4002 ................4 2.1 Gasverteilung (Bild 2.3) ....................6 2.1 Gasverteilung (Bild 2.3) ....................7 2.2 Der Gaschromatograph ....................7 2.3 Sauerstoffsensor OXOS 08 .................... 11 2.4 Abgasführung ........................11 3. FUNKTIONSBESCHREIBUNG ............... 12 3.1 Analysenablauf .......................
  • Seite 4 INHALT ........................................... 7.3. Säulenvordruck und Säulentemperatur ................ 28 7.4. Weiteres Vorgehen ......................28 7.5 Unterbrechung der Trägergasversorgung ..............29 8. BETRIEBSARTEN DES CP 4002 ..............30 8.1 Automatischer Analysebetrieb / Autorun ..............30 8.2 Stopp-/Ezchrom-Modus ....................30 8.3 Manuelle Kalibrierung..................... 30 8.4 Referenzgasanalyse ......................
  • Seite 5 1. MESSPRINZIP ........................................... 1. Messprinzip Eine Gasprobe wird mittels einer Probeentnahmesonde der Prozessleitung entnommen. In einer Eingangsdruckregeleinheit erfolgt eine Filterung und Druckreduzierung bevor die Probe dem CP 4002 zugeführt wird. Optional kann ein Gastrockner vorgesehen werden. Abbildung 1.1 zeigt den typischen Aufbau des Chromatographen in einem Blockdiagramm. In der Gasverteilung (1) wird einer der drei Eingänge über eine „Double Block and Bleed“...
  • Seite 6 1. MESSPRINZIP ........................................... Bild 1.1 ........................................... Manual CP 4002 · DE02 · 2014-07...
  • Seite 7 1. MESSPRINZIP ........................................... 230 VAC / 24 VDC Bild 1.2 ........................................... Manual CP 4002 · DE02 · 2014-07...
  • Seite 8 2. GERÄTEAUFBAU CP 4002 ........................................... 2. Geräteaufbau CP 4002 Bild 2.1 zeigt das Messwerk CP 4002 in der Non-Ex und Bild 2.2 in der Ex (d) Ausführung. Die Einheit kann in vier bzw. fünf Hauptbestandteile gegliedert werden: − Die elektrische Anschlussdose (2) mit den entsprechenden Verbindungen zum Analysenrechner GC 9000.
  • Seite 9 2. GERÄTEAUFBAU CP 4002 ........................................... Gas Chromatograph PGC9000VC Non- Ex- Ausführung Abströmleitung E2 Abströmleitung Bypass Messgas 9000VC Einströmer Zweiströmer Dreiströmer Vierströmer Gaseingänge: A. Trägergas (Eingangsdruck 5,5bar) B. int. Kalibriergas (Eingangsdruck 2-3bar) Lasche für C. ext. Prüfgas Wandbefestigung (Eingangsdruck 2-3bar) M. Messgase (Eingangsdruck 2-3bar) 1.) Chromatograph, Typ CP 002 mit Ventilsteuerung und optional Messwerk OXOS 08.
  • Seite 10 2. GERÄTEAUFBAU CP 4002 ........................................... Gas Chromatograph PGC9000VC Ex- Ausführung Abströmleitung E2 Abströmleitung Bypass Messgas 9000VC Einströmer Zweiströmer Dreiströmer Vierströmer Gaseingänge: A. Trägergas (Eingangsdruck 5,5bar) B. int. Kalibriergas (Eingangsdruck 2-3bar) Lasche für C. ext. Prüfgas Wandbefestigung (Eingangsdruck 2-3bar) M. Messgase (Eingangsdruck 2-3bar) 1.) Chromatograph, Typ CP 002 mit Ventilsteuerung und optional Messwerk OXOS 08 - druckfest gekapselt.
