化工儀表自動(dòng)化設(shè)備及其在生產(chǎn)管理中的運(yùn)用研究

方仁昌

摘 要：本位圍繞化工儀表自動(dòng)化設(shè)備及其在生產(chǎn)管理中的應(yīng)用議題進(jìn)行了探討，從化工自動(dòng)化儀表的種類和性能入手，分析了常見的故障問題，并論述了故障處理解決的措施，供相關(guān)人士參考。

關(guān)鍵詞：化工儀表;自動(dòng)化設(shè)備;管理;故障分析

1引言

化工自動(dòng)化儀表在生產(chǎn)工藝中發(fā)揮出十分重要的作用，通過對(duì)化工自動(dòng)化儀表的性能了解以及故障進(jìn)行分析，更好地制定和采取自動(dòng)化儀表的維護(hù)管理措施，為化工企業(yè)的安全高效生產(chǎn)奠定良好基礎(chǔ)保障。

2化工自動(dòng)化儀表的種類和性能

2.1壓力儀表

最常用的是彈性壓力計(jì)，是一種指示型壓力表，通過彈簧管的彈性變形以及儀表內(nèi)機(jī)芯的轉(zhuǎn)換促使發(fā)生壓力形變，從而以力的形式傳導(dǎo)至指針引起指針轉(zhuǎn)動(dòng)，呈現(xiàn)壓力。

2.2溫度儀表

熱電偶檢測計(jì)是利用兩種不同導(dǎo)體或半導(dǎo)體構(gòu)成的電回路來對(duì)溫度進(jìn)行檢測，通過接點(diǎn)與不同溫度熱源的接觸，通過回路中產(chǎn)生熱電勢來得到溫度值。熱電偶檢測計(jì)可對(duì)500℃以上的環(huán)境進(jìn)行溫度測量。熱電阻檢測計(jì)是利用電阻的熱效應(yīng)進(jìn)行溫度檢測的，隨著溫度的變化，電阻值也會(huì)隨之變化，因此通過對(duì)電阻值變化情況進(jìn)行檢測就間接得到被測環(huán)境的溫度變化。熱電阻檢測計(jì)通常用于500℃以下的中溫低溫環(huán)境溫度檢測。目前常見的熱電阻溫度檢測計(jì)有金屬熱電阻型和半導(dǎo)體熱敏電阻型。

2.3流量儀表

轉(zhuǎn)子流量計(jì)是最為常見的流量儀表，其原理是利用錐形管中能夠上下自由移動(dòng)的轉(zhuǎn)子來對(duì)被測流體的流量進(jìn)行計(jì)量，當(dāng)被測流體從下端流入時(shí)，轉(zhuǎn)子被沖擊產(chǎn)生一個(gè)作用力，轉(zhuǎn)子在力的作用下升高，通過分析轉(zhuǎn)子在錐形管中的位置高度以及與流量之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系得到液體流量值大小。轉(zhuǎn)子流量計(jì)結(jié)構(gòu)簡單而且維修方便，能夠適用于腐蝕性介質(zhì)流量的測量場景中。

2.4物位儀表

物位儀表有多種類型，如電容式物位計(jì)、核輻射物位計(jì)、稱重式液罐計(jì)量儀。電容式物位計(jì)的原理是利用電容量大小與極板長度和介質(zhì)的介電系數(shù)之間的比例關(guān)系，電極浸入物料的深度發(fā)生變化會(huì)引起電容量變化，從而間接得到物位變化。核輻射物位計(jì)的原理是利用放射源隨著介質(zhì)厚度呈現(xiàn)出指數(shù)衰減這一規(guī)律來的量物位變化的，可應(yīng)用于化工生產(chǎn)中的高溫、高壓、腐蝕性、黏滯性、熔融金屬介質(zhì)環(huán)境的物位測量。稱重式液罐計(jì)量儀其原理是杠桿平衡的原理，適用于液相介質(zhì)物位變化測量場景中。

2.5在線過程分析儀器

具體類別包括在線色譜分析儀、在線質(zhì)譜儀、激光分析儀、元素分析儀、在線紅外光譜分析儀、煤氣在線分析儀等多種類型。不同的在線分析儀器其核心技術(shù)及原理不同。其相同點(diǎn)是能夠?qū)すに嚿a(chǎn)過程進(jìn)行信息采集以自動(dòng)網(wǎng)絡(luò)化的形式進(jìn)行在線傳輸，并實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)分析和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的目標(biāo)，實(shí)現(xiàn)了化工工藝系統(tǒng)的在線監(jiān)控和管理，提高了生產(chǎn)管理的自動(dòng)化水平。

3化工儀表自動(dòng)化管理的問題

3.1儀表自身的質(zhì)量故障

化工儀表在運(yùn)行過程中因自身質(zhì)量和使用壽命等因素而出現(xiàn)質(zhì)量問題屬于儀表自身的質(zhì)量故障?；x表一旦超過使用壽命就會(huì)出現(xiàn)材質(zhì)破碎老化或測量誤差增大的情況。在化工工藝中介質(zhì)改變時(shí)，使用時(shí)間長的化工儀表更容易出現(xiàn)自身質(zhì)量問題，故障發(fā)生率變高。在遇到化工儀表出現(xiàn)異常時(shí)，儀表自身故障是需要首先排除的問題。

