石化行業(yè)自動(dòng)化控制儀表常見故障分析及其處理

馬靜 馬江山（新地環(huán)保技術(shù)有限公司，河北廊坊065001）

0 引言

在分析儀表故障的過程中，需要明確檢測(cè)工作的重點(diǎn)后，方可進(jìn)行故障的逐一排除。首先，應(yīng)當(dāng)對(duì)被測(cè)對(duì)象及控制閥的變化特點(diǎn)做到心中有數(shù)，結(jié)合故障的現(xiàn)象，按照特定的順序?qū)⒐收线M(jìn)行逐步排除。故障產(chǎn)生的原因主要來源于兩大方面，一是工藝操作系統(tǒng)方面的問題，而是現(xiàn)場(chǎng)儀表系統(tǒng)發(fā)生了故障。針對(duì)故障表現(xiàn)形式不同，按照如下的方式逐一排除。

1 石化行業(yè)自動(dòng)化控制儀表常見故障分析及處理方式

1.1 溫度檢查儀表故障分析

儀表的溫度顯示常常出現(xiàn)數(shù)值與正常范圍相差較大，變化緩慢甚至長(zhǎng)時(shí)間無(wú)變化的情況。在分析溫度檢查儀表的故障時(shí)，為了減少故障定位的時(shí)間，需要注意以下兩點(diǎn)：指示、控制儀表的測(cè)量數(shù)據(jù)往往有著一定的時(shí)延性，在分析結(jié)果時(shí)，應(yīng)當(dāng)測(cè)量結(jié)果的時(shí)間。其次，溫度控制儀表多采用電動(dòng)儀表測(cè)量，結(jié)果的測(cè)量值可能會(huì)受到設(shè)備運(yùn)行磁場(chǎng)的影響，從而出現(xiàn)測(cè)量誤差。

1.1.1 溫度儀表示值發(fā)生了緩慢變化

引發(fā)這類現(xiàn)象的故障原因通常為內(nèi)部?jī)x表工藝有變引起的。如果在工藝方面無(wú)異常，下一步需要探查控制系統(tǒng)儀表控制模塊是否出現(xiàn)了異常。

1.1.2 溫度儀表指示值突然變?yōu)闃O值

引發(fā)這類現(xiàn)象的故障原因通常為變送器放大器失靈、補(bǔ)償導(dǎo)線斷線、熱電偶、熱電阻故障等等原因。

1.1.3 溫度儀表出現(xiàn)示值快速變化的情況

1.1.4 障原因通常為控制器參數(shù)PID調(diào)整不當(dāng)造成。

1.1.5 溫度控制系統(tǒng)自身出現(xiàn)了異常

首先檢查調(diào)節(jié)閥輸入信號(hào)是否處于正常的狀態(tài)，正常與異常的變化，往往代表著不同種類型的故障。首先，如果輸入信號(hào)未發(fā)生變化，則說明故障發(fā)生的位置位于調(diào)節(jié)閥膜頭膜片。反之，則說明定位器出現(xiàn)了異常。

下一步檢測(cè)定位器的信號(hào)變化，分為輸入與輸出兩大方面檢查。假如輸入信號(hào)無(wú)變化，而輸出信號(hào)產(chǎn)生變化則說明故障發(fā)生的位置位于調(diào)節(jié)器[1]。

以檢修過程中的實(shí)例為例：假定在檢修熱電偶測(cè)量元件的故障時(shí)，應(yīng)當(dāng)從以下步驟入手：首先，了解設(shè)備的工藝狀況，檢查被測(cè)元件儀表安裝的位置，以及被測(cè)介質(zhì)的情況等。其次，檢查設(shè)備處于氣相狀態(tài)還是液相狀態(tài)。最后，結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際排除故障，如果問題出現(xiàn)在生產(chǎn)流程中，且設(shè)備的電偶已安裝一段時(shí)間，則可排除補(bǔ)償導(dǎo)線與熱電偶極反接，導(dǎo)線與線路不配套等因素。將上述故障排除后，即可按照設(shè)備內(nèi)部構(gòu)造對(duì)元件的故障進(jìn)行逐一的檢查與判斷。