  • Seite 11 2. GERÄTEAUFBAU CP 4002 ........................................... 2.1 Gasverteilung (Bild 2.3) Die Gasverteilung hat die Aufgabe einen von drei Gasströmen auf den Analysator zu schalten und das Trägergas zuzuführen. Um die Kontamination des selektierten Gasstromes durch eventuelle Leckagen der Ventile zu vermeiden, wurde eine sogenannte „double block and bleed“ Anordnung der Ventile gewählt. Bild 2.3 zeigt eine entsprechende Anordnung, bei welcher Gasstrom 2 selektiert ist.
  • Seite 12 2. GERÄTEAUFBAU CP 4002 ........................................... Gasverteilung 1. Betriebsgas 5. Filter 2. Kalibriergas 6. Analysengas 3. Referenzgas 7. Entlüftung 4. Magnetventil Bild 2.3 ........................................... Manual CP 4002 · DE02 · 2014-07...
  • Seite 13 2. GERÄTEAUFBAU CP 4002 ........................................... Analysenmodule Druckregler Druckgeber Sensor Ex d Gehäuse Bild 2.4 ........................................... Manual CP 4002 · DE02 · 2014-07...
  • Seite 14 2. GERÄTEAUFBAU CP 4002 ........................................... Analysenmodule Mainboard Spannungsversorgung Druckregler Säulenelektronik Bild 2.5 ........................................... Manual CP 4002 · DE02 · 2014-07...
  • Seite 15 2. GERÄTEAUFBAU CP 4002 ........................................... 2.3 Sauerstoffsensor OXOS 08 Die Sensoreinheit ist in eine Isolierhülle eingepackt und wird über einen Heizwiderstand und einen PT 100-Temperaturfühler auf eine konstante Temperatur von ca. 50°C geregelt. Die Regelung erfolgt durch die Controllerplatine in der Sensoreinheit. Aus dem Druckregler (1) gelangt das Gas durch die erste Kapillare (2) in den Sauerstoffsensor (3).
  • Seite 16 3. FUNKTIONSBESCHREIBUNG ........................................... 3. Funktionsbeschreibung 3.1 Analysenablauf Die folgenden vier Diagramme zeigen das grundsätzliche Ablaufschema einer Analysensequenz. Zur Verdeutlichung ist der Ablauf nur für einen Kanal dargestellt. - Ausgangsstellung Trägergas wird mit einem Druck von 5,5 bar, mittels eines Magnetventils, auf den Injektor geschaltet.
  • Seite 17 3. FUNKTIONSBESCHREIBUNG ........................................... Spülung (Ausgangsstellung) ........................................... Manual CP 4002 · DE02 · 2014-07...
  • Seite 18 3. FUNKTIONSBESCHREIBUNG ........................................... Druckbeaufschlagung ........................................... Manual CP 4002 · DE02 · 2014-07...
  • Seite 19 3. FUNKTIONSBESCHREIBUNG ........................................... Injektion ........................................... Manual CP 4002 · DE02 · 2014-07...
  • Seite 20 3. FUNKTIONSBESCHREIBUNG ........................................... Analyse ........................................... Manual CP 4002 · DE02 · 2014-07...
  • Seite 21 3. FUNKTIONSBESCHREIBUNG ........................................... 3.2 Die Trennsäulen Wie schon erwähnt werden im CP 4002 zwei Trennsäulen parallel betrieben. Das in 3.1 dargestellte Ablaufschema gilt entsprechend für beide Kanäle. Verwendet werden folgende Säulen zur Trennung der aufgelisteten Bestandteile. Die zeitliche Abfolge entspricht der Reihenfolge in der Auflistung: Kanal A Typ: CP-Sil 5 CB...
  • Seite 22 4. DATENERFASSUNG UND DATENAUSWERTUNG GASCHROMATOGRAPH ........................................... 4. Datenerfassung und Datenauswertung Gaschromatograph 4.1 Grundlagen Um eine gute Trennung der Elemente beim Durchgang durch die Säulen zu erreichen und eine korrekte Bestimmung der Peak-Flächeninhalte zu ermöglichen, müssen eine Reihe von Grundparametern festgelegt werden. Diese sind für die ordnungsgemäße Funktion von entscheidender Bedeutung.
