煤化工儀表及自動(dòng)化控制系統(tǒng)常見故障原因分析

姜任超 潘海林 王凱

[摘? ? 要]隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，自動(dòng)化控制系統(tǒng)幾乎已經(jīng)應(yīng)用到了所有領(lǐng)域中，其中，煤化工也已經(jīng)深入儀表及其自動(dòng)化控制系統(tǒng)的應(yīng)用。在近年來自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展下，煤化工企業(yè)的生產(chǎn)中加強(qiáng)了對(duì)各種儀表及自動(dòng)化控制技術(shù)的應(yīng)用，較大程度地提高了煤化工企業(yè)的生產(chǎn)效率，并降低了對(duì)人力資源的依賴。但是儀表及其自動(dòng)化控制系統(tǒng)需要長時(shí)間運(yùn)轉(zhuǎn)，因此也容易因多方面因素影響而出現(xiàn)故障，對(duì)此相關(guān)管理部門要及時(shí)找出故障原因并予以解決，以便于設(shè)備能夠正常運(yùn)轉(zhuǎn)，保障企業(yè)的生產(chǎn)經(jīng)營?；诖?，在文章中便圍繞對(duì)煤化工儀表及自動(dòng)化控制的故障原因進(jìn)行了深入分析。

[關(guān)鍵詞]煤化工企業(yè);儀表;自動(dòng)化控制系統(tǒng);故障原因

[中圖分類號(hào)]TQ056.1 [文獻(xiàn)標(biāo)志碼]A [文章編號(hào)]2095–6487（2022）04–000–03

Analysis on Common Faults of Coal Chemical Instrument and Automatic Control System

Jiang Ren-chao，Pan Hai-lin，Wang Kai

[Abstract]With the continuous development of modern science and technology， automatic control system has been applied to almost all fields. Among them， coal chemical industry has also gone deep into the application of instruments and automatic control system， and the field of coal chemical industry plays a very important role in China. With the development of automation technology in recent years， the application of various instruments and automatic control technology has been strengthened in the production of coal chemical enterprises， It greatly improves the production efficiency of coal chemical enterprises and reduces the dependence on human resources. However， the instrument and its automatic control system need to operate for a long time， so it is also prone to failure due to the influence of various factors. For this， the relevant management departments should find out the cause of the failure in time and solve it， so that the equipment can operate normally and ensure the production and operation of the enterprise. Based on this， this paper makes an in-depth analysis on the fault causes of coal chemical instrument and automatic control.

[Keywords]coal chemical enterprise; meter; automatic control system; cause of failure

1 煤化工生產(chǎn)過程中的常用儀表類型

1.1 溫度儀表

煤化工生產(chǎn)過程中會(huì)應(yīng)用到大量的儀器設(shè)備，設(shè)備在長時(shí)間運(yùn)轉(zhuǎn)過程中會(huì)產(chǎn)生大量熱量，極有可能會(huì)因溫度過高而引起故障，對(duì)此必須要通過溫度儀表實(shí)時(shí)監(jiān)控設(shè)備運(yùn)行溫度。據(jù)調(diào)查，當(dāng)下熱電偶、雙金屬溫度計(jì)和熱電阻在煤化工生產(chǎn)中比較常見，其中雙金屬溫度計(jì)的應(yīng)用范圍更為廣泛，該溫度計(jì)的感溫元件為熱雙金屬片。另外，熱電阻的原理則比較簡單，應(yīng)用范圍也較廣，熱電偶的應(yīng)用原理則是隨著溫度的增加，其電阻也會(huì)呈正相關(guān)趨勢(shì)變化，進(jìn)而可達(dá)到幫助準(zhǔn)確測(cè)量溫度的目的。

1.2 壓力儀表

設(shè)備生產(chǎn)過程中要實(shí)時(shí)監(jiān)控內(nèi)部壓力，需要通過壓力儀表來完成壓力監(jiān)測(cè)工作，其中彈簧管壓力表、一體化壓力變送器、膜盒壓力表等在當(dāng)下較為常見。例如，彈簧管壓力表，在設(shè)備內(nèi)壓力增加時(shí)，彈簧光壓力表內(nèi)的彈簧會(huì)因壓力的增加而變化，以此便可測(cè)算具體壓力值。而膜盒壓力表也是如此，其內(nèi)部的介質(zhì)會(huì)因壓力的增加而發(fā)生彈性變形，通過測(cè)量盒內(nèi)介質(zhì)的彈性變形量便可達(dá)到測(cè)量壓力的目的。

