仪表设备在催化剂生产中的故障分析

刘文

摘 要：炼油催化剂的制备大致采用如下的某些单元操作：溶解、沉淀、凝胶、浸渍、离子交换、洗涤、过滤、干燥、混合、成型和还原等。催化剂的制备通常由以上单元操作组合而成的，其中沉淀法、浸渍法和离子交换法在炼油催化剂的制备中应用较为广泛。

关键词：仪表设备；催化剂；故障分析

炼油化剂制备涉及到的工艺介质包括酸、碱、氨等腐蚀性较强的介质，现场的工艺条件也较差，生产过程中存在胶体、固体、粉体等各种类型的介质，生产所用到的仪表种类繁多，性能要求高。根据生产工艺需要适当地选择所需仪表，不仅可以较好的服务于催化剂生产，提高产品的产量和质量，同时也能提高生产过程的自动化程度，降低工人的劳动强度，降低生产成本。

1 仪表设备在催化剂生产中的使用环境

由于化工生产的管道化、流程化、集成自动化等特点，工艺控制与仪表设备关系密切，生产过程中操作员通过控制仪表设备实现工艺参数的最优化控制，如原料的成分、反应温度、压力、物料流量、罐的液位等从而保证工艺生产的产品质量最优，通过控制仪表指示进行加量或减产，甚至开停工。

催化剂生产过程中用到的仪表种类繁多，大体上可以分为六大类：温度、压力、流量、液位、分析、报警，前四类使用量大，也是最容易出现故障的仪表设备。

催化剂工艺介质以酸、碱、氨、硅胶等腐蚀性较强的化工产品和粉尘为主，对仪表设备要求较高，一些误操作对仪表设备损害也比较大，使得这些仪表设备实际使用周期要短于其理论使用周期。

催化剂生产的现场环境恶劣，工艺介质以固体浆液、粉体为主，仪表使用受限较多，也较为容易出现故障。例如单法兰液位计经常会被胶体介质所覆盖，仪表本身没问题，却出现液位测量不准的现象；温度测量非仪表设备原因较多，炉膛由于炉桶体沾灰多，导致测量准确，但不能反应物料真实温度，反应器温度套管结垢较厚，导致测量不准。仪表设备常年暴露在酸碱环境下，一些现场仪表被缓慢腐蚀，甚至于一些室内二次表也受到影响。

催化剂生产品种繁多，要不时的更换品种，改变工艺条件，调整工艺参数，这个过程涉及到仪表需频繁动作或者设定参数，使得本应可以使用更长时间的仪表设备因过度使用而容易产生疲劳损坏。

2 仪表设备可能发生的故障分析

催化剂生产中要想生产出质量合格活性好的催化剂就必须在生产过程中严格按照指令单控制各个工艺参数，其中又以温度、压力、流量、液位為最常见的控制参数。这几个参数在催化剂生产中尤为常见，使用的仪表设备也是最多的几大类。下面就常见的几类催化剂仪表设备故障情况进行分析：

2.1 温度控制仪表系统故障及处理办法

温度控制仪表由于常采用电动仪表进行测量、显示、控制，因此测量值往往滞后于真实值，在对温度控制仪表进行故障分析过程中，要考虑该类仪表本身的特点。

温度仪表系统本身故障，如：a.指示值突然变到最大值或最小值，此类故障常见于热电阻、热电偶，当变送器放大器失灵或补偿导线断线也会出现该类故障。b.指示出现大幅波动，可从工艺操作变化引起和仪表控制系统本身进行故障查找。

温度仪表系统出现控制失灵，可通过如下步骤对故障进行查找：a.对现场温度进行检查判断现场温度是否正常：检测原件输出信号是否正常；b.查信号线是否正常；c.确认温度是否带温度变送器，确认温度变送器正常；d.检查阀门本体是否正常，方法如下：把温控体系甩开，设置为手动模式，阀门动作正常则无问题，阀门动作异常则检查以下方面：信号是否到现场；现场气源是否压力足够；阀本体是否漏气，阀芯是否卡住。e.查定位器是否损坏，现场温度及阀门正常则查控制系统，在手动情况下阀门动作正常，设定为自动控制模式，温度波动大则是PID参数设定问题。

