工業(yè)自動(dòng)化儀表故障處理措施

杜春龍 趙偉濤 蔡文超 唐巖

（大慶輸油氣分公司，黑龍江 大慶 163458）

1 引言

化工生產(chǎn)過程中經(jīng)常出現(xiàn)儀表故障現(xiàn)象，由于檢測與控制過程中出現(xiàn)的故障現(xiàn)象比較復(fù)雜，正確判斷、及時(shí)處理生產(chǎn)過程中儀表故障，不但直接關(guān)系到化工生產(chǎn)的安全與穩(wěn)定，同時(shí)，也涉及到化工產(chǎn)品的質(zhì)量和消耗，而且也最能反映出儀表維護(hù)人員的實(shí)際工作能力和業(yè)務(wù)水平，也是儀表維護(hù)人員能否獲得工藝操作人員信任，彼此配合密切的關(guān)鍵。

2 儀表常見故障處理措施

2.1 溫度檢測故障處理

21.1 溫度指示為零

工藝過程：溫度指示系統(tǒng)，采用熱電偶作為測溫元件，用溫度變送器把信號(hào)轉(zhuǎn)變成標(biāo)準(zhǔn)的4-20mA信號(hào)送給DCS顯示。

故障現(xiàn)象：DCS系統(tǒng)上溫度顯示為零。

分析與判斷：首先對(duì)DCS系統(tǒng)的模塊輸入信號(hào)進(jìn)行檢查，測得輸入信號(hào)為4mA，這說明溫度變送器的輸出信號(hào)為4mA。為了進(jìn)一步判斷故障是出在溫度變送器，還是在測溫元件，對(duì)熱電偶的mv信號(hào)進(jìn)行測量，從測得mv信號(hào)得知，測溫元件沒有問題，這說明溫度變送器存在故障。由于溫度變送器存在故障致使溫度變送器的輸出為4mA，致使溫度在DCS系統(tǒng)上顯示值為零。

處理方法：找到問題，其處理方法就是把溫度變送器送檢修理，如送檢后不能修復(fù)，唯一的方法就是更換一臺(tái)溫度變送器。

2.1.2 控制室溫度指示比現(xiàn)場溫度指示低

(1)工藝過程：溫度指示調(diào)節(jié)系統(tǒng)，采用熱電偶作為測溫元件，除熱電偶外，在裝置上采用雙金屬溫度計(jì)就地顯示。(2)故障現(xiàn)象：控制室溫度指示和現(xiàn)場就地溫度指示不符，控制室溫度指示比現(xiàn)場溫度指示低50℃。(3)分析與判斷：雙金屬溫度計(jì)比較簡單、直觀，首先從控制室溫度指示入手。在現(xiàn)場熱電偶端子處測量熱電勢，對(duì)照相應(yīng)溫度，確定偏低，說明不是調(diào)節(jié)器指示系統(tǒng)有故障，問題出在熱電偶測溫元件上。抽出熱電偶檢查，發(fā)現(xiàn)在熱電偶保護(hù)套管內(nèi)有積水。積水造成下端短路，一則熱電勢減小，二則熱電偶測量溫度是點(diǎn)溫，即熱電偶測溫點(diǎn)的溫度，由于有積水，積水部分短路，造成熱電偶測量點(diǎn)變動(dòng)，引起測量溫度變化。(4)處理方法：就是將保護(hù)套管內(nèi)的水分充分擦干或用儀表空氣吹干，熱電偶在烘干后再安裝。重新安裝后，要注意熱電偶接線盒的密封和補(bǔ)償導(dǎo)線的接線要求，防止雨水再次進(jìn)入保護(hù)套管內(nèi)。

2.1.3 溫度指示不會(huì)變化

（1）工藝過程：硫酸焚硫爐溫度指示，共有三點(diǎn)溫度分別來測量爐頭、爐中、爐尾溫度，用熱電偶作為測溫元件，信號(hào)直接送DCS系統(tǒng)顯示。