  • Seite 23 4. DATENERFASSUNG UND DATENAUSWERTUNG GASCHROMATOGRAPH ........................................... - Trägergasdruck Da mittels des Trägergases die pneumatisch gesteuerten Ventile der Injektoreinheit betätigt werden, ist ein definierter Vordruck (5,5 bar) notwendig. Die Einstellung erfolgt über die Eingangsdruckregeleinheit. Dieser Druck wird ebenfalls durch den Analysenrechner überwacht. Er ist nicht mit dem Trägergasdruck an den Säulen zu verwechseln, welcher gesondert am Chromatograph eingestellt wird.
  • Seite 24 4. DATENERFASSUNG UND DATENAUSWERTUNG GASCHROMATOGRAPH ........................................... 4.2 Werkskalibrierung Nach der Definition und Programierung einer Methode wird im Werk eine Erstkalibrierung des Gerätes vorgenommen. Sie dient der Zuweisung der Peakflächen zu den entsprechenden Stoffmengenanteilen. Dazu wird eine Reihe von ausreichend genau definierten Kalibriergasen verwendet, welche alle zu bestimmende Elemente beinhalten.
  • Seite 25 4. DATENERFASSUNG UND DATENAUSWERTUNG GASCHROMATOGRAPH ........................................... 4.4 Nachkalibrierung Gesteuert durch den Analysenrechner kann in bestimmten Intervallen eine automatische Nachkalibrierung ausgelöst werden. Daneben kann der Betreiber die Nachkalibrierung jederzeit manuell auslösen. Zur Verwendung kommt dabei ebenfalls das interne Kalibriergas. Der Ablauf entspricht dem der Grundkalibrierung.
  • Seite 26 5. DATENERFASSUNG UND DATENAUSWERTUNG SAUERSTOFFSENSOR ........................................... 5. Datenerfassung und Datenauswertung Sauerstoffsensor 5.1 Berechnungsverfahren Folgende Berechnungen werden in dieser Abfolge im Analysenrechner mit den gemessenen Werten durchgeführt: Korrektur der Sensorsignale über die Änderung des atmosphärischen Druckes -p1)*G1+G2 Korrigierter Sauerstoffgehalt Messwert Sauerstoffgehalt mittlerer Bezugsdruck (immer gleich) Messwert atmosphärischer Druck Korrekturwert Faktor...
  • Seite 27 5. DATENERFASSUNG UND DATENAUSWERTUNG SAUERSTOFFSENSOR ........................................... Beispiel: OXOS 08 Druckkorrektur Formel: O2 Korr. = O2 + (Pkal-P1) * G1 + G2 Pkal = 1021,0 mbar 4,60 G1 = Faktor (0,00235) G2 = Offset (-0,16) 4,55 4,50 4,45 4,40 4,35 4,30 1030,0 1040,0 1050,0...
  • Seite 28 6. ANFORDERUNGEN AN DIE VERWENDETEN GASE / GASVERBRAUCH ........................................... 6. Anforderungen an die verwendeten Gase / Gasverbrauch 6.1 Trägergas Das als Trägergas verwendete Helium muss der Klasse 5.0 (99,999%) entsprechen. Der Eingangsdruck muss für eine ordungsgemäße Funktion des CP 4002 =5,5 bar (±10%) betragen.
  • Seite 29 6. ANFORDERUNGEN AN DIE VERWENDETEN GASE / GASVERBRAUCH ........................................... Kalibriergase dürfen zu keinem Zeitpunkt unter 0°C abkühlen. Die Verwendbarkeit von Kalibriergasen unterliegt einer zeitlichen Begrenzung, das Ablaufdatum ist dem zugehörigen Zertifikat zu entnehmen. Der Eingangsdruck kann zwischen: = (0,5 – 2,0) bar festgelegt werden.