1.3 液位計(jì)

液位計(jì)在設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)可以準(zhǔn)確顯示液位，并為自動(dòng)化控制系統(tǒng)提供液位數(shù)據(jù)，如常見的差壓液位計(jì)、雷達(dá)液位計(jì)、磁翻板液位計(jì)、浮筒液位計(jì)等。其中浮筒液位計(jì)比較常用，能夠通過杠桿原理、阿基米德原理幫助測(cè)量液位，但是在應(yīng)用時(shí)有相對(duì)較大的誤差。目前在實(shí)際的應(yīng)用中雷達(dá)液位計(jì)、差壓式液位計(jì)最常見。

1.4 流量計(jì)

不同于以上幾種儀器，流量計(jì)的類型更加繁多，其中最為常用的為超聲波流量計(jì)、電磁流量計(jì)、轉(zhuǎn)子流量計(jì)等，其中超聲波流量計(jì)主要以超聲波對(duì)液位信息進(jìn)行探測(cè)，同理電磁流量計(jì)則是通過電磁感應(yīng)定律來完成探測(cè)，均可以準(zhǔn)確確認(rèn)具體的流速、流量數(shù)據(jù)。

2 煤化工儀表常見故障及處理方法

2.1 溫度儀表常見故障

雙金屬溫度計(jì)、熱電阻、熱電偶在當(dāng)下煤化工生產(chǎn)中較為常用，每一種溫度儀表均有其常見故障，詳細(xì)分析如下。

對(duì)于常用的熱電偶溫度儀表，一般可能會(huì)因受潮、絕緣不良、電阻不準(zhǔn)確等因素而導(dǎo)致溫度數(shù)據(jù)測(cè)量故障，或者數(shù)據(jù)誤差大。對(duì)此技術(shù)人員可根據(jù)具體情況分別予以處置，如一般可更換熱電偶、清洗烘干、檢查線路是否連接正確等。同時(shí)，個(gè)別情況下可能存在極性接反問題，因此也要重點(diǎn)檢查補(bǔ)償導(dǎo)線和熱電偶極性，避免因該罕見問題而影響溫度計(jì)的正常應(yīng)用。除以上單點(diǎn)熱電偶的常見故障問題外，多點(diǎn)熱電偶的應(yīng)用范圍也比較廣泛，尤其是在大型反應(yīng)器中，同時(shí)多點(diǎn)熱電偶有較多套管，在其正常工作中也可能會(huì)遇見以上故障問題，不僅如此還有一些的單點(diǎn)熱電偶不同的故障問題。例如，常見的測(cè)量溫度偏差大，該問題一般是因多點(diǎn)熱電偶有較多的套管，而且套管比較長，在實(shí)際應(yīng)用中容易脫落，因此會(huì)導(dǎo)致溫度測(cè)量偏差較大，對(duì)此需要定期檢測(cè)。另外，也可能會(huì)因變送器模塊故障出現(xiàn)偏差較大問題，對(duì)此首先要檢查套管是否脫落，排除該故障后應(yīng)考慮變送器控制模塊故障，一般該問題比較容易查找，并且在確認(rèn)為控制模塊故障后直接更換便可解決故障。

2.2 壓力儀表常見故障

壓力儀表的應(yīng)用可以為自動(dòng)化控制系統(tǒng)實(shí)施提供壓力數(shù)據(jù)信息，系統(tǒng)則可根據(jù)壓力數(shù)據(jù)完成各種自動(dòng)控制。對(duì)于較為常用的彈簧管壓力表，一般其應(yīng)用壽命較長，技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)定期予以檢查。若出現(xiàn)物理性損壞后可直接予以更換。前文中提到，當(dāng)下一體化壓力變送器的應(yīng)用比較廣泛，品牌較多，常見問題有變送器無法讀出毫安讀數(shù)、壓力變化無響應(yīng)、數(shù)字壓力變量讀數(shù)低等。例如，對(duì)于無法讀出毫安讀數(shù)，一般需要技術(shù)人員檢查電源線的極性、二極管與端子是否交叉、是否接通電源等。其次，對(duì)于儀表無壓力變化數(shù)值，一般需要檢查變送器的導(dǎo)壓管，若是存在堵塞問題便會(huì)影響變送器的正常應(yīng)用，或者可通過打點(diǎn)測(cè)試檢查設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)是否正常。最后，對(duì)于數(shù)字壓力變化讀數(shù)低問題，應(yīng)重點(diǎn)檢測(cè)設(shè)備的檢驗(yàn)精度。