2.2 压力控制仪表系统及处理办法

当PID参数没调节好时压力控制系统仪表指示出现快速震荡波动，先检查是否是操作的原因引起的波动，当排除操作原因时需对操作和调节器PID参数进行重新整定。

当压力测量系统出现故障时，压力控制系统显示出直线无变化的情况，称为“死线”，在排除现场测量引压管部堵塞的情况下，可查控制器测量指示系统控制是否正常。

2.3 流量控制仪表系统故障及处理办法

流量控制仪表主要故障及处理方式如下：（1）DCS无流量指示，故障原因和方法如下：a.可能现场传感器接线松动，可检查线路重新接线；b.可能现场变送器未送电，检查电源和保险是否正常；c.介质流动方向是否与传感器标示箭头一致，可重新安装或改变流向设置。d.管道中未充满液体，可改变管道或安装位置。（2）零点不稳定，故障原因和方法如下：a.流体中有气泡，可在传感器上游安装除泡装置。b.接地不良，可检查接地。c.附近有强磁干扰，可屏蔽仪表或远离干扰。（3）流量指示不准，故障原因和方法如下：a.参数设置错误，重新检查设置参数。b.零点不准，重新调零点。c.电极脏污，清洗电极即可。

当流量控制仪表系统指示值波动较频繁时，控制设置为手动调节模式，如果波动仍较大则是工艺操作方面的原因，如果波动降低则是PID设置不合理或仪表本身故障。

2.4 液位控制仪表系统故障及处理办法

液位控制仪表故障表现为：液位控制仪表系统流量指示突然变化为最大或最小值。先查现场检测仪表是否正常，若正常则将控制设置为手动调节模式；看液位变化当液位稳定在一定的范围则故障在液位控制系统；如液位不稳，则从工艺方面查是否是由于工艺系统造成。

差压式液位控制仪表指示和现场直读式液位指示对不上时，若现场直读式液位指示正常，则可能是差压式液位仪表负压导压管封液渗漏，若渗漏可以重新灌入封液，调零点。若无渗漏则为差压式液位控制仪的负迁移不对，需重新调整迁移量，直至仪表显示正常。

当液位控制仪表系统指示值波动较频繁时，要根据分析液面控制对象的容量大小查找故障原因，当容量大时一般是仪表故障造成，当容量小时先分析是否是工艺操作情况变化造成，如没有变化则是仪表故障造成。

3 结束语

在实际生产中，正确快速地判断并排除仪表设备系统的故障，是保证生产产量和质量的前提。通过对实际生产中遇到的问题进行分析，仪表设备系统故障通常有三个方面的原因：第一，仪表设备本身的故障，此类故障只需对仪表故障点进行维修或者更换故障元件即可解决问题；第二，生产工艺改变引起的仪表设备失灵或指示不准，此类故障由工艺人员配合仪表人员查找工艺原因，然后对工艺进行适当调整或者排除工艺干扰，当工艺参数在仪表允许的测量值范围之内时仪表能正常工作则仪表设备正常；第三，设计安装不合理，当仪表设备本身没问题，工艺参数也在允许的范围内时仪表仍然不能正常工作时，有可能就是仪表设计选型或者安装位置不合理造成的，此类故障一般通过重新选型或者重选安装位置都可很好的解决。

参考文献

[1]厉玉鸣.化工仪表及自动化（第3版）[M].北京：化学工业出版社，1999.

[2]中国石油化工集团公司人事部.催化剂制造工[M].北京：中国石化出版社，2010.

[3]李岳君，余立辉.炼油催化剂生产技术[M].北京：中国石化出版社.2007.