  • Seite 30 7. ANSCHLUSS UND INBETRIEBNAHME ........................................... 7. Anschluss und Inbetriebnahme 7.1. Elektrische Anschlüsse Die elektrischen Anschlüsse sind nach den beiliegenden Schaltungsunterlagen sowohl für den Analysenrechner, als auch für das Messwerk CP 4002 auszuführen. Ist hierzu keine gesonderte Dokumentation vorhanden, gilt die folgende Anschlussbelegung (ab 07/2011). Achtung: Die Spannungsversorgung des Messwerks CP 4002 darf erst erfolgen, nachdem der Trägergasdurchfluss sichergestellt ist! Klemmenbelegung:...
  • Seite 31 7. ANSCHLUSS UND INBETRIEBNAHME ........................................... 7.2. Gasanschlüsse Die Zuleitungen für die Anschlüsse A - M (Bild 2.1 und 2.2) sind als 1/8" Rohr auf Swagelok- verschraubung ausgeführt. Vor der Analyseeinrichtung sind entsprechende Feinstfilter angeordnet. Die Leitungen sollten aus rostfreiem Stahl gefertigt, frei von Verschmutzungen, Fett, Lösungsmitteln usw. sein. Um eine Kontamination mit Schmutz oder atm.
  • Seite 32 7. ANSCHLUSS UND INBETRIEBNAHME ........................................... 7.2.2. Messgas / Kalibriergas / Referenzgas Der Anschluss dieser Gase hat in gleicher Weise wie der des Trägergases zu erfolgen. Der Eingangsdruck kann zwischen 0,5 - 2 bar festgelegt werden. Die Festlegung auf einen bestimmten Eingangsdruck erfolgt vor der Grundkalibrierung des Gerätes. Ist dieser Druck festgelegt, so ist keine Änderung mehr zulässig.
  • Seite 33 7. ANSCHLUSS UND INBETRIEBNAHME ........................................... 7.5 Unterbrechung der Trägergasversorgung Bei einer Unterbrechung der Trägergasversorgung, z.B. bei einem Wechsel der Trägergasflasche, ist der Analysenbetrieb zu unterbrechen, indem am Analysenrechner der Modus „STOP“ gewählt wird. Wenn der Analysenrechner im Modus „STOP“ ist, muss die Spannungsversorgung für das Messwerk CP 4002 abgeschaltet werden.
  • Seite 34 8. BETRIEBSARTEN DES CP 4002 ........................................... 8. Betriebsarten des CP 4002 Die Betriebsarten des CP 4002 sind über die Spalte „GC Modus“ des Analysenrechners einstellbar (Siehe Handbuch GC 9000). 8.1 Automatischer Analysebetrieb / Autorun Der automatische Analysebetrieb des CP 4002 („Autorun“) ist der normale Betriebsmodus des CP 4002.
  • Seite 35 9. BETRIEBSVORSCHRIFTEN FÜR DIE EXPLOSIONSGESCHÜTZTE AUSFÜHRUNG ........................................... 9. Betriebsvorschriften für die explosions- geschützte Ausführung 9.1 Allgemeine Hinweise Der Prozessgaschromatograph PGC 9000 VC in der Ex-Ausführung ist ein explosionsgeschütztes elektrisches Betriebsmittel der Zündschutzart „Druckfeste Kapselung“ mit Anschlussgehäuse der Zündschutzart „Erhöhte Sicherheit“. Kennzeichnung: II2 G Ex de IIB T5 oder II2 G Ex de IIB T4...
  • Seite 36 9. BETRIEBSVORSCHRIFTEN FÜR DIE EXPLOSIONSGESCHÜTZTE AUSFÜHRUNG ........................................... Nicht benutzte Öffnungen für Leitungseinführungen sind durch schlagfeste, gegen Selbstlockern und Verdrehen gesicherte Verschluss-Stopfen zu verschließen. Beim Schließen ist zu beachten, dass die Dichtungen wirksam bleiben um die Schutzart IP 54 zu gewährleisten. 9.4 Wartung Explosionsgeschützte elektrische Steuerungen sind einer regelmäßigen Wartung zu unterziehen.
