化工自动化仪表检修及维护浅析

徐跃虎

摘要：自动化仪表是化工自动化生产控制系统的重要组成部分，化工自动化仪表系统可以实现对整个化工生产流程中各项参数的实时监测，是确保化工生产高效安全运行的可靠保障。化工生产会受到各种因素的影响，是一个比较复杂的过程，自动化仪表在运行过程中也会出现各种故障，因此对自动化仪表的检修是一项非常重要的工作。同时，为了减少自动化仪表系统的故障率，还必须做好自动化仪表的日常维护工作。文章简单介绍了温度检测仪表、压力检测仪表、物料检测仪表、在线过程分析仪这五种常见的自动化仪表，并对化学生产中自动化仪表常见故障进行的分类，探讨了四种常用测量仪表控制系统故障检修分析方法，最后提出了自动化仪表日常维护措施，希望能为自动化仪表检修维护工作人员提供一定的参考。

关键字：化工自动化仪表 检修 维护

一、化学工业常见化工自动仪表

化工自动仪表主要包括温度仪表、压力仪表、物料仪表、流量仪表、在线过程分析仪等。

1温度检测仪表。温度检测仪表是化工行业常用仪表，主要以热电偶与热电阻为主，温度是化工生产控制重要参数，对化工生产有极为重要影响，一般温度仪表的温度指示范围为-200℃-1800℃。

2压力检测仪表。压力检测仪表主要应用于对化工生产中腐蚀介质、高温介质与结晶介质的测定，精度普遍较高，以弹性式、液柱式、活塞式（压力校检仪）三大类为主。

3物料检测仪表。物料检测仪表主要用于测定各类原料、成品与半成品的液位，目前化工行业物料仪表种类不断增加，由于被测物料种类不同，因此不同种类物料仪表间不可通用。其中应用较为广泛的物料仪表包括雷达式液位计、矩阵涡流式液位计、磁致伸缩式液位计等，根据测量方式的不同，又可分为多种类型，如电容式、浮力式、直读式、重垂式、压力式等。

4流量检测仪表。流量检测仪表作为化工自动化生产应用最为广泛的仪表之一，根据流量原理可分为容积法、速度法、推导法与直接法等，再进一步划分可分为节流式、速度式、压差式等，此类仪表在化工生产中承担着重要角色。

5在线过程分析仪。在线过程分析仪主要用于测量生产过程中的工艺测试，是自动化和控制自动化生产的必要条件，一般而言，在线过程分析仪多由多种仪器组合而成，如液相色谱、核磁分析仪等。

二、化工自动化仪表故障分类

在化工生产过程中，由于自动化仪表长期处于运行状态，经常容易出现各种故障，导致自动化仪表发生故障的原因通常包括：操作人员的误操作或者误动作；自动化仪表自身存在质量问题；自动化仪表元器件破损老化。通常情况，化工自动化仪表的故障主要集中在流量监测、压力检测、温度检测以及液位检测等重点环节。

三、四种常用测量仪表控制系统故障检修分析

1、温度控制仪表系统故障检修分析

温度控制仪表系统出现故障时，首先要注意两点：一是该系统仪表多采用电动仪表测量、指示、控制；二是温度控制仪表系统中各仪表的测量往往滞后较大。具体故障检修方法如下：1） 温度仪表系统的指示值突然变到最大或最小，一般为仪表系统故障，因为温度仪表系统测量滞 后较大，不会发生突然变化，此时的故障原因多是热 电偶、热电阻、补偿导线断线或变送器、放大器失灵等。2） 温度控制仪表系统指示出现快速振荡现象，多为控制参数 PID 调整不当造成。3） 温度控制仪表系统指示出现大幅缓慢的波动，一般是由于工艺操作变化引起的，如果当时工艺操作没有变化，则很可能是仪表控制系统本身的故障。4） 温度控制系统本身的故障分析步骤：检查调节阀输入信号是否变化，输入信号不变化，调节阀动作，说明是调节阀膜头膜片漏了；检查调节阀定位器输入信号是否变化，输入信号不变化，输出信号变化，说明定位器有故障；检查定位器输入信号有无变化，再检查调节器输出有无变化，如果调节器输入不变化，输出变化，应是调节器本身的故障。

2、压力控制仪表系统故障检修分析

当压力控制系统仪表指示出现快速振荡波动时，首先需要检查工艺操作有无变化，这种变化多半是由于工艺操作和调节器 PID 参数整定不完善造成的。当压力控制系统仪表指示出现死线，当工艺操作变化而压力指示还是不变化时，一般可判断出故障出现在压力测量系统中，此时可首先检查测量引压导管系统是否发生堵塞的现象，如无堵塞现象发生，则需要检查压力变送器输出系统有无变化，如果发生变化则可说明故障发生在控制器测量指示系统。

3、流量控制仪表系统故障检修分析

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，如果现场检测仪表均正常，则可判定故障发生在显示仪表； 当现场检测仪表指示也最小，则需检查调节阀开度，若 节阀开度为零，一般是调节阀到调节器之间出现故障；当现场检测仪表指示最小、调节阀开度正常，产生故障的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。若是仪表方面的故障，原因通常会是以下几种：孔板差压流量计的正压引压导管堵住； 差压变送器正压室漏；机械式流量计的齿轮卡死或过滤网堵住等。

2）流量控制仪表系统指示值达到最大时，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，如果流量能下降则此故障一般为工艺操作原因造成；若流量值无法降低，则可判定是仪表系统的原因，需要检查流量控制仪表系统的调节阀是否动作、仪表测量 引压系统和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时，可将控制又自动切换到手动，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，则一般会是工艺操作方面的原因。

4、液位控制仪表系统故障检修分析

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是否正常，如指示正常，将液位控制由自动方式切换到手动方式，再进行遥控液位，观察液位变化情况，如液位稳定在一定的范围，则是液位控制系统故障；如液位不能稳定，一般为工艺系统造成的故障，需要从工艺操作方面查找原因。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出现差错，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，分析故障的原 因，容量大，一般是仪表故障造成的；容量小，首先 要分析工艺操作情况是否有变化，有变化很可能是工 艺造成的，如没有变化可能是仪表故障造成的。

四、化工自动化仪表的维护措施

在化工生产中，自动化仪表系统扮演者重要的角色，是确保化工生产高效安全运转的关键。自动化仪表一旦出现故障，必须及时进行相关处理，但频繁的仪表系统检修工作，会大大降低化工生产的效率，因此为提高化工生产的效率，必须减少自动化仪表系统的故障率。为减少自动化仪表系统的故障率必须做好以下几方面的措施，首先要为仪表的检修保养制定合理的周期计划，并严格执行。其次，自动化仪表属于精密仪器，灰尘杂质的渗入等会大大减少自动化仪表的使用寿命，因此要对自动化仪表及相关组成部分进行定期清洁。此外，自动化仪表也具有使用周期，因此需要做好仪表系统安装使用时间的记录工作，并对自动化仪表进行定期巡视，及时发现老化或者损坏较为严重的仪表，做到及时更新。

五、总结

综上所述，化工自动仪表作为化工生产中的重要设备，分析其常见故障并制定故障检修计划，配合后续维护、校检工作可显著降低故障发生率，确保仪表正常工作，极大地提高工业自动化生产的效率及安全性。

参考文献

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