淺析化工儀表自動化設備的預防性維護

葉維鳳

息烽開磷化工裝備工程有限責任公司

淺析化工儀表自動化設備的預防性維護

葉維鳳

息烽開磷化工裝備工程有限責任公司

設備預防性維護可提高設備安全運行效率，延長設備使用壽命，為減少或避免由于某些設備發(fā)生故障而影響生產(chǎn)正常運行?；x表自動化設備對于化工裝備正常運行的意義不言而喻，如何加強其管理、進行預防性的維護是化工企業(yè)設備管理部門普遍的難題。本文主要針對化工儀表自動化的預防性維護進行簡要分析。

化工；儀表自動化；預防性維護

1 化工生產(chǎn)中自動化儀表設備的重要性

目前，化工生產(chǎn)中通過一些生產(chǎn)過程自動化儀表替代原有的手工作業(yè)早已成為主流，化學生產(chǎn)自動化設備是化工自動化生產(chǎn)中非常重要的設備之一，自動化儀表不僅有助于提高化工生產(chǎn)效率，還能解決很多復雜的控制問題，對儀表的管理及維護顯得更為重要?；x表是化工生產(chǎn)過程自動化的核心，監(jiān)測和控制著整個工藝流程及產(chǎn)品質(zhì)量，保障重大裝備的安全可靠運行和實施高效優(yōu)化，是整個化工裝備的神經(jīng)中樞、運行中心和安全屏障。沒有相應的儀表設備，大型化、高參數(shù)化、工況復雜化的現(xiàn)代工業(yè)重大裝備將無法運行。

2 儀表自動化設備預防性維護

在生產(chǎn)過程中為確保儀表設備的正常運行，需要對設備進行維護保養(yǎng)、定期檢修和故障處理，而故障檢修和故障處理都屬于滯后性維護，是被動的和帶有損失性的，會對生產(chǎn)帶來一定影響，當然這也是迫不得已的。儀表設備的預防性維護不同于裝置儀表設備檢修和故障處理，是在設備未發(fā)生故障前對設備進行有針對性、有計劃、有目標采取預防性的修補方法，是主動的和積極的，屬于預見性維護。根據(jù)統(tǒng)計數(shù)據(jù)、歷史經(jīng)驗推斷出的預防性維護，其目的是把故障消滅在萌芽狀態(tài)。預防性設備維護是指采取必要的措施和方法，防止設備在運行中可能造成的磨損、損傷或出現(xiàn)故障，所以開展儀表設備的預防性維護對設備的長周期運行是十分必要的。

2.1 儀表設備的分級管理和預防性維護

目前化工企業(yè)的儀表設備巡回檢查制度，是儀表設備預防維護的一種方式，可以及時發(fā)現(xiàn)儀表設備運行中出現(xiàn)的問題或異常，把設備故障消滅在萌芽狀態(tài)，防微杜漸。但隨著企業(yè)規(guī)模擴大，儀表設備臺件數(shù)的不斷增加，從幾萬臺件增加到十幾萬臺件，而儀表維護人員又不斷減少，在這種情況下，設備管理模式必須要不斷創(chuàng)新，以適應企業(yè)發(fā)展需要。

2.2 儀表設備的生命周期及預防性維護

環(huán)境是指儀表與外部接觸的空氣環(huán)境、內(nèi)部接觸的介質(zhì)環(huán)境以及儀表安裝位置等，同一臺儀表設備因使用環(huán)境不同，其使用壽命肯定也不相同。所以不同裝置環(huán)境下使用的儀表設備不盡相同，對溫度、材質(zhì)、壓力等級也就有不同要求。那么如何運用設備維護策略，通過科學理論，結合維護經(jīng)驗，對設備進行生命周期成本分析，測算設備生命周期，量化儀表設備維護管理，在儀表設備故障發(fā)生前有計劃、有預見性地進行維護檢修或更新，掌握主動權，就顯得十分必要。煉化企業(yè)儀表設備可分三大部分，即測量儀表、控制系統(tǒng)以及執(zhí)行機構部分。以下從三方面探討儀表設備的壽命管理。