1.2 壓力檢查儀表故障分析

當(dāng)容器壓力儀表出現(xiàn)示值異常時(shí)，故障排除的方法與均相同，首先明確被測(cè)介質(zhì)的存在狀態(tài)，并了解容器工作的具體流程。當(dāng)改變?nèi)萜鞴に嚥僮髯兓闆r后，指示儀表仍未產(chǎn)生變化，則可初步定位故障的產(chǎn)生位點(diǎn)：壓力測(cè)量系統(tǒng)[2]。根據(jù)壓力測(cè)量系統(tǒng)內(nèi)部構(gòu)造我們可以得出，故障很有可能發(fā)生在測(cè)量?jī)x器內(nèi)部的引壓導(dǎo)管處如未發(fā)生堵塞。第三步，檢查壓力變送系統(tǒng)輸入，輸出值是否發(fā)生了變化，通常當(dāng)故障排查至第三步時(shí)，故障很有可能出現(xiàn)在控制器測(cè)量指示系統(tǒng)中。

1.3 物位檢查儀表

1.3.1 液位控制儀表

當(dāng)其發(fā)生示值劇烈波動(dòng)變化時(shí)，首先要從被控制主體的容量大小入手排除故障。對(duì)于容量較小的，應(yīng)當(dāng)分析設(shè)備的工藝操作情況是否發(fā)生變化，如未發(fā)生變化，則可能是儀表自身發(fā)生了故障，如發(fā)生變化，則可直接明確故障的產(chǎn)生原因。

對(duì)于容量大的，通常故障發(fā)生的原因?yàn)閮x表故障。

1.3.2 差壓式液位控制儀表

引發(fā)此類故障的形式有很多，我們可以通過比較直讀式液表與差壓式液表的數(shù)值差異，來初步定位故障的發(fā)生位點(diǎn)，故障可能位于以下兩者中的任何一者。如差壓式液位控制儀表發(fā)生故障時(shí)，則會(huì)表現(xiàn)負(fù)壓管封液滲漏的形式。也有可能是儀表的負(fù)遷移量設(shè)置不準(zhǔn)，此時(shí)只需適當(dāng)?shù)恼{(diào)整遷移量即可解決故障。如排除上述兩點(diǎn)故障，則很有可能是直讀式指示儀表發(fā)生故障。

1.3.3 液位控制儀表

當(dāng)其出現(xiàn)示值反復(fù)橫跳的現(xiàn)象時(shí)，則需要考慮檢測(cè)儀表是否發(fā)生了故障。如儀表未產(chǎn)生故障，下一步需將自動(dòng)化液位控制改為手動(dòng)控制。調(diào)整至手動(dòng)控制后，再次進(jìn)行調(diào)節(jié)，觀察此時(shí)的液位變化情況，如果，在調(diào)節(jié)后液位較為穩(wěn)定，即可說明故障位于位控制系統(tǒng)中，反之，則為工藝系統(tǒng)發(fā)生了故障[3]。

1.4 流量?jī)x表故障

1.4.1 流量?jī)x數(shù)值突然變化至最低值

首先，檢查流量?jī)x自身是否發(fā)生了故障，如果為發(fā)生故障，則可定位故障產(chǎn)生區(qū)域位于儀表?？赡苁莾x表內(nèi)部導(dǎo)管堵塞，齒輪卡住或?yàn)V網(wǎng)發(fā)生了堵塞等原因。

下一步需要檢查調(diào)節(jié)閥與調(diào)節(jié)器是否出現(xiàn)了故障。如未發(fā)生故障，很有可能是以下方面的原因：管路堵塞、操控不恰當(dāng)、壓力不足、系統(tǒng)介質(zhì)內(nèi)結(jié)晶等因素。

