化工装置现场仪表故障分析

刘刚

摘要：在化工行业生产过程中经常出现仪表故障,在检测与控制过程中出现的故障现象比较复杂,这就要求仪表维护人员要能正确判断和及时处理，也以直接关系到生产的安全与稳定,同时,同时也涉及到产品的质量和消耗,而且也最能反映出仪表维护人员的实际工作能力和业务水平,也是仪表维护人员能否获得工艺操作人员信任,彼此配合密切的关键。现阶段自动化水平的不断提高,对现场仪表维护人员的技术水平提出了更高要求,要随时对生产过程中使用的仪表进行维护并能对常见故障及时处理。

关键词：现场 仪表 故障

Abstract: In the chemical industry in the process of production often appear instrument breakdown, in the test and control appeared in the process of failure phenomenon is more complex, which requires the instrument maintenance personnel to correct judgment and timely processing, also to directly related to production safety and stability, and at the same time, it also involves the quality of the products and consumption, but also the most can reflect instrument maintenance personnel's actual ability and the business level, also is the instrument maintenance personnel access to process operation personnel trust, with each other closely key. At present the unceasing improvement of the level of automation, field instrument maintenance personnel's technical level raised taller requirement, and always used in the production process of the instrument maintenance of common failures and can handle in time.

Key words: the scene; instrument; fault

中图分类号：TQ056.1 文献标识码：A文章编号：

一、化工装置现场仪表系统故障的判断思路

由于化工生产操作管道化、流程化、全封闭等特点,尤其是现代化的企业自动化水平很高,工艺操作与检测仪表密切相关,工艺人员通过检测仪表显示的各类工艺参数,诸如反应温度、物料流量、容器的液位和压力、原料的成分等来判断工艺生产是否正常,产品的质量是否合格,根据仪表指示进行加量或减产,甚至停车。

仪表指示出现异常现象（指示偏高、偏低,不变化,不稳定等）,本身包含两种因素：一是工艺因素,仪表正确的反映出工艺异常情况;二是仪表因素,由于仪表（测量系统）某一环节出现故障而导致工艺参数指示与实际不符。这两种因素总是混淆在一起,很难马上判断出故障到底出现在哪里。仪表维护人员要提高仪表故障判断能力,除了对仪表工作原理、结构、性能特点熟悉外,还需熟悉测量系统中每一个环节,同时,对工艺流程及工艺介质的特性、设备的特性应有所了解,这能帮助仪表维护。

总之,分析现场仪表故障原因时,要特别注意被测控制对象和控制阀的特性变化,这些都可能是造成现场仪表系统故障的原因。所以,我们要从现场仪表系统和工艺操作系统两个方面综合考虑、仔细分析,检查原因所在。

二、常见测量参数仪表控制系统故障分析步骤

1、温度控制仪表系统故障分析步骤

1.1、热电偶测温元件的故障原因

(一)测量仪表指示不稳定，时有时无，时高时低。原因分析：(1)热电极在接线柱处接触不良。(2)热电偶有断续短路或断续接地现象。(3)热电极已断或似断非断。(4)热电偶安装不牢固，发生摆动。(5)补偿导线有接地或断续短路现象。

(二)热电偶电势误差大。原因分析：(1)热电极变质。(2)热电偶的安装位置与安装方法不当。(3)热电偶保护套管的表面积垢过多。(4)测量线路短路(热电偶和补偿导线)。(5)热电偶回路断线。(6)接线柱松动。

