石油化工行業自動化儀表故障處理探討

邱錦

新疆培訓中心 新疆 克拉瑪依 834000

隨著石油化工企業快速發展，不僅對我國的國民經濟發展起到了良好的推動作用，也讓人們的生活質量水平有了十分顯著的提升。隨著石油化工企業競爭的不斷加劇，加之國內不少石油化工企業不斷擴大的發展規模以及不斷提升的科技水平，使得我國石油化工企業的自動化水平與國外發達國家之間的差距也越來越小[1]。其中，作為石油化工行業中新型煉油廠運營過程必然要運用到的技術裝備，自動化儀表對石油化工企業生產過程的幫助更是不可或缺。因此，為維護行業的發展和諧及穩定，石油化工企業實有必要針對自動化儀表展開革新，以此在促進石油化工企業自動化水平的再度提升同時推動石油化工行業更加穩定健康地發展。

1 石油化工行業檢測執行儀表概述

石油化工企業生產過程涉及到眾多自動化儀表的使用，如壓力、溫度、流量、物位儀表等。而上述儀表分別對應著不同的工作，諸如流量儀表主要是在檢測橫截面與單位時間內的流量；而壓力儀表監測壓力情況，目的便是為了能更好的控制與監督生產過程，且不同監測對象所使用的壓力儀表類型也有所差異，而目前最常見的壓力監測儀表主要有彈性式、液柱式以及活塞式三種；物位儀表的具體作用則是檢定被測物質特性；溫度儀表除了監測現場的設備及環境溫度外，也包含了管道的內部介質溫度[2]，這也是最為重要的監測點之一。

1.1 溫度儀表

確保管道內介質及現場生產溫度在合理范圍是保障企業安全生產的首要任務，這是因為石油化工企業生產所運用到的原材料本身具有一定的特殊性，倘若溫度不適宜便極易引發各種事故。通常情況下，對于石油化工企業生產設備溫度的控制需保持在-200～1800℃之間。此溫度范圍自然不能以人力測試，這便需要運用多種特殊的測溫儀器。當前，最常見的溫度儀表主要有三種，分別是熱電阻、雙金屬溫度計以及熱點偶[3]。其中，因熱點偶與熱電阻不僅可直接與DCS相連，且在與溫度采集儀器內便能完成環境溫度的監測，故在運用范圍上較之雙金屬也更為寬泛，加之如今的現場總線技術也愈發成熟，故對溫度變動器的發展而言也創造了更為廣闊的空間。

1.2 壓力儀表

在整個石油化工企業的生產過程中，壓力同樣與生產安全有著極為密切的關聯，做好壓力控制亦是保證石油化工企業生產安全所不容忽視的重點。通常情況下，石油化工企業的生產過程需要將壓力控制在300MPa左右，壓力過高或過低均可能導致安全問題的發生。所以為了有效保證測量的精確度，便需要在生產過程中根據這些儀器設備的工作原理，如變動器、壓力傳感器、特種壓力儀表的脈動介質、粉狀、高溫介質、黏稠狀、易結晶介質等進行測量[4]。其中，彈性式、液柱式和活塞式是石油化工生產過程中所使用的自動化儀表中較為常見的幾種類型。

1.3 物位儀表

液位測量方式是當前石油化工企業生產過程中常用的一種方式，能夠有效保障測量的精確度，深入了解被測物質的特性關系。其中，浮力式儀表就主要采取的是一種液位測量方式。因此，當壓力與壓差呈現出不同的情況時，物位儀表所測量的方式也就不盡相同，具體包含了靜電、雷達、超聲波、矩陣渦流、直讀、點接觸、浮力、重錘磁致伸縮、電容等多種方法。而就以上測量方法而言，最能確保測量精準度的當屬磁致伸縮式，故該方式在石油化工生產中的應用也最為廣泛[5]。

1.4 流量儀表

石油化工企業于日常生活中需要搜集大量的信息數據，而其中的絕大多數又與流量參數有關，諸如溫度、液位、壓力等。而確保以上參數測量的精準度，方能為石油化工企業的安全生產提供最基礎的保障。以此，對于流量儀表的選用也必然要遵循穩定、精確的原則，確保所獲得之數據皆為最準確可靠的數據信息，如此方能最大限度保障石油化工企業的生產安全并維護企業的穩定發展。