  • Seite 37 10. FEHLERMELDUNGEN ........................................... 10. Fehlermeldungen Auftretende Fehler werden vom Analysenrechner als Textmeldung mit einer spezifischen Nummer ausgegeben. In den Druckprotokollen erfolgt die Ausgabe der Fehlernummern. Eine vollständige Liste befindet sich im Anhang E des Handbuches GC 9000. An dieser Stelle soll nur auf die direkt analysenbezogenen Fehlermeldungen eingegangen werden. 10.1 Fehler im fortlaufenden Analysenbetrieb Nummer Text...
  • Seite 38 10. FEHLERMELDUNGEN ........................................... 10.2 Weitere Fehler bei Geräten mit Sauerstoffsensor Nummer Text Beschreibung Ursache min_max min/max Wert O des Messgases über- Wert des Messgases bzw. unterschritten außerhalb des Messbereiches Pabs. min/max Wert Pabs des Messgases - Messgaseingangdruck min_max über- bzw. unterschritten außerhalb der vorgeschriebenen Grenze - Defekter Druckaufnehmer.
  • Seite 39 10. FEHLERMELDUNGEN ........................................... 10.4 Netzausfall des GC 9000 Nach einem Netzausfall des Analysenrechners (Fehler 02 - Netzausfall) erfolgt beim Neustart zunächst ein Selbsttest des Gerätes. Ist dieser abgeschlossen, so wird automatisch eine Kalibrierung eingeleitet. Nach der Kalibrierung wird der Analysebetrieb fortgesetzt..........................................
  • Seite 40 11. DATENSPEICHERUNG / DRUCKPROTOKOLLE ........................................... 11. Datenspeicherung / Druckprotokolle 11.1 Druckprotokolle Es steht optional die Ausgabe verschiedener Druckprotokolle auf einen Drucker oder Datenspeicher zur Verfügung. Die Aktivierung und Formatierung erfolgt über die Auswahltaste „Drucken“ des GC 9000 (siehe Handbuch GC 9000). Im Einzelnen stehen folgende Protokolle zur Verfügung (Kennzeichnung über einen vorangestellten Buchstaben im Ausdruck): - Automatikdruck (A)
  • Seite 41 11. DATENSPEICHERUNG / DRUCKPROTOKOLLE ........................................... - Kalibrierdruck (C) Hier kann zwischen einem vollständigem und einem reduziertem Ausdruck der Kalibrierdaten gewählt werden (O/11). Die Kalibrierdaten bleiben bis zur nächstfolgenden Kalibrierung gespeichert und können in diesem Zeitraum abgerufen werden. Nach einer Kalibrierung erfolgt immer ein automatischer Ausdruck des vollständigen Kalibrierprotokolls.
  • Seite 42 12. KONTROLL- UND WARTUNGSARBEITEN ........................................... 12. Kontroll- und Wartungsarbeiten 12.1 Allgemeine Hinweise Sollte bei Wartungsarbeiten oder Reparaturen die Öffnung eines druckfesten Gehäuses notwendig sein, so muss durch geeignete Maßnahmen sichergestellt werden, dass das Gehäuse keiner explosionsfähigen Atmosphäre ausgesetzt ist. Ist der Zugang zu elektrischen Baugruppen des Analyserechners oder des Messwerkes notwendig, so müssen folgende Vorsichtsmaßnahmen beachtet werden: −...
  • Seite 43 13. TECHNISCHE DATEN DES MESSWERTAUFNEHMERS ........................................... 13. Technische Daten des Messwertaufnehmers Spannungsversorgung: 21V DC - 27V DC Leistungsaufnahme: 110 W 125 W mit Sauerstoffsensor Anlaufstrom: 10 A in den ersten 3 Minuten Umgebungstemperaturbereich: -5°C - 40°C optional: -10°C - 55°C mit zusätzlicher Heizung und Isolation.
  • Seite 44 13. TECHNISCHE DATEN DES MESSWERTAUFNEHMERS ........................................... Probeentnahmesonde Typ PES 9000 Einzelheit: X Ø 130 mm Stellung der Darstellung: Farbmarkierung Variante02 zum Ausrichten der Sonde in der Gasleitung Bohrung 8mm in der Gasleitung Die Anschrägung der Sonde muß gegen die Strömungsrichtung stehen.
