煤化工儀表及自動化控制系統常見故障原因分析

姜任超 潘海林 王凱

[摘? ? 要]隨著現代科學技術的不斷發展，自動化控制系統幾乎已經應用到了所有領域中，其中，煤化工也已經深入儀表及其自動化控制系統的應用。在近年來自動化技術的發展下，煤化工企業的生產中加強了對各種儀表及自動化控制技術的應用，較大程度地提高了煤化工企業的生產效率，并降低了對人力資源的依賴。但是儀表及其自動化控制系統需要長時間運轉，因此也容易因多方面因素影響而出現故障，對此相關管理部門要及時找出故障原因并予以解決，以便于設備能夠正常運轉，保障企業的生產經營。基于此，在文章中便圍繞對煤化工儀表及自動化控制的故障原因進行了深入分析。

[關鍵詞]煤化工企業;儀表;自動化控制系統;故障原因

[中圖分類號]TQ056.1 [文獻標志碼]A [文章編號]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 煤化工生產過程中的常用儀表類型

1.1 溫度儀表

煤化工生產過程中會應用到大量的儀器設備，設備在長時間運轉過程中會產生大量熱量，極有可能會因溫度過高而引起故障，對此必須要通過溫度儀表實時監控設備運行溫度。據調查，當下熱電偶、雙金屬溫度計和熱電阻在煤化工生產中比較常見，其中雙金屬溫度計的應用范圍更為廣泛，該溫度計的感溫元件為熱雙金屬片。另外，熱電阻的原理則比較簡單，應用范圍也較廣，熱電偶的應用原理則是隨著溫度的增加，其電阻也會呈正相關趨勢變化，進而可達到幫助準確測量溫度的目的。

1.2 壓力儀表

設備生產過程中要實時監控內部壓力，需要通過壓力儀表來完成壓力監測工作，其中彈簧管壓力表、一體化壓力變送器、膜盒壓力表等在當下較為常見。例如，彈簧管壓力表，在設備內壓力增加時，彈簧光壓力表內的彈簧會因壓力的增加而變化，以此便可測算具體壓力值。而膜盒壓力表也是如此，其內部的介質會因壓力的增加而發生彈性變形，通過測量盒內介質的彈性變形量便可達到測量壓力的目的。

1.3 液位計

液位計在設備運轉時可以準確顯示液位，并為自動化控制系統提供液位數據，如常見的差壓液位計、雷達液位計、磁翻板液位計、浮筒液位計等。其中浮筒液位計比較常用，能夠通過杠桿原理、阿基米德原理幫助測量液位，但是在應用時有相對較大的誤差。目前在實際的應用中雷達液位計、差壓式液位計最常見。

1.4 流量計

不同于以上幾種儀器，流量計的類型更加繁多，其中最為常用的為超聲波流量計、電磁流量計、轉子流量計等，其中超聲波流量計主要以超聲波對液位信息進行探測，同理電磁流量計則是通過電磁感應定律來完成探測，均可以準確確認具體的流速、流量數據。

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、熱電阻、熱電偶在當下煤化工生產中較為常用，每一種溫度儀表均有其常見故障，詳細分析如下。

對于常用的熱電偶溫度儀表，一般可能會因受潮、絕緣不良、電阻不準確等因素而導致溫度數據測量故障，或者數據誤差大。對此技術人員可根據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，個別情況下可能存在極性接反問題，因此也要重點檢查補償導線和熱電偶極性，避免因該罕見問題而影響溫度計的正常應用。除以上單點熱電偶的常見故障問題外，多點熱電偶的應用范圍也比較廣泛，尤其是在大型反應器中，同時多點熱電偶有較多套管，在其正常工作中也可能會遇見以上故障問題，不僅如此還有一些的單點熱電偶不同的故障問題。例如，常見的測量溫度偏差大，該問題一般是因多點熱電偶有較多的套管，而且套管比較長，在實際應用中容易脫落，因此會導致溫度測量偏差較大，對此需要定期檢測。另外，也可能會因變送器模塊故障出現偏差較大問題，對此首先要檢查套管是否脫落，排除該故障后應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