（2）故障現(xiàn)象：三點(diǎn)溫度中有一點(diǎn)溫度指示不會(huì)變化，而其它兩點(diǎn)溫度指示正常。

（3）分析與判斷：三點(diǎn)溫度同時(shí)測量焚硫爐溫度，其中兩點(diǎn)正常，而另外一點(diǎn)示值不會(huì)變化，說明該點(diǎn)溫度的示值確實(shí)存在問題。首先在盤后測量該點(diǎn)溫度的mv信號(hào)，從測得的值來看，熱電偶不存在問題，在對(duì)現(xiàn)場的熱電偶進(jìn)行檢查，也沒有發(fā)現(xiàn)問題，為了進(jìn)一步確認(rèn)，把該點(diǎn)溫度接至顯示正常的另外兩點(diǎn)溫度的通道上，溫度指示正常。這說明該點(diǎn)溫度的測溫元件沒有問題，問題出在模塊輸入通道或系統(tǒng)組態(tài)上。在隨后對(duì)系統(tǒng)組態(tài)檢查時(shí)，發(fā)現(xiàn)該點(diǎn)溫度的組態(tài)模塊輸出參數(shù)處于手動(dòng)狀態(tài)。由于組態(tài)模塊輸出參數(shù)處于手動(dòng)狀態(tài)，致使模塊輸出值一直保持不變，導(dǎo)致該溫度指示值不會(huì)變化。

（4）處理方法：找到問題，處理方法就比較簡單了，把組態(tài)模塊輸出參數(shù)置于自動(dòng)狀態(tài)，問題得到解決，溫度指示恢復(fù)正常。2.2物位檢測故障處理

2.2.1 鍋爐汽包液位指示不準(zhǔn)

工藝過程：鍋爐汽包液位指示，采用差壓變送器檢測液位，同時(shí)在汽包另一側(cè)安裝玻璃板液位計(jì)。

故障現(xiàn)象：開車時(shí)，差壓變送器輸出比玻璃板液位計(jì)指示高很多。

分析與判斷：采用差壓變送器檢測密閉容器液位時(shí)，導(dǎo)壓管內(nèi)充滿冷凝液，用100%負(fù)遷移將負(fù)壓室內(nèi)多于正壓管內(nèi)的液柱遷移掉，使差壓變送器的正負(fù)壓力差△P=r*h，h為液位高度，r為水的密度。差壓變送器的量程就是Hr，H為汽包上下取壓閥門之間的距離。調(diào)校時(shí)，水的密度取鍋爐正常生產(chǎn)時(shí)沸騰狀態(tài)的值，r＝0.76。鍋爐剛開車時(shí)，鍋爐內(nèi)溫度、壓力沒有達(dá)到設(shè)計(jì)值，此時(shí)水的密度r＝0.98，雖然h不變，但h*r的值增大，△P=r*h，差壓變送器的壓差增大，變送器輸出增加。玻璃板液位計(jì)只和h有關(guān)，所以它指示正常，從而出現(xiàn)差壓變送器指示液位高度大于玻璃板液位計(jì)高度。

處理方法：這種情況是暫時(shí)現(xiàn)象，過一段時(shí)間鍋爐達(dá)到正常運(yùn)行時(shí)，兩表指示就能達(dá)到一致，所以不必加以處理。但要和工藝操作人員解釋清楚。在這里，要注意一點(diǎn)，由于儀表人員解釋不清楚這個(gè)現(xiàn)象產(chǎn)生的原因，而工藝操作人員又堅(jiān)持要兩表指示一致，為了達(dá)到一致，儀表人員將差壓變送器零位下調(diào)，直至兩表指示一致。待鍋爐運(yùn)行一段時(shí)間后，要記住將變送器的零位調(diào)回來，否則，就會(huì)出現(xiàn)差壓變送器的測量值指示偏低。

2.2.2 電極點(diǎn)水位計(jì)顯示儀表少數(shù)指示燈常亮

工藝過程：電極點(diǎn)水位計(jì)測量鍋爐汽包液位。

故障現(xiàn)象：顯示(二次)儀表出現(xiàn)少數(shù)指示燈常亮故障。

分析與判斷：電極點(diǎn)水位計(jì)是利用被測介質(zhì)液相(水)和氣相(蒸汽)導(dǎo)電率差異大的特點(diǎn)，使得汽包測量筒上的電極在浸入氣相 (蒸汽)中對(duì)筒體的阻抗發(fā)生數(shù)量級(jí)的變化，從而將被測容器的液位轉(zhuǎn)化為電量信號(hào)，再經(jīng)放大處理后，由指示儀表上一串指示燈的“亮”或“滅”來指示液位高度范圍。