  • Seite 45 13. TECHNISCHE DATEN DES MESSWERTAUFNEHMERS ........................................... Probeentnahmesonde Typ PPS 02-R Probenausgang 1. Isolierverschraubung für Potentialtrennung 2. Absperrhahn 3. Absperrhahn mit Stützring für Ein- Ausfahrwerkzeug 4. Durchgangsverschraubung 5. Probeneingang/ Rückführung 6. Anschlußkopf mit Flanschanschluß 7. Sondenrohr Ø12 8. Ausfahrsicherung (Mutter M10) 9.
  • Seite 46 13. TECHNISCHE DATEN DES MESSWERTAUFNEHMERS ........................................... Druckreduzierstufe Typ DRS 200 (Wandmontage) Entlüftung Bohrung Ø Belüftung 14.) Regulier-/ Absperrventil 1.) Isolierschutzkasten mit Fenster 15.) Begrenzungsblende 2.) Druckminderer 100/2,5 bar 16.) Ex-Magnetventil 24 V/DC, stromlos 3.) Vordruckmanometer 0-100 bar geschlossen (Option) 4.) Hinterdruckmanometer 0-6 bar mit max.
  • Seite 47 13. TECHNISCHE DATEN DES MESSWERTAUFNEHMERS ........................................... Druckreduzierstufe Typ DRS 200 (Montage auf Ständer) Entlüftung Belüftung Kabelabfang- Schnitt: A-A schiene Ø 60,3 mm ( Ø 2“ ) PE-Schraube Bohrung 11mm 1.) Ständer (Stahl verzinkt) 15.) Ex(e)-Klemmendose 2.) Isolierschutzkasten mit Fenster für Heizung Analysenleitung 3.) Druckminderer 100/7 bar 16.) Insektenschutzsieb 4.) Vordruckmanometer 0-100 bar...
  • Seite 48 13. TECHNISCHE DATEN DES MESSWERTAUFNEHMERS ........................................... Druckreduzierstufe Type DRS 200 Funktionsschema Ausgangsdruck = 0-7 bar Eingangsdruck=100 bar ( max ) 1.) Absperrventil 2.) Filter 3.) Drossel 4.) Druckminderer 100/7 bar 5.) SBV mit 7 bar Öffnungsdruck 6.) Vordruckmanometer 0-160 bar 7.) Hinterdruckmanometer 0-16 bar 8.) Minimeßkupplung 9.) Magnetventil...
  • Seite 49 13. TECHNISCHE DATEN DES MESSWERTAUFNEHMERS ........................................... Druckreduzierstufe Typ DRS100 1.) Druckminderer 100/8 bar A. Meßgaseingang (Eingangsdruck max. 100 bar) 2.) SBV mit 8 bar Öffnungsdruck B. Meßgasausgang (Ausgangsdruck max. 0-8 bar) 3.) Trockner E. Abblaseleitung SBV 4.) Hinterdruckmanometer 0-16 bar F.
  • Seite 50 13. TECHNISCHE DATEN DES MESSWERTAUFNEHMERS ........................................... Druckreduzierstufe Typ DRS100 Funktionsschema Ausgangsdruck = 0-8 bar Eingangsdruck = 100 bar 1.) Absperrventil 2.) Filter 3.) Drossel 4.) Druckminderer 100/8 bar 5.) SBV mit 8 bar Öffnungsdruck 6.) Hinterdruckmanometer 0-16 bar 7.) Trockner ...........................................
  • Seite 51 13. TECHNISCHE DATEN DES MESSWERTAUFNEHMERS ........................................... Gasversorgungseinheit für PGC 9000 VC 1300 1235 Lochbild für Befestigung am Boden Bohrung Ø11 mm Anschlüsse: A) Trägergasausgang B) int. Kalibriergasausgang C) ext. Kalibriergasausgang D1) Abblaseleitung (Trägergas) D2) Abblaseleitung (int. Kalibriergas) Die Ausgänge A,B,C können wahlweise auf rechter oder linker Seite montiert werden.