壓力儀表的應用可以為自動化控制系統實施提供壓力數據信息，系統則可根據壓力數據完成各種自動控制。對于較為常用的彈簧管壓力表，一般其應用壽命較長，技術人員應當定期予以檢查。若出現物理性損壞后可直接予以更換。前文中提到，當下一體化壓力變送器的應用比較廣泛，品牌較多，常見問題有變送器無法讀出毫安讀數、壓力變化無響應、數字壓力變量讀數低等。例如，對于無法讀出毫安讀數，一般需要技術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，對于儀表無壓力變化數值，一般需要檢查變送器的導壓管，若是存在堵塞問題便會影響變送器的正常應用，或者可通過打點測試檢查設備的運行狀態是否正常。最后，對于數字壓力變化讀數低問題，應重點檢測設備的檢驗精度。

2.3 液位計故障

常用的液位計類型較多，如磁翻板液位計、浮筒液位計、雷達液位計等，每一種液位計在實際應用過程中均有其常見故障問題。如磁翻板液位計的應用頻率最高，有著構造簡單、壽命長的優勢，但在實際應用中可能會因浮子上有雜物，導致浮子無法正常浮動、翻轉，一般對于該問題技術人員要定期檢查磁翻板液位計的浮子，并及時清除浮子周圍的雜物，不會卡住。其次，浮筒液位計與磁翻板液位計有相似性，均有較長的使用壽命，但在實際英語中，可能會出現無液位且指示不準確的問題，對此要及時檢查電源、浮筒、變送器等，一般可以通過接通電源、更換浮筒、清洗浮筒內部臟物解決。

2.4 流量計故障

流量計類型主要以轉子流量計、超聲波流量計和電磁流量計幾種比較常用，例如對于轉子流量計，其具有構造簡單的特點，在出現故障問題時多是因轉子和管壁上存在較多的雜物，及時清除便可保障轉子流量計的正常使用;超聲波流量計和電磁流量計比較先進，在常見故障中主要包括流量計無顯示、讀數偏大或偏小等。對于此類問題，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 煤化工儀表自動化設備翅膀件問題的預防工作

3.1 完善儀表分級管理預防工作

煤化工領域內各企業之間的競爭十分激烈，到目前為止已經達到了一個白熱化階段，其中設備的穩態運行是衡量企業綜合實力的重要指標之一，基于此企業在實際工作中應當重視對儀表問題的預防管理。從前文分析可見，儀表常見故障問題較多，引發問題的原因也較為多樣，因此要從以下幾個方面予以實施預防：①企業領導層、管理層要提高對儀表及其自動化控制系統的重視度，深入認識到其重要性和必要性，并對技術部門原有儀表及自動化控制系統的巡查制度進行深入分析，找出其中存在的不足，予以深入優化，使得巡查制度可以更加符合當下實際情況，同時也要幫助提升對儀表設備的全面和及時檢查;②要實施分級管理制度，管理部門要承擔起儀表設備管理的重擔，并優化或設置設備登記制度、班組管理重度等，每一負責儀表設備檢修的班組均要有需要專門負責的部分。若其所負責部分的儀表設備出現問題，則要對責任班組問責，使其可以提高重視度。同時要有相應的監督機制，管理部門可分派幾名管理人員成立監督小組，定期或不定期對儀表設備的運行情況進行抽驗，確保所有班組和技術人員均能夠嚴格按照規范化流程完成設備的檢修工作。

3.2 加強設備使用壽命

隨著各種先進技術在煤化工生產中的應用，不僅有效提高了生產效率，同時也對促進該領域的整體性進步提供了重要推動力。儀表及其自動化系統在煤化工生產中需要時刻保持在運轉狀態，在高強度的應用下必然會使得儀表設備磨損速度加快，甚至使其壽命縮短，基于此當下要重視加強設備的使用壽命。技術部門在每次安裝相關儀表設備時均要仔細檢驗設備的規定使用年限，做好詳細記錄，并嚴格按照技術標準定期予以檢修，同時對于一些已經超過或即將超過規定使用年限的儀表設備要及時更換。其次，儀表設備的應用不僅會因自行運轉而出現磨損，還可能會因天氣、物理、人為等不確定因素影響出現故障，且此類不確定性因素具有復雜性、未知性，更需要加強預防，例如在正式應用相關儀表設備前要對其進行測試，并統計相關數據信息，以此來幫助綜合分析儀表設備的整體質量，幫助預防或預測故障。

