儀表設備在催化劑生產中的故障分析

劉文

摘 要：煉油催化劑的制備大致采用如下的某些單元操作：溶解、沉淀、凝膠、浸漬、離子交換、洗滌、過濾、干燥、混合、成型和還原等。催化劑的制備通常由以上單元操作組合而成的，其中沉淀法、浸漬法和離子交換法在煉油催化劑的制備中應用較為廣泛。

關鍵詞：儀表設備；催化劑；故障分析

煉油化劑制備涉及到的工藝介質包括酸、堿、氨等腐蝕性較強的介質，現場的工藝條件也較差，生產過程中存在膠體、固體、粉體等各種類型的介質，生產所用到的儀表種類繁多，性能要求高。根據生產工藝需要適當地選擇所需儀表，不僅可以較好的服務于催化劑生產，提高產品的產量和質量，同時也能提高生產過程的自動化程度，降低工人的勞動強度，降低生產成本。

1 儀表設備在催化劑生產中的使用環境

由于化工生產的管道化、流程化、集成自動化等特點，工藝控制與儀表設備關系密切，生產過程中操作員通過控制儀表設備實現工藝參數的最優化控制，如原料的成分、反應溫度、壓力、物料流量、罐的液位等從而保證工藝生產的產品質量最優，通過控制儀表指示進行加量或減產，甚至開停工。

催化劑生產過程中用到的儀表種類繁多，大體上可以分為六大類：溫度、壓力、流量、液位、分析、報警，前四類使用量大，也是最容易出現故障的儀表設備。

催化劑工藝介質以酸、堿、氨、硅膠等腐蝕性較強的化工產品和粉塵為主，對儀表設備要求較高，一些誤操作對儀表設備損害也比較大，使得這些儀表設備實際使用周期要短于其理論使用周期。

催化劑生產的現場環境惡劣，工藝介質以固體漿液、粉體為主，儀表使用受限較多，也較為容易出現故障。例如單法蘭液位計經常會被膠體介質所覆蓋，儀表本身沒問題，卻出現液位測量不準的現象；溫度測量非儀表設備原因較多，爐膛由于爐桶體沾灰多，導致測量準確，但不能反應物料真實溫度，反應器溫度套管結垢較厚，導致測量不準。儀表設備常年暴露在酸堿環境下，一些現場儀表被緩慢腐蝕，甚至于一些室內二次表也受到影響。

催化劑生產品種繁多，要不時的更換品種，改變工藝條件，調整工藝參數，這個過程涉及到儀表需頻繁動作或者設定參數，使得本應可以使用更長時間的儀表設備因過度使用而容易產生疲勞損壞。

2 儀表設備可能發生的故障分析

催化劑生產中要想生產出質量合格活性好的催化劑就必須在生產過程中嚴格按照指令單控制各個工藝參數，其中又以溫度、壓力、流量、液位為最常見的控制參數。這幾個參數在催化劑生產中尤為常見，使用的儀表設備也是最多的幾大類。下面就常見的幾類催化劑儀表設備故障情況進行分析：

2.1 溫度控制儀表系統故障及處理辦法

溫度控制儀表由于常采用電動儀表進行測量、顯示、控制，因此測量值往往滯后于真實值，在對溫度控制儀表進行故障分析過程中，要考慮該類儀表本身的特點。

溫度儀表系統本身故障，如：a.指示值突然變到最大值或最小值，此類故障常見于熱電阻、熱電偶，當變送器放大器失靈或補償導線斷線也會出現該類故障。b.指示出現大幅波動，可從工藝操作變化引起和儀表控制系統本身進行故障查找。

溫度儀表系統出現控制失靈，可通過如下步驟對故障進行查找：a.對現場溫度進行檢查判斷現場溫度是否正常：檢測原件輸出信號是否正常；b.查信號線是否正常；c.確認溫度是否帶溫度變送器，確認溫度變送器正常；d.檢查閥門本體是否正常，方法如下：把溫控體系甩開，設置為手動模式，閥門動作正常則無問題，閥門動作異常則檢查以下方面：信號是否到現場；現場氣源是否壓力足夠；閥本體是否漏氣，閥芯是否卡住。e.查定位器是否損壞，現場溫度及閥門正常則查控制系統，在手動情況下閥門動作正常，設定為自動控制模式，溫度波動大則是PID參數設定問題。