2 石油化工行業自動化儀表故障分析與處理措施

2.1 流量檢查儀表故障分析及處理

通常流量指示會出現結果不正常的情況，如指示的數值偏高或者是偏低的現象。當流量控制儀表系統的指示值處于最小的情況時，便需要積極做好現場檢測儀表的檢查工作；如果當流量控制儀表系統所指示值在正常情況下的時候，便可以確定顯示儀表發生了故障；當現場檢測儀表的指示數值處于最小的情況時，便需要檢查調節閥的開度。這時當調節閥的開度處于正常的狀態下的時候，此類故障可能由系統壓力不足、系統管道堵塞、泵故障、平均結晶和操作不當引起；針對儀表方面所發生的故障就很可能是因為正壓引壓導管堵塞而導致孔板差壓流量計出現差異。同時，差壓變送器還會出現正壓室泄漏的情況；機械式的流量計則主要是因為齒輪卡死或者是過濾網堵塞等原因所造成的。

當流量控制儀表系統的指示值處于最大標準的時候，檢測儀表的數值也會處于最大的狀態。這時便可以通過手動遙控的方式來將調節閥開大或者是關小。如果當流量降下來的時候，便可以判定為是一般工藝操作不規范的原因而造成的；當流量值降不下來的時候，便可以判定是儀表系統的原因所造成的，所以這時便需要檢查流量控制儀表系統的調節閥是否存在動作；檢查儀表測量引壓系統是否處于正常狀態；檢查儀表信號傳送系統是否處于正常狀態。

流量控制儀表系統的指示值如果出現頻繁波動的情況時，便需要將自動控制的狀態改為手動控制；當流量控制儀表系統惡毒指示值的波動處于減小的狀態時，便可以直接判定儀表方面與儀表控制參數的PID存在不合適的情況。這時如果依然出現頻繁波動的情況時，便可以直接判定是工藝操作的因素所造成的。例如，以用于分析的電動差壓傳感器為例，儀表維護人員必須首先向工藝人員了解設備發生故障時的情況，再分析這些故障發生時的原因。

2.2 物位檢查儀表故障分析及處理

當液位控制系統的指示值變為最大值或最小值時，可以檢查檢測儀器的值是否正常。當指示值處于正常狀態時，液位控制可直接更改為手動遠程控制，再認真觀察一些液位的變化情況；當液位的數值穩定在標準范圍的時候，便可以直接判定液位控制系統為故障發生的主要位置。如果穩不住液位的時候，便可以直接從工藝方面來分析造成這種故障的主要原因。

差壓式液位控制儀表。如果差壓監視器上顯示的值不匹配，便需要做好直接讀數儀表的檢查工作，認真分析各項數值是否正常。當儀表上所指示的數值處于正常的狀態下的時候，便可以檢查壓式液位儀表的負壓導壓管封液是否發生了滲漏的情況。一旦有滲漏的情況發生的時候，便需要重新進行灌封液，再調零點；當無滲漏的情況發生的時候，便可以判定是儀表的負遷移量不對，這時便需要重新調整遷移量，讓測量儀表的指示處于正常的范圍。

一旦液位控制儀表系統上面所顯示的數值頻繁波動的時候，則應該全面做好液面控制對象的容量分析，全面判斷故障發生的原因。當容量大的時候，便可以判定是儀表故障所造成的；當容量小的時候，則需要對工藝操作情況是否發生了變化進行分析，這時一旦發生了變化，其非常大的一個可能則是因為工藝問題所造成的。如果指示數值尚未發生任何變化，這種情況便很可能是因為儀表存在故障而引起的。例如，通過以電動浮筒液位變送器為例進行分析，一旦有液位指示不正常的情況時，如出現偏高或者是偏低的情況，則需要先了解自動化控制儀表的工藝狀況和工藝介質，清楚被測對象為精餾塔和反應釜、儲罐、反應器。然后，再通過合理應用浮筒液位計來對液位進行測量，需要同時配備玻璃液位計。因玻璃液位計的顯示非常直觀，這時工藝人員便可以使用現存的玻璃液位計來作為重要的參照標準，由此更加準確地判斷出電動浮筒液位變送器的指示是出現偏高的狀態還是偏低的狀態。