2.3 液位計(jì)故障

常用的液位計(jì)類型較多，如磁翻板液位計(jì)、浮筒液位計(jì)、雷達(dá)液位計(jì)等，每一種液位計(jì)在實(shí)際應(yīng)用過程中均有其常見故障問題。如磁翻板液位計(jì)的應(yīng)用頻率最高，有著構(gòu)造簡單、壽命長的優(yōu)勢(shì)，但在實(shí)際應(yīng)用中可能會(huì)因浮子上有雜物，導(dǎo)致浮子無法正常浮動(dòng)、翻轉(zhuǎn)，一般對(duì)于該問題技術(shù)人員要定期檢查磁翻板液位計(jì)的浮子，并及時(shí)清除浮子周圍的雜物，不會(huì)卡住。其次，浮筒液位計(jì)與磁翻板液位計(jì)有相似性，均有較長的使用壽命，但在實(shí)際英語中，可能會(huì)出現(xiàn)無液位且指示不準(zhǔn)確的問題，對(duì)此要及時(shí)檢查電源、浮筒、變送器等，一般可以通過接通電源、更換浮筒、清洗浮筒內(nèi)部臟物解決。

2.4 流量計(jì)故障

流量計(jì)類型主要以轉(zhuǎn)子流量計(jì)、超聲波流量計(jì)和電磁流量計(jì)幾種比較常用，例如對(duì)于轉(zhuǎn)子流量計(jì)，其具有構(gòu)造簡單的特點(diǎn)，在出現(xiàn)故障問題時(shí)多是因轉(zhuǎn)子和管壁上存在較多的雜物，及時(shí)清除便可保障轉(zhuǎn)子流量計(jì)的正常使用;超聲波流量計(jì)和電磁流量計(jì)比較先進(jìn)，在常見故障中主要包括流量計(jì)無顯示、讀數(shù)偏大或偏小等。對(duì)于此類問題，一般需要重新較多、檢查輸出電流、檢查傳感器等方法解決。

3 煤化工儀表自動(dòng)化設(shè)備翅膀件問題的預(yù)防工作

3.1 完善儀表分級(jí)管理預(yù)防工作

煤化工領(lǐng)域內(nèi)各企業(yè)之間的競爭十分激烈，到目前為止已經(jīng)達(dá)到了一個(gè)白熱化階段，其中設(shè)備的穩(wěn)態(tài)運(yùn)行是衡量企業(yè)綜合實(shí)力的重要指標(biāo)之一，基于此企業(yè)在實(shí)際工作中應(yīng)當(dāng)重視對(duì)儀表問題的預(yù)防管理。從前文分析可見，儀表常見故障問題較多，引發(fā)問題的原因也較為多樣，因此要從以下幾個(gè)方面予以實(shí)施預(yù)防：①企業(yè)領(lǐng)導(dǎo)層、管理層要提高對(duì)儀表及其自動(dòng)化控制系統(tǒng)的重視度，深入認(rèn)識(shí)到其重要性和必要性，并對(duì)技術(shù)部門原有儀表及自動(dòng)化控制系統(tǒng)的巡查制度進(jìn)行深入分析，找出其中存在的不足，予以深入優(yōu)化，使得巡查制度可以更加符合當(dāng)下實(shí)際情況，同時(shí)也要幫助提升對(duì)儀表設(shè)備的全面和及時(shí)檢查;②要實(shí)施分級(jí)管理制度，管理部門要承擔(dān)起儀表設(shè)備管理的重?fù)?dān)，并優(yōu)化或設(shè)置設(shè)備登記制度、班組管理重度等，每一負(fù)責(zé)儀表設(shè)備檢修的班組均要有需要專門負(fù)責(zé)的部分。若其所負(fù)責(zé)部分的儀表設(shè)備出現(xiàn)問題，則要對(duì)責(zé)任班組問責(zé)，使其可以提高重視度。同時(shí)要有相應(yīng)的監(jiān)督機(jī)制，管理部門可分派幾名管理人員成立監(jiān)督小組，定期或不定期對(duì)儀表設(shè)備的運(yùn)行情況進(jìn)行抽驗(yàn)，確保所有班組和技術(shù)人員均能夠嚴(yán)格按照規(guī)范化流程完成設(shè)備的檢修工作。