1)現(xiàn)場測量儀表不外乎就是溫度、壓力、流量、液位等參數(shù)的測量儀表，對現(xiàn)場儀表進行壽命管理，首先要運用統(tǒng)計學方法，找出多年來儀表在同一裝置相同環(huán)境下發(fā)生的故障，分析產(chǎn)生故障的主要原因，從而相應制訂預防措施；其次要區(qū)分關鍵儀表與非關鍵儀表，關鍵儀表一旦發(fā)生故障是要影響裝置安穩(wěn)長運行的，給企業(yè)帶來損失，因此對關鍵或重要儀表設備，一定要建立儀表生命周期檔案，確定各類儀表平均無故障時間(MTBF)，依此確定定期保養(yǎng)或檢修計劃，同時進行風險評價，甚至提前(與其他非重要儀表設備相比)更新設備。

例如聯(lián)鎖儀表或關鍵性儀表可在兩個生產(chǎn)周期后強制換下，換下儀表檢修校驗后可作為應急備件或非重要儀表備件。

2)目前化工企業(yè)控制系統(tǒng)均采用DCS。DCS可靠性高，故障率低，自診斷報警功能強，機柜間設置在裝置周邊的安全區(qū)，機房建設標準高，使用環(huán)境好，而且重要儀表控制回路又采用冗余配置，因此DCS設備生命周期較長，優(yōu)于現(xiàn)場儀表設備。

一般DCS制造商在出廠時都有明確的MTBF和使用壽命的建議，若在每個生產(chǎn)周期強制進行一次DCS點檢或清掃保養(yǎng)，一般可以使用5個生產(chǎn)周期或lO年以上。

3)生產(chǎn)控制的執(zhí)行機構絕大部分是儀表調(diào)節(jié)閥。儀表調(diào)節(jié)閥應用面廣，故障率高，故障點多，調(diào)節(jié)閥內(nèi)件、盤根及其附件使用壽命差異較大，對其實行壽命管理十分必要。某化工企業(yè)對儀表調(diào)節(jié)閥實行壽命管理，在統(tǒng)計分析各類不同裝置儀表調(diào)節(jié)閥各種故障基礎上，對不同裝置調(diào)節(jié)閥的部件及其附件制訂不同預防性維護方案，確定相應的壽命管理辦法。

4)對儀表設備進行預防性維護，還應該以儀表回路為基礎。一個儀表回路不僅包括測量儀表、控制器、執(zhí)行機構等“大設備”，它還有接線端子、保險絲、繼電器、電磁閥及定位器、電纜以及回路的供電和接地等“小設備”構成，維護過程中對任何環(huán)節(jié)都不應該放過，一點有問題，整個回路就不能正常工作。因此，對這些“小設備”，特別是重要回路、關鍵回路中的任何設備或部件，更應該建立生命周期檔案，進行生命周期成本分析，測算設備生命周期中最佳的維護策略，將設備維護和生產(chǎn)、設備費用聯(lián)系起來，降低成本和風險，提高企業(yè)效益。

3 利用自診斷技術實現(xiàn)儀表設備預防性維護

20世紀90年代以來，隨著計算機技術的快速發(fā)展，促使電動儀表向智能儀表方向邁進，當今智能儀表已在化工企業(yè)的生產(chǎn)過程控制中得以廣泛應用，智能儀表的自診斷功能采用了人工智能與設備故障診斷技術，通過監(jiān)測和診斷來早期發(fā)現(xiàn)儀表故障的先兆，能夠自動報警或自動消除故障等。隨著儀表設備自診斷技術的不斷完善，可以減輕儀表設備維護工作量，充分利用自診斷信息，確定維護檢修或保養(yǎng)計劃，促使儀表預防性維護工作更準確具體。

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