2.3 壓力檢查儀表故障分析及處理

壓力檢查儀表故障通常會導致容器的壓力指示值出現以下三種狀況，分別是指示值偏低、指示值偏高以及指示值不變化。而要排除此方面故障，需首先確定被檢測物質的具體狀態。在確認被檢測物質是氣體、液體或是蒸汽后，針對不同狀態的被檢測物質，所采用的故障處理方法也有所差異。至于具體的排障過程則需遵循以下原則：①若壓力控制系統儀表始終處于不斷振蕩的狀態，而導致該現象出現的原因通常是因工藝操作不到位或是PID參數整定不合格所導致，故需檢查相關作業的各項操作是否出現變化；②在整個工藝操作中，壓力控制系統儀表的壓力值始終沒有發生變化，這時便需檢測壓力控制系統儀表所指示數值是否出現了死線。而在確認了壓力控制系統儀表是因出現死線而不發生變化后，需要檢查引壓管導系統是否被堵塞。倘若并為發生堵塞現象，則需對壓力變送器的輸出系統進行全方位檢測，以此判定故障是否是在控制器測量指示系統內發生。

2.4 溫度檢查儀表故障分析及處理

如果溫度指示值超出了正常的范圍，如出現偏高、偏低或者是不變化的情況時，則可以考慮到溫度方面的異常無法以人力完成監測，故需借助溫度控制儀器來加以控制及測量。

當整個溫度儀表系統的指示值的數值處于最小的狀態或者是達到高峰的時候，便可以直接判定為是儀表系統的故障。此故障通常是因溫度儀表系統測量的滯后性所引起，加之此番變化通常也不會在一瞬間產生。因此，導致故障發生的原因極有可能是某一截線路或某一設備失靈所導致，諸如熱電偶、熱電阻、導線斷線等；而若溫度控制儀表系統在指示數值時出現了快速振蕩的狀況，通常便是因參數PID調整不恰當所致；通常因工藝操作過程中不規范，則會導致溫度控制儀表系統內的數值在波動時的幅度較大，或者是波動狀態較為緩慢。如果當工藝操作并未發生變化的時候，則可以發現是因為儀表控制系統自身出現故障所引起的。

針對溫度控制系統的故障，排障過程需要遵循以下原則：①確定是否是因調節閥出入信號變化而引發故障。當輸入信號尚未出現變化的情況時，通過調整調節閥動作調整，分析調節閥膜頭、膜片是否出現漏的情況；檢查故障是否是因調節閥定位器輸入信號變化所導致，而此時的輸入信號是不會發生變化的；一旦輸入信號發生變化，便可以判定為定位器發生了故障。這時便需要分析定位器的輸入信號是否出現了變化，再檢查調節器輸出是否存在變化，如調節器的輸入尚未發生變化，而輸出卻發生了變化的情況時，便可以直接判定為是調節器本身發生了故障。這時便可以熱電偶作為測量元件來進行說明。

首先，應該對工藝操作的情況、被測介質的情況、儀表安裝的位置，以及到底是氣相還是液相，均可以通過向工藝人員詢問來了解。這樣整個石油化工企業在正常生產過程中發生故障，則可排除以下原因，包括新安裝的熱點偶、補償導線極性接反、補償導線不配套以及熱點偶不配套等。

2.5 簡單控制系統故障分析及處理

通過將自動化儀表合理的應用到石油化工行業中，其控制系統常常會出現不穩定和輸入信號波動大的現象。因此，為了有效避免整個石油化工企業的生產效率受到影響，便需要及時進行判斷，并針對實際情況采取處理措施。通常在這類故障的處理過程中，則需要對整個控制系統的構成成分有全方面的認知和了解。例如，通過以流量控制系統為例來進行分析，便要求保運人員對流量控制系統中所涉及到的單回路調節器、帶電氣閥門定位器、氣動薄膜調節閥、電動變壓變送器等組成成分有一個全面的了解，有了清晰的認知，才能夠在分析各部門故障時合理采取排障措施，以此保證工藝介質的合理性，優化工藝流程和流量類型，讓介質始終保持在良好的狀態中。

3 結束語

通常石油化工企業在日常生產過程中會受到多種因素的影響，從而造成石油化工自動化儀表在應用時出現各類故障，讓石油化工企業的生產效率受到嚴重的影響。 面對這種情況，需要加強對石油化工自動化儀表的故障進行分析，并采取針對性的處理方法，才能夠有效減少因故障問題對石油化工企業所造成的經濟損失，從而有效保護整個石油化工行業的運行效益。