2.2 壓力控制儀表系統及處理辦法

當PID參數沒調節好時壓力控制系統儀表指示出現快速震蕩波動，先檢查是否是操作的原因引起的波動，當排除操作原因時需對操作和調節器PID參數進行重新整定。

當壓力測量系統出現故障時，壓力控制系統顯示出直線無變化的情況，稱為“死線”，在排除現場測量引壓管部堵塞的情況下，可查控制器測量指示系統控制是否正常。

2.3 流量控制儀表系統故障及處理辦法

流量控制儀表主要故障及處理方式如下：（1）DCS無流量指示，故障原因和方法如下：a.可能現場傳感器接線松動，可檢查線路重新接線；b.可能現場變送器未送電，檢查電源和保險是否正常；c.介質流動方向是否與傳感器標示箭頭一致，可重新安裝或改變流向設置。d.管道中未充滿液體，可改變管道或安裝位置。（2）零點不穩定，故障原因和方法如下：a.流體中有氣泡，可在傳感器上游安裝除泡裝置。b.接地不良，可檢查接地。c.附近有強磁干擾，可屏蔽儀表或遠離干擾。（3）流量指示不準，故障原因和方法如下：a.參數設置錯誤，重新檢查設置參數。b.零點不準，重新調零點。c.電極臟污，清洗電極即可。

當流量控制儀表系統指示值波動較頻繁時，控制設置為手動調節模式，如果波動仍較大則是工藝操作方面的原因，如果波動降低則是PID設置不合理或儀表本身故障。

2.4 液位控制儀表系統故障及處理辦法

液位控制儀表故障表現為：液位控制儀表系統流量指示突然變化為最大或最小值。先查現場檢測儀表是否正常，若正常則將控制設置為手動調節模式；看液位變化當液位穩定在一定的范圍則故障在液位控制系統；如液位不穩，則從工藝方面查是否是由于工藝系統造成。

差壓式液位控制儀表指示和現場直讀式液位指示對不上時，若現場直讀式液位指示正常，則可能是差壓式液位儀表負壓導壓管封液滲漏，若滲漏可以重新灌入封液，調零點。若無滲漏則為差壓式液位控制儀的負遷移不對，需重新調整遷移量，直至儀表顯示正常。

當液位控制儀表系統指示值波動較頻繁時，要根據分析液面控制對象的容量大小查找故障原因，當容量大時一般是儀表故障造成，當容量小時先分析是否是工藝操作情況變化造成，如沒有變化則是儀表故障造成。

3 結束語

在實際生產中，正確快速地判斷并排除儀表設備系統的故障，是保證生產產量和質量的前提。通過對實際生產中遇到的問題進行分析，儀表設備系統故障通常有三個方面的原因：第一，儀表設備本身的故障，此類故障只需對儀表故障點進行維修或者更換故障元件即可解決問題；第二，生產工藝改變引起的儀表設備失靈或指示不準，此類故障由工藝人員配合儀表人員查找工藝原因，然后對工藝進行適當調整或者排除工藝干擾，當工藝參數在儀表允許的測量值范圍之內時儀表能正常工作則儀表設備正常；第三，設計安裝不合理，當儀表設備本身沒問題，工藝參數也在允許的范圍內時儀表仍然不能正常工作時，有可能就是儀表設計選型或者安裝位置不合理造成的，此類故障一般通過重新選型或者重選安裝位置都可很好的解決。

參考文獻

[1]厲玉鳴.化工儀表及自動化（第3版）[M].北京：化學工業出版社，1999.

[2]中國石油化工集團公司人事部.催化劑制造工[M].北京：中國石化出版社，2010.

[3]李岳君，余立輝.煉油催化劑生產技術[M].北京：中國石化出版社.2007.