3.2 加強(qiáng)設(shè)備使用壽命

隨著各種先進(jìn)技術(shù)在煤化工生產(chǎn)中的應(yīng)用，不僅有效提高了生產(chǎn)效率，同時(shí)也對(duì)促進(jìn)該領(lǐng)域的整體性進(jìn)步提供了重要推動(dòng)力。儀表及其自動(dòng)化系統(tǒng)在煤化工生產(chǎn)中需要時(shí)刻保持在運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，在高強(qiáng)度的應(yīng)用下必然會(huì)使得儀表設(shè)備磨損速度加快，甚至使其壽命縮短，基于此當(dāng)下要重視加強(qiáng)設(shè)備的使用壽命。技術(shù)部門在每次安裝相關(guān)儀表設(shè)備時(shí)均要仔細(xì)檢驗(yàn)設(shè)備的規(guī)定使用年限，做好詳細(xì)記錄，并嚴(yán)格按照技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)定期予以檢修，同時(shí)對(duì)于一些已經(jīng)超過或即將超過規(guī)定使用年限的儀表設(shè)備要及時(shí)更換。其次，儀表設(shè)備的應(yīng)用不僅會(huì)因自行運(yùn)轉(zhuǎn)而出現(xiàn)磨損，還可能會(huì)因天氣、物理、人為等不確定因素影響出現(xiàn)故障，且此類不確定性因素具有復(fù)雜性、未知性，更需要加強(qiáng)預(yù)防，例如在正式應(yīng)用相關(guān)儀表設(shè)備前要對(duì)其進(jìn)行測(cè)試，并統(tǒng)計(jì)相關(guān)數(shù)據(jù)信息，以此來幫助綜合分析儀表設(shè)備的整體質(zhì)量，幫助預(yù)防或預(yù)測(cè)故障。

4 煤化工儀表自動(dòng)化設(shè)備存在問題的解決對(duì)策

4.1 完善維護(hù)制度

儀表及其自動(dòng)化控制系統(tǒng)的應(yīng)用促進(jìn)了煤化工生產(chǎn)效率、生產(chǎn)質(zhì)量的提升，但是就實(shí)際分析來看，許多煤化工企業(yè)并未能夠?qū)ｉT圍繞對(duì)儀表及其自動(dòng)化控制系統(tǒng)制定專門的維護(hù)制度，雖然部分企業(yè)對(duì)于儀表及其自動(dòng)化控制系統(tǒng)的重視度比較高，有一定的維護(hù)制度，但是整體并不完善。對(duì)此當(dāng)下煤化工企業(yè)領(lǐng)導(dǎo)層要提高重視度，從實(shí)際情況出發(fā)，根據(jù)企業(yè)內(nèi)儀表及其自動(dòng)化控制系統(tǒng)的具體情況制定維護(hù)制度，同時(shí)也可借鑒其他煤化工企業(yè)的維護(hù)制度，使維護(hù)制度可以更加符合企業(yè)實(shí)際情況。其次，設(shè)備的故障有大有小，類型多樣，相關(guān)技術(shù)部門要綜合分析，并根據(jù)故障大小、故障類型的不同制定匯報(bào)制度;不僅如此，企業(yè)內(nèi)要加強(qiáng)對(duì)大數(shù)據(jù)技術(shù)的應(yīng)用，通過大數(shù)據(jù)技術(shù)獲取各儀表設(shè)備的常見故障和故障原因，便于及時(shí)幫助分析或預(yù)測(cè)故障問題，從而有助于提高對(duì)設(shè)備的維護(hù)效率。