3.2控制系統(tǒng)出現(xiàn)故障

控制系統(tǒng)出現(xiàn)故障有多種表現(xiàn)，如儀表記錄曲線一點(diǎn)變化也沒有，呈現(xiàn)一條直線，或者儀表原來的記錄曲線有波動(dòng)，但是波動(dòng)突然終止，這樣的情況很可能是儀表控制系統(tǒng)出現(xiàn)了故障。如果曲線波動(dòng)但是波動(dòng)性比原來小，此時(shí)不一定是控制系統(tǒng)出現(xiàn)了故障。當(dāng)化工工藝參數(shù)改變時(shí)，儀表記錄曲線發(fā)生急劇升高或急劇降低，此時(shí)也可能是控制系統(tǒng)出現(xiàn)了問題。

3.3化工儀表短路故障

短路故障主要發(fā)生在電動(dòng)儀表中，當(dāng)儀表導(dǎo)線外絕緣層破損裸露部分接觸，則容易造成短路現(xiàn)象，導(dǎo)致儀表部件故障。如晶體管短路、電容擊穿短路。

4化工儀表自動(dòng)化管理方法和措施

4.1對(duì)化工儀表進(jìn)行質(zhì)量性能試驗(yàn)

對(duì)儀表工程質(zhì)量進(jìn)行嚴(yán)格的儀表性能質(zhì)量驗(yàn)收。新更換的化工儀表在正式使用前應(yīng)對(duì)儀表的質(zhì)量進(jìn)行性能試驗(yàn)，所有的性能符合生產(chǎn)工藝的測量條件要求后再正式啟用。

4.2升降溫法

該方法是化工儀表故障分析的廠用方法。在長時(shí)間運(yùn)行情況下，儀表在夏季通常會(huì)出現(xiàn)溫度升高的過熱現(xiàn)象，增加儀表故障率。技術(shù)人員可采用該方法對(duì)儀表的性能進(jìn)行檢測。利用電洛鐵升溫的方式來檢查儀表的可疑區(qū)域，檢測儀表故障是否屬于過熱導(dǎo)致的異常?；蛘卟捎镁凭潦脙x表可疑部位的方式進(jìn)行降溫，檢查儀表故障原因。如果采用升降溫的方法后發(fā)現(xiàn)儀表故障與過熱故障的現(xiàn)象表現(xiàn)相吻合，則很可能是因溫度變化而導(dǎo)致的儀表異常。

4.3觀察敲擊法

對(duì)于一些因超負(fù)荷工作而引發(fā)的元件灼燒故障或出現(xiàn)元件短路燒毀的故障，技術(shù)人員可用肉眼進(jìn)行觀察，配合觸覺嗅覺來判斷是否儀表出現(xiàn)故障并找到故障的原因。對(duì)于一些儀表性能時(shí)好時(shí)壞的情況，很可能是線路接觸不良造成的。對(duì)此技術(shù)人員可采用敲擊法，觀察是否在敲擊的條件下出現(xiàn)儀表停機(jī)等運(yùn)行信號(hào)異常的情況。結(jié)合電源啟閉來判斷儀表的故障原因。

4.4對(duì)比法

在難以確定儀表異常的原因時(shí)，技術(shù)人員可采用對(duì)比法來進(jìn)行故障檢查。取與可疑儀表的型號(hào)、性能相同的正常儀表進(jìn)行對(duì)比試驗(yàn)，讓兩臺(tái)儀表在同樣的生產(chǎn)工藝條件下運(yùn)行，觀察兩臺(tái)儀表檢測到的信號(hào)是否一致，繼而判斷是否可疑的儀表出現(xiàn)了故障。

5結(jié)語

在化工生產(chǎn)工藝中，化工儀表的管理工作對(duì)生產(chǎn)安全、生產(chǎn)成本和生產(chǎn)效益息息相關(guān)。為了更好地的確?；x表自動(dòng)化管理水平，除了從化工儀表的類型及性能機(jī)理方面進(jìn)行了解和熟悉以外，還要從故障分析方面進(jìn)行強(qiáng)化，不斷總結(jié)化工儀表自動(dòng)化設(shè)備故障的類型和成因，積累更多的有效數(shù)據(jù)，完善化工儀表的維修方案和故障解決策略。此外，化工企業(yè)應(yīng)優(yōu)化儀表設(shè)備檢修養(yǎng)護(hù)制度和操作規(guī)程，提高生產(chǎn)使用人員的使用規(guī)范性，盡可能降低儀表設(shè)備的故障發(fā)生率，降低維修成本，保障企業(yè)的生產(chǎn)安全和生產(chǎn)效益。

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