處理方法：應(yīng)先判斷是指示儀表故障還是電極故障所引起的。斷開指示儀表上常亮指示燈所對(duì)應(yīng)的接線，若指示燈繼續(xù)常亮，則故障應(yīng)在指示儀表，否則應(yīng)檢查電極回路；若斷開指示儀表上常亮指示燈對(duì)應(yīng)電極的接線，指示燈滅，說明電極回路存在問題，則首先可以對(duì)電極點(diǎn)測量筒沖先排污，排除電極絕緣端子因沾污物而發(fā)生的故障。若故障還未消除，則可在停運(yùn)測量筒的情況下拆下電極，檢查電極內(nèi)外極之間的絕緣電阻，一般屬于絕緣電阻太低引起的故障，需重新更換電極。更換電極時(shí)，電極的額定工作壓力、工作溫度和長度應(yīng)與鍋爐汽包水位測量筒設(shè)計(jì)參數(shù)相符，電極太長或太短使電極的內(nèi)電極與測量筒壁距離太近，可能導(dǎo)致該點(diǎn)對(duì)應(yīng)的指示燈常亮。

2.2.3 合成氨銅塔液位波動(dòng)大(時(shí)高時(shí)低)，指示不穩(wěn)

工藝過程：由一臺(tái)核液位計(jì)與控制室控制系統(tǒng)組成銅塔液位調(diào)節(jié)系統(tǒng)。

故障現(xiàn)象：在生產(chǎn)過程中，銅塔液位指示不穩(wěn)，時(shí)高時(shí)低，導(dǎo)致調(diào)節(jié)系統(tǒng)失調(diào)，影響了工藝的正常操作。

分析與判斷：銅塔液位控制系統(tǒng)是保證銅塔液位控制在有效范圍，如果液位高于控制范圍高限，將引起壓縮機(jī)帶液，液位低于控制范圍低限，那么高壓氣體進(jìn)入低壓系統(tǒng)，后果將不堪設(shè)想。工藝要求該液位調(diào)節(jié)系統(tǒng)必須靈、準(zhǔn)、穩(wěn)，如果銅塔液位不穩(wěn)，則不能達(dá)到系統(tǒng)正?？刂频哪康?。根據(jù)故障判斷思路進(jìn)行檢查，首先把調(diào)節(jié)系統(tǒng)打在手動(dòng)位置進(jìn)行手動(dòng)調(diào)節(jié)，看液位是否能穩(wěn)定下來，從而來判斷到底是液位計(jì)故障，還是調(diào)節(jié)器或調(diào)節(jié)閥故障。通過手動(dòng)調(diào)節(jié)，液位逐漸穩(wěn)定，沒有再出現(xiàn)波動(dòng)。這說明核液位計(jì)及調(diào)節(jié)閥沒有問題，液位出現(xiàn)波動(dòng)是由于調(diào)節(jié)系統(tǒng)的PID參數(shù)設(shè)置不當(dāng)所引起的。

處理方法：把調(diào)節(jié)系統(tǒng)打在手動(dòng)位置進(jìn)行調(diào)節(jié)，待工藝狀況及液位指示穩(wěn)定后，對(duì)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的PID參數(shù)重新整定，然后，把調(diào)節(jié)系統(tǒng)恢復(fù)到自動(dòng)控制，通過觀察記錄曲線看PID參數(shù)的設(shè)置是否合理。通過對(duì)調(diào)節(jié)系統(tǒng)PID參數(shù)的整定，該問題得到解決。

3 結(jié)束語

通過對(duì)化工生產(chǎn)過程中儀表故障故障處理措施的分析，說明了怎樣在生產(chǎn)過程中檢查和處理儀表的故障，對(duì)怎樣處理和判斷儀表常見故障提供了一種工作思路和方法。由于儀表檢測與控制過程中出現(xiàn)的故障現(xiàn)象比較復(fù)雜，正確判斷、及時(shí)處理生產(chǎn)過程中儀表故障，是儀表維護(hù)人員必須具備的能力。只有在工作實(shí)踐中不斷的學(xué)習(xí)、不斷的總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，這樣才能提高自己的工作能力和業(yè)務(wù)水平。

[1]尚璠.石油化工行業(yè)自動(dòng)化儀表故障分析及處理[J].科協(xié)論壇(下半月)，2009-07-25.