4.2 提高工作人員專業(yè)素質(zhì)水平

煤化工生產(chǎn)中對(duì)儀表及其自動(dòng)化系統(tǒng)的應(yīng)用非常深入，尤其是各種儀表，有著類型多樣的特點(diǎn)，每一種儀表均有其具體作用，但在應(yīng)用過程中可能會(huì)因設(shè)備因素、人為因素等而導(dǎo)致故障問題，而在其維修工作中，技術(shù)部門工作人員是其中的重要參與者、實(shí)施者，其必須要具備過硬的專業(yè)素質(zhì)和豐富的維修經(jīng)驗(yàn)，以確保能夠在出現(xiàn)儀表故障時(shí)及時(shí)確認(rèn)故障原因并解決問題。對(duì)此，管理部門要重視對(duì)維修人員的專業(yè)培訓(xùn)，可由資歷較老且維修經(jīng)驗(yàn)豐富的工作人員負(fù)責(zé)對(duì)其他維修人員加強(qiáng)培訓(xùn)，并且在培訓(xùn)工作中要注意將理論知識(shí)與實(shí)踐操作相結(jié)合，以便于所有維修人員均能夠提高自身技術(shù)水平;不僅如此，還要注重加強(qiáng)思想政治教育，使得維修人員可以在思想意識(shí)上提高重視度，并逐步去樹立故障防范意識(shí)。各種先進(jìn)技術(shù)一直處于不斷發(fā)展中，煤化工企業(yè)生產(chǎn)中所應(yīng)用的設(shè)備也會(huì)隨之更新，而維修人員也要能夠跟隨技術(shù)的發(fā)展而加強(qiáng)學(xué)習(xí)，如可定期開展培訓(xùn)課堂，組織維修人員學(xué)習(xí)更多有關(guān)儀表及其自動(dòng)化控制系統(tǒng)的新知識(shí)，并且要定期考核，以便于打造出一支具有過硬專業(yè)素質(zhì)的維修隊(duì)伍。

4.3 選擇先進(jìn)且優(yōu)質(zhì)的控制設(shè)備

儀表及其自動(dòng)化控制系統(tǒng)在煤化工生產(chǎn)中的應(yīng)用范圍十分廣泛，但是在實(shí)際應(yīng)用中可能會(huì)因儀表設(shè)備質(zhì)量不佳而引起故障問題，雖然可以通過加強(qiáng)維護(hù)、檢修及時(shí)或暫時(shí)解決問題，但終究有一定的不足。當(dāng)下，儀表及其自動(dòng)化控制設(shè)備的選擇要有科學(xué)性，在采購過程中，采購部門要從企業(yè)實(shí)際出發(fā)，盡可能選擇更為先進(jìn)且優(yōu)質(zhì)的設(shè)備，而且在采購時(shí)要優(yōu)先考慮質(zhì)量、品牌效應(yīng)等，以保障儀表設(shè)備能夠具備良好質(zhì)量，不至于經(jīng)常性出現(xiàn)故障問題而需要維修。

5 結(jié)束語

隨著時(shí)代的發(fā)展，煤化工領(lǐng)域正處于高速發(fā)展階段，并應(yīng)用了許多的新技術(shù)，尤其是在儀表和自動(dòng)化控制系統(tǒng)應(yīng)用后，使生產(chǎn)效率得到了顯著提升，但是通過本文實(shí)際分析來看，各種儀表及其自動(dòng)化控制系統(tǒng)容易出現(xiàn)故障問題，對(duì)此在本文中深入簡單分析了常見故障問題，并提出了相應(yīng)的故障解決方法。還針對(duì)儀表及其自動(dòng)化設(shè)備的問題提出了要完善維護(hù)制度、提高工作人員整體水平等相關(guān)措施，希望可以對(duì)煤化工儀表及其自動(dòng)化控制設(shè)備的穩(wěn)態(tài)運(yùn)行提供幫助。

參考文獻(xiàn)

[1] 劉新偉.煤化工儀表及自動(dòng)化控制系統(tǒng)常見故障原因分析[J].山西化工，2020，40（3）：75-77.

[2] 包曉慧.石油化工自動(dòng)化控制儀表常見故障原因分析[J].化工設(shè)計(jì)通訊，2020，46（9）：35-36.

[3] 李利民，楊勇剛，羅娟麗.石油化工自動(dòng)化控制儀表常見故障原因分析[J].中國石油和化工標(biāo)準(zhǔn)與質(zhì)量，2020，40（21）：34-36.

[4] 胡曉冰.石油化工自動(dòng)化控制儀表常見故障原因分析[J].科技風(fēng)，2021（9）：178-179.

[5] 李旭森.探析焦化廠自動(dòng)化儀表的故障預(yù)防及維護(hù)策略[J].當(dāng)代化工研究，2021（14）：16-17.

[6] 李巖.石油化工自動(dòng)化控制儀表常見故障維修[J].現(xiàn)代鹽化工，2021，48（4）：79-80.

[7] 姜良升.探析儀表自動(dòng)化設(shè)備故障與維護(hù)技術(shù)[J].化工管理，2017（25）：154，192.

[8] 蘇振北.儀表自動(dòng)化控制系統(tǒng)故障與維護(hù)技術(shù)探討[J].中國高新技術(shù)企業(yè)，2016（12）：59-60.