1.4.2 流量?jī)x數(shù)值突然變化至最高值

流量?jī)x的示值與檢測(cè)儀表間是同步的，如當(dāng)兩者的示值不同步時(shí)，則說明問題可能發(fā)生在儀表系統(tǒng)處。儀表系統(tǒng)中需要檢查的方面包括：流量控制儀表的系統(tǒng)調(diào)節(jié)閥、引壓系統(tǒng)、儀表信號(hào)傳送系統(tǒng)是否出現(xiàn)了故障。如操作調(diào)節(jié)閥兩者的示值同步時(shí)，需要從以下兩個(gè)方面定位故障：如流量值下降，則說明故障的原因是工藝操作不當(dāng)。反之，則說明儀表系統(tǒng)內(nèi)部發(fā)生了故障，需要開展針對(duì)性的維修[4]。

1.4.3 流量?jī)x數(shù)值突然劇烈變化

此時(shí)，需要維修人員將儀表的自動(dòng)控制調(diào)為手動(dòng)，如波動(dòng)程度仍未發(fā)生變化，則說明故障產(chǎn)生原因是由于工藝操作流程不當(dāng)所導(dǎo)致的。如波動(dòng)幅度有改善，則說明故障原因?yàn)镻ID參數(shù)設(shè)置不合適。

1.5 簡(jiǎn)單控制系統(tǒng)儀表故障

控制系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)化工設(shè)備自動(dòng)化控制的關(guān)鍵部件，決定著信號(hào)的傳輸是否準(zhǔn)確。但是由于石化行業(yè)設(shè)備的工作環(huán)境較為惡劣，因此，控制系統(tǒng)經(jīng)常會(huì)受到外界因素的影響，導(dǎo)致信號(hào)傳輸不穩(wěn)定，輸出信號(hào)錯(cuò)誤的現(xiàn)象。在處理上述故障時(shí)，相關(guān)人員一定要對(duì)設(shè)備內(nèi)部控制系統(tǒng)的組成情況做到了然于心，并且了解設(shè)備出現(xiàn)故障的常見區(qū)域。

以流量控制系統(tǒng)故障分析為例，最經(jīng)典的流量控制系統(tǒng)構(gòu)件為：氣動(dòng)閥門調(diào)節(jié)閥、單回路調(diào)節(jié)器以及電動(dòng)差壓變送器三大構(gòu)件。維修人員必須能夠?qū)ι鲜鰳?gòu)件的組成了然于心，并在日常的檢修過程中，加強(qiáng)對(duì)構(gòu)件運(yùn)行狀態(tài)的監(jiān)測(cè)。其次，要了解設(shè)備的工藝情況，例如設(shè)備的內(nèi)部介質(zhì)存在狀態(tài)、流量類型、簡(jiǎn)單工藝流程以及工藝介質(zhì)等等。在明確上述數(shù)據(jù)后，根據(jù)故障的表現(xiàn)形式，有針對(duì)性的對(duì)故障進(jìn)行判斷和處理[5]。

2 結(jié)語(yǔ)

石化行業(yè)自動(dòng)化控制儀表故障的分析與處理需要結(jié)合企業(yè)的實(shí)際，儀表的維修記錄以及自動(dòng)化控制系統(tǒng)的實(shí)時(shí)測(cè)量數(shù)據(jù)，來綜合研判故障產(chǎn)生的原因。因此，為了減少儀表發(fā)生故障的幾率，要求檢修人員要加強(qiáng)設(shè)備日常的維修與養(yǎng)護(hù)，同時(shí)要具備扎實(shí)的理論基礎(chǔ)，廣泛的維修知識(shí)，故障分析的能力以及豐富的維修實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。在維修工作開展的過程中，要及時(shí)的總結(jié)故障產(chǎn)生的原因，防止類似的故障再次出現(xiàn)，只有這樣儀表出現(xiàn)故障的幾率才會(huì)大大的減小。只有在工作時(shí)間中不斷的探索學(xué)習(xí)，總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，才能快速的定位，解決實(shí)際的故障。