化工儀表自動化設備及其在生產管理中的運用研究

方仁昌

摘 要：本位圍繞化工儀表自動化設備及其在生產管理中的應用議題進行了探討，從化工自動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，供相關人士參考。

關鍵詞：化工儀表;自動化設備;管理;故障分析

1引言

化工自動化儀表在生產工藝中發揮出十分重要的作用，通過對化工自動化儀表的性能了解以及故障進行分析，更好地制定和采取自動化儀表的維護管理措施，為化工企業的安全高效生產奠定良好基礎保障。

2化工自動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，是一種指示型壓力表，通過彈簧管的彈性變形以及儀表內機芯的轉換促使發生壓力形變，從而以力的形式傳導至指針引起指針轉動，呈現壓力。

2.2溫度儀表

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

2.3流量儀表

轉子流量計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的轉子來對被測流體的流量進行計量，當被測流體從下端流入時，轉子被沖擊產生一個作用力，轉子在力的作用下升高，通過分析轉子在錐形管中的位置高度以及與流量之間的對應關系得到液體流量值大小。轉子流量計結構簡單而且維修方便，能夠適用于腐蝕性介質流量的測量場景中。

2.4物位儀表

物位儀表有多種類型，如電容式物位計、核輻射物位計、稱重式液罐計量儀。電容式物位計的原理是利用電容量大小與極板長度和介質的介電系數之間的比例關系，電極浸入物料的深度發生變化會引起電容量變化，從而間接得到物位變化。核輻射物位計的原理是利用放射源隨著介質厚度呈現出指數衰減這一規律來的量物位變化的，可應用于化工生產中的高溫、高壓、腐蝕性、黏滯性、熔融金屬介質環境的物位測量。稱重式液罐計量儀其原理是杠桿平衡的原理，適用于液相介質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及原理不同。其相同點是能夠對化工工藝生產過程進行信息采集以自動網絡化的形式進行在線傳輸，并實現數據分析和數據存儲的目標，實現了化工工藝系統的在線監控和管理，提高了生產管理的自動化水平。

3化工儀表自動化管理的問題

3.1儀表自身的質量故障

化工儀表在運行過程中因自身質量和使用壽命等因素而出現質量問題屬于儀表自身的質量故障。化工儀表一旦超過使用壽命就會出現材質破碎老化或測量誤差增大的情況。在化工工藝中介質改變時，使用時間長的化工儀表更容易出現自身質量問題，故障發生率變高。在遇到化工儀表出現異常時，儀表自身故障是需要首先排除的問題。

3.2控制系統出現故障

控制系統出現故障有多種表現，如儀表記錄曲線一點變化也沒有，呈現一條直線，或者儀表原來的記錄曲線有波動，但是波動突然終止，這樣的情況很可能是儀表控制系統出現了故障。如果曲線波動但是波動性比原來小，此時不一定是控制系統出現了故障。當化工工藝參數改變時，儀表記錄曲線發生急劇升高或急劇降低，此時也可能是控制系統出現了問題。

3.3化工儀表短路故障

短路故障主要發生在電動儀表中，當儀表導線外絕緣層破損裸露部分接觸，則容易造成短路現象，導致儀表部件故障。如晶體管短路、電容擊穿短路。

4化工儀表自動化管理方法和措施

4.1對化工儀表進行質量性能試驗

對儀表工程質量進行嚴格的儀表性能質量驗收。新更換的化工儀表在正式使用前應對儀表的質量進行性能試驗，所有的性能符合生產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。在長時間運行情況下，儀表在夏季通常會出現溫度升高的過熱現象，增加儀表故障率。技術人員可采用該方法對儀表的性能進行檢測。利用電洛鐵升溫的方式來檢查儀表的可疑區域，檢測儀表故障是否屬于過熱導致的異常。或者采用酒精擦拭儀表可疑部位的方式進行降溫，檢查儀表故障原因。如果采用升降溫的方法后發現儀表故障與過熱故障的現象表現相吻合，則很可能是因溫度變化而導致的儀表異常。

4.3觀察敲擊法

對于一些因超負荷工作而引發的元件灼燒故障或出現元件短路燒毀的故障，技術人員可用肉眼進行觀察，配合觸覺嗅覺來判斷是否儀表出現故障并找到故障的原因。對于一些儀表性能時好時壞的情況，很可能是線路接觸不良造成的。對此技術人員可采用敲擊法，觀察是否在敲擊的條件下出現儀表停機等運行信號異常的情況。結合電源啟閉來判斷儀表的故障原因。

4.4對比法

在難以確定儀表異常的原因時，技術人員可采用對比法來進行故障檢查。取與可疑儀表的型號、性能相同的正常儀表進行對比試驗，讓兩臺儀表在同樣的生產工藝條件下運行，觀察兩臺儀表檢測到的信號是否一致，繼而判斷是否可疑的儀表出現了故障。

5結語

在化工生產工藝中，化工儀表的管理工作對生產安全、生產成本和生產效益息息相關。為了更好地的確保化工儀表自動化管理水平，除了從化工儀表的類型及性能機理方面進行了解和熟悉以外，還要從故障分析方面進行強化，不斷總結化工儀表自動化設備故障的類型和成因，積累更多的有效數據，完善化工儀表的維修方案和故障解決策略。此外，化工企業應優化儀表設備檢修養護制度和操作規程，提高生產使用人員的使用規范性，盡可能降低儀表設備的故障發生率，降低維修成本，保障企業的生產安全和生產效益。

參考文獻

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