4 煤化工儀表自動化設備存在問題的解決對策

4.1 完善維護制度

儀表及其自動化控制系統的應用促進了煤化工生產效率、生產質量的提升，但是就實際分析來看，許多煤化工企業并未能夠專門圍繞對儀表及其自動化控制系統制定專門的維護制度，雖然部分企業對于儀表及其自動化控制系統的重視度比較高，有一定的維護制度，但是整體并不完善。對此當下煤化工企業領導層要提高重視度，從實際情況出發，根據企業內儀表及其自動化控制系統的具體情況制定維護制度，同時也可借鑒其他煤化工企業的維護制度，使維護制度可以更加符合企業實際情況。其次，設備的故障有大有小，類型多樣，相關技術部門要綜合分析，并根據故障大小、故障類型的不同制定匯報制度;不僅如此，企業內要加強對大數據技術的應用，通過大數據技術獲取各儀表設備的常見故障和故障原因，便于及時幫助分析或預測故障問題，從而有助于提高對設備的維護效率。

4.2 提高工作人員專業素質水平

煤化工生產中對儀表及其自動化系統的應用非常深入，尤其是各種儀表，有著類型多樣的特點，每一種儀表均有其具體作用，但在應用過程中可能會因設備因素、人為因素等而導致故障問題，而在其維修工作中，技術部門工作人員是其中的重要參與者、實施者，其必須要具備過硬的專業素質和豐富的維修經驗，以確保能夠在出現儀表故障時及時確認故障原因并解決問題。對此，管理部門要重視對維修人員的專業培訓，可由資歷較老且維修經驗豐富的工作人員負責對其他維修人員加強培訓，并且在培訓工作中要注意將理論知識與實踐操作相結合，以便于所有維修人員均能夠提高自身技術水平;不僅如此，還要注重加強思想政治教育，使得維修人員可以在思想意識上提高重視度，并逐步去樹立故障防范意識。各種先進技術一直處于不斷發展中，煤化工企業生產中所應用的設備也會隨之更新，而維修人員也要能夠跟隨技術的發展而加強學習，如可定期開展培訓課堂，組織維修人員學習更多有關儀表及其自動化控制系統的新知識，并且要定期考核，以便于打造出一支具有過硬專業素質的維修隊伍。

4.3 選擇先進且優質的控制設備

儀表及其自動化控制系統在煤化工生產中的應用范圍十分廣泛，但是在實際應用中可能會因儀表設備質量不佳而引起故障問題，雖然可以通過加強維護、檢修及時或暫時解決問題，但終究有一定的不足。當下，儀表及其自動化控制設備的選擇要有科學性，在采購過程中，采購部門要從企業實際出發，盡可能選擇更為先進且優質的設備，而且在采購時要優先考慮質量、品牌效應等，以保障儀表設備能夠具備良好質量，不至于經常性出現故障問題而需要維修。

5 結束語

隨著時代的發展，煤化工領域正處于高速發展階段，并應用了許多的新技術，尤其是在儀表和自動化控制系統應用后，使生產效率得到了顯著提升，但是通過本文實際分析來看，各種儀表及其自動化控制系統容易出現故障問題，對此在本文中深入簡單分析了常見故障問題，并提出了相應的故障解決方法。還針對儀表及其自動化設備的問題提出了要完善維護制度、提高工作人員整體水平等相關措施，希望可以對煤化工儀表及其自動化控制設備的穩態運行提供幫助。

參考文獻

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

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

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

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

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

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

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

[8] 蘇振北.儀表自動化控制系統故障與維護技術探討[J].中國高新技術企業，2016（12）：59-60.