化工領(lǐng)域中儀表特點及故障的分析

章志輝

摘 要：簡述了化工領(lǐng)域主要使用的各種檢測儀表，詳細(xì)介紹了檢測儀表的檢測原理及容易出現(xiàn)的故障，對故障進(jìn)行了深入的分析。

關(guān)鍵詞：化工領(lǐng)域；儀表；特點

工業(yè)化學(xué)生產(chǎn)是連續(xù)的過程，通常是在封閉的容器和設(shè)備內(nèi)，在高溫、高壓、低溫真空的方式下進(jìn)行。此外，由于許多化學(xué)工業(yè)中的過程介質(zhì)為有毒、有害、易爆、腐蝕性、易燃的物質(zhì)，如果在生產(chǎn)過程中有意外發(fā)生，勢必造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失和人員傷亡。因此，為了確保化學(xué)生產(chǎn)過程穩(wěn)定而有效運行在正常狀態(tài)下，就有必要提高化學(xué)生產(chǎn)過程的現(xiàn)代化、自動化，以確保過程參數(shù)運行在最佳狀態(tài)，減少操作者的工作壓力和勞動強度。為了實現(xiàn)化工過程的自動化，就必須使用高性能儀表對化工生產(chǎn)過程進(jìn)行有效地調(diào)節(jié)和控制，合理的測量、顯示化工生產(chǎn)過程。

1 化工儀表特點

在化工領(lǐng)域中，采集各種信號的儀表主要有：在線過程分析儀、物料儀表、溫度儀表、壓力儀表、流量儀表等。按照信息傳遞過程中的作用不同，又可以分為控制儀表、執(zhí)行器、集中控制裝置、檢測儀表、顯示儀表五大類。

1.1 在線過程分析儀

在線過程分析儀主要是用于自動化控制和測量化工生產(chǎn)過程中的工藝參數(shù)，同時也是實現(xiàn)分析自動化和控制自動化的必要條件。值得注意的是，在線過程分析儀一般來說都是配合使用多套儀器，而不是單單一套儀器，我國化工生產(chǎn)中大量采用液相色譜、原子吸收、核磁等儀表。

1.2 物料儀表

物料儀表主要是用于對成品、半成品、原料的液位進(jìn)行測量。隨著化工行業(yè)的不斷快速發(fā)展，物料儀表的種類越來越多，但是值得注意的是，絕大多數(shù)的物料儀表都是不可以通用的，只有浮力式儀表除外，主要原因還是在于被測物料的特性不同。應(yīng)用較為廣泛、精度較高的物料儀表有雷達(dá)式（0.3%）液位計、矩陣渦流式（±1mm）液位計、磁致伸縮式（0.05%）液位計。按測量方式的不同，物位儀表可以分為雷達(dá)式、矩陣渦流式、直讀式、浮力式、輻射式、磁致伸縮式、電容式、重垂式、靜壓式（壓力、差壓）等。

1.3 流量儀表

流量儀表是化工生產(chǎn)過程中應(yīng)用最廣泛的儀表，所以一直以來，化工儀表自動化中最為重要的就是研究流量儀表。流量測量原理上可分為推導(dǎo)法、速度法、直接法、容積法，細(xì)分為速度式（質(zhì)量流量計、電磁流量計、渦街流量計、超聲波流量計、水表流量計、靶式流量計、渦輪流量計等）、壓差式（文丘里管、噴嘴、孔板等）、節(jié)流式。

1.4 壓力儀表

壓力儀表在化工生產(chǎn)過程中具有極為重要的作用。壓力儀表廣泛應(yīng)用于易結(jié)晶介質(zhì)、腐蝕介質(zhì)、高溫介質(zhì)等，應(yīng)用范圍較為廣泛，測量精度也較高，甚至可以達(dá)到0.1級，常用的壓力儀表有液柱式、壓力校驗儀（活塞式）、彈性式三大類。

1.5 溫度儀表

溫度儀表對于化工生產(chǎn)過程而言，是極為重要，不可或缺的，主要分為熱電偶和熱電阻兩種。在化工自動化中，采用溫度控制是一種必然的發(fā)展趨勢，基本采用的測量方式都是接觸式的，最高指示范圍是1800攝氏度，最低是-200攝氏度。

2 化工儀表系統(tǒng)常見的故障

化工生產(chǎn)中，儀表如果指示出現(xiàn)了如不變化、不穩(wěn)定、偏高、偏低等異?，F(xiàn)象，一般來說，主要存在兩方面原因，分別是工藝因素和儀表因素。工藝因素是指儀表指示沒有問題，只是他指示的是異常的工藝參數(shù)，也不是實際的工藝參數(shù)。儀表因素是指儀表的測量系統(tǒng)出現(xiàn)了某些故障，從而導(dǎo)致其所顯示的指示與實際的工藝參數(shù)嚴(yán)重不相符合。在對儀表故障分析原因的時候，一定要仔細(xì)觀察控制閥和控制對象的特性變化，綜合考慮工藝操作系統(tǒng)和現(xiàn)場儀表系統(tǒng)兩個方面，這樣這些都極易造成儀表系統(tǒng)故障。以流量控制儀表系統(tǒng)故障為例，分別就其三個主要故障進(jìn)行分析。

⑴如果流量儀表指示值出現(xiàn)了較為頻繁的波動，那么控制的方式就不再選用自動，而采用手動。手動后仍頻繁波動，那么說明是化工生產(chǎn)工藝操作存在問題；若手動后波動頻率明顯降低，那么就說明是儀表控制參數(shù)PID不合適，或者儀表自身存在著問題。

⑵如果流量控制儀表系統(tǒng)指示值達(dá)到最小時，那么就應(yīng)該對檢測儀表進(jìn)行仔細(xì)的檢查，若檢測儀表不存在任何問題，那么就可以判斷是顯示儀表出現(xiàn)了問題。然后應(yīng)該結(jié)合檢測儀表指示的情況來決定是否需要對調(diào)節(jié)閥的開度進(jìn)行檢查。當(dāng)調(diào)節(jié)閥開度正常，檢測儀表指示最小，那么故障的原因基本就可以斷定是由于操作不當(dāng)、介質(zhì)結(jié)晶、系統(tǒng)管路堵塞、泵不上量、系統(tǒng)壓力不夠等。當(dāng)調(diào)節(jié)閥開度為零的時候，那么故障的原因基本就可以斷定是由于調(diào)節(jié)器和調(diào)節(jié)閥之間出現(xiàn)了問題。若是單純的儀表故障，原因主要有：機(jī)械式流量計過濾網(wǎng)堵住、齒輪卡死；差壓變送器出現(xiàn)了正壓室漏；孔板差壓流量計出現(xiàn)了堵住正壓引壓導(dǎo)管的問題等。

⑶如果流量儀表指示值達(dá)到了最大值，那么此時就應(yīng)該將調(diào)節(jié)閥進(jìn)行手動遙控，結(jié)合現(xiàn)場情況來關(guān)小或者開大，若流量值沒有什么變化，還是依舊如此，那么就要仔細(xì)檢查信號傳送系統(tǒng)、儀表測量引壓系統(tǒng)、流量儀表調(diào)節(jié)閥是否正常工作。若流量值得以下降，那么說明主要是由于化工生產(chǎn)工藝操作存在著問題，可以基本判斷是儀表系統(tǒng)的原因。

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