1.2、热电阻测温元件的故障原因

(一)仪表指示值比实际温度低或指示不稳定。原因分析：(1)保护管内有积水。(2)接线盒上有金属屑或灰尘。(3)热电阻丝之间短路或接地。

(二)仪表指示最大值。原因分析：热电阻断路。

(三)仪表指示最小值。原因分析：热电阻短路。

1.3、溫度变送器的故障分析，大致讲来包括以下5个方面：(1)断偶。(2)冷端补偿电阻坏。(3)补偿导线正负接反。(4)电源丧失。(5)温度变送器坏。

1.4、温度变送器(或DCS中用于温度输入的模拟量输入卡)常见故障的检修重点有三点：(1)电源丧失。(2)冷端补偿电阻坏。(3)热电偶坏。

1.5、温度变送器(或DCS中用于温度输入的模拟量输入卡)出现故障，首先应检查：(1)电源。(2)是否有输出。(3)检查输入信号是否正确。

2、压力控制仪表系统故障分析步骤

（1）压力控制系统仪表指示出现快速振荡波动时,首先检查工艺操作有无变化,这种变化多半是工艺操作和调节器PID参数整定不好造成。

（2）压力控制系统仪表指示出现死线,工艺操作变化了压力指示还是不变化,一般故障出现在压力测量系统中,首先检查测量引压导管系统是否有堵的现象,不堵,检查压力变送器输出系统有无变化,有变化,故障出在控制器测量指示系统。

3、流量控制仪表系统故障分析步骤

（1）流量控制仪表系统指示值达到最小时,首先检查现场检测仪表,如果正常,则故障在显示仪表。当现场检测仪表指示也最小,则检查调节阀开度,若调节阀开度为零,则常为调节阀到调节器之间故障。当现场检测仪表指示最小,调节阀开度正常,故障原因很可能是系统压力不够、系统管路堵塞、泵不上量、介质结晶、操作不当等原因造成。若是仪表方面的故障,原因有:孔板差压流量计可能是正压引压导管堵;差压变送器正压室漏;机械式流量计是齿轮卡死或过滤网堵等。

（2）流量控制仪表系统指示值达到最大时,则检测仪表也常常会指示最大。此时可手动遥控调节阀开大或关小,如果流量能降下来则一般为工艺操作原因造成。若流量值降不下来,则是仪表系统的原因造成,检查流量控制仪表系统的调节阀是否动作;检查仪表测量引压系统是否正常;检查仪表信号传送系统是否正常。

（3）流量控制仪表系统指示值波动较频繁,可将控制改到手动,如果波动减小,则是仪表方面的原因或是仪表控制参数PID不合适,如果波动仍频繁,则是工艺操作方面原因造成。

4、液位控制仪表系统故障分析步骤

（1）液位控制仪表系统指示值变化到最大或最小时,可以先检查检测仪表看是否正常,如指示正常,将液位控制改为手动遥控液位,看液位变化情况。如液位可以稳定在一定的范围,则故障在液位控制系统;如稳不住液位,一般为工艺系统造成的故障,要从工艺方面查找原因。

（2）差压式液位控制仪表指示和现场直读式指示仪表指示对不上时,首先检查现场直读式指示仪表是否正常,如指示正常,检查差压式液位仪表的负压导压管封液是否有渗漏;若有渗漏,重新灌封液,调零点;无渗漏,可能是仪表的负迁移量不对了,重新调整迁移量使仪表指示正常。

（3）液位控制仪表系统指示值变化波动频繁时,首先要分析液面控制对象的容量大小,来分析故障的原因,容量大一般是仪表故障造成。容量小的首先要分析工艺操作情况是否有变化,如有变化很可能是工艺造成的波动频繁。如没有变化可能是仪表故障造成。

三、结束语

通过对化工现场仪表故障判断思路的论述及相应的仪表故障处理,阐述了怎样在化工现场仪表系统故障过程中检查和处理仪表的故障,针对怎样处理和判断仪表常见故障提供了一种工作思路流程和方法。由于仪表检测与控制过程中出现的故障现象比较复杂,正确判断、及时处理生产过程中仪表故障,是仪表维护人员必须具备的能力。只有在工作实践中不断的学习、不断的总结经验,这样才能提高自己的工作能力和业务水平。

参考文献:

[1] 蔡夕忠.化工仪表 (第二版).化学工业出版社,2008.10

[2] 朱炳兴.王森.仪表工试题集（现场仪表分册）(第二版).化学工业出版社,2009;3

注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。