化工生产装置现场仪表的管理与维护分析

2022-05-08马永洁

现代工业经济和信息化 2022年3期

李栋，马永洁

（1.陕西陕化煤化工集团有限公司电仪分厂，陕西渭南 714100；2.陕西煤业化工技术研究院有限责任公司华州分公司，陕西渭南 714100）

引言

近年来，随着新技术与传统化工监测的不断融合，有力地推动了化学仪表的发展。可编程控制器的引入大大提高了设备和仪器的智能自动化程度。化工生产装置中现场仪表不合理的管理方式，不仅会缩短仪表的使用寿命，还会增加仪器停机的次数，甚至会导致严重的生产事故发生，给企业财产安全和员工的人身安全带来风险，导致企业出现经济风险。

1 化工生产装置现场仪表种类及功能

化工生产装置现场仪表主要是为了实现设备检测以及工艺流程的运行参数，主要包括压力、温度、液位和流量等，测量值直接显示在仪表盘或电子显示屏上，从而确保在线实时监控，通过中央数据平台收集和整理各生产单元的现场仪表数据，有些装置也需要手动操作。数据采集后，将数据传输给反应器，以适应工业生产中不同反应产物的输入量以及反应环境条件，通过既定的程序以及控制方式，对变量的变化趋势和控制方式进行合理切换[1]。按照规定的控制程序和手段进行处理。生产装置仪表分类方式有多种，根据实现方式分类，可分为三种类型：字幅图像式、数字式和模拟式。

随着仪表行业的快速发展，越来越多的现场仪表被用于生产设施，其使用功能也逐步提高，基本实现化工生产大部分参数的实时监控和设备运行参数的控制，仪表设备实际投入应用也越来越符合标准规范，未来发展阶段，下一步将是生产装置现场仪表向智能化、自动化方向的进一步发展。化工生产中最常用的仪器是检测仪表和控制仪表。决定化工仪器性能的关键参数主要有准确度、灵敏度、稳定性、可靠性和复现性。因此，在生产装置现场仪表管理和维护中应特别注意以上五个方面，以确保仪表的功能要求能够满足实际生产要求。

2 化工仪表常见故障

2.1 仪表短路故障

在化工仪表的实际检测过程中，最常见的就是短路问题。其中热偶短路故障最多，主要是由于化学仪表接线发生位移、虚接等问题，或仪表被腐蚀而不能正常工作。而且，仪器长时间运行后，肯定会出现过热现象，如果热量超过装置的设计要求，就会导致短路故障，最终使化工生产受到影响无法正常运行。

2.2 漏电流影响

如果多个信号传输回路都装设在同一传输通道，则会因线路绝缘老化而出现漏电故障，从而对周围信号强度产生影响。在某些基于电源系统的测量装置和执行系统中，信号传感器会发生漏电并连接到带电体，现场端根据电源电压提供电力供应，在某些情况下，电源和信号线之间可能会发生短路，烧毁设备。

2.3 高压电磁

对于化工仪表周围存在高压设备和化学仪器的，干扰电压通常因输入电路中分布的容量导致。由于高频干扰，最终在输入电路的感应和冷凝环境中会出现触点的开关效应，当触点开关启动后会产生电火花，这是影响触点电路可靠运行的典型高频干扰源。事实上，大多数化学测量仪器都是在低频模式下工作，实际效率有限，因此不会受到太大的影响。

3 现场仪表的管理与维护措施

3.1 熟悉各类仪表性能

为了提高生产装置现场仪表的性能，充分发挥维修管理的有效性，有必要全面知晓仪表的工作原理、具体性能、内部结构、使用注意事项、易损件等，这样才能有效分析实际设备故障问题以及设备升级的相关问题，从而精准优化设备。为了有效控制设备故障程度，尽量减少故障造成的损失，工作人员必须掌握不同仪表的性能。在实践中，由于主观经验的影响而导致错误损失的现象并不罕见，因此，在具体工作中必须遵守不同设备的操作说明，避免人为因素造成的影响。以控制阀的故障问题为例，在出现此类故障的情况下，维护人员必须完全熟悉处理方式，能够应用标准的检测方式进行故障排查。由控制阀原因导致的故障，在维修之前必须关闭控制阀[2]。只有在维修完成后，才能将控制阀重新安装到系统中。

3.2 落实仪表日常检查工作

尽管许多化工企业使用大量自动化仪表，定期将化工生产装置的测试数据发送至主控制室，但设备和管道故障后，信息传输就会严重受阻，将严重影响员工对化工生产单位实际情况的了解和控制，并大幅度降低决策的准确性。化工企业应聘请专人定期检查现场设备和仪表，详细记录不同仪器的实际使用状况以及运行状况，从而保障当故障发生时有基本的数据依据，并了解设备的日常运行，有效降低事故风险。日常校准的主要目的是解决设备实际工作中存在的测量误差，实现行业规范标准化。在生产过程中，化工企业根据相关行业要求和规范，定期对仪器设备进行检验，以确保测量仪器的数据准确性。现场校准结果必须结合实际工作，如果现场仪表误差较大，则应及时纠正并查明出现误差的原因，并快速上报。如果出现故障，那么设备必须由计量检测部门进行校验。现场仪表故障判断流程如图1 所示。

图1 现场仪表故障判断流程图

严格执行化工生产装置仪表的日常维护管理标准，有效监督日常维护质量，避免发生仪表故障、记录错误数据，影响化工生产的顺利进行。如果未正确调整化工生产装置的运行参数，将导致装置故障，缩短化工生产装置的维护周期，增加装置的维护频率，增大企业的维护成本，降低经济效益。

3.3 控制仪表使用温度

化工生产装置的现场仪表必须按照规范标准完成设备运行工作，由于化工生产过程耗时长，生产环境恶劣，如高温、高压等，仪表设备必须在此环境中长时间工作，会超过使用规范条件，必然导致测量精度降低。根据设备使用环境的要求，相关单位应尽可能保持环境干燥。仪表设备如果需要安装在室外，最好选择容器外侧或高平台环境，以防止仪器长期暴露在阳光下。高温下，阀门必须充满油润滑脂，正常开启和关闭是检查的另一个重要方面。夏天，要注意防暑降温和防雨。冬季，防冻措施是现场设备维护的重要工作。此外，化学生产资料的校准和标定应按照固定时间进行，还要重视定期排水。仪器的长期工作必然会受到周围环境或者管路内部介质污染，污染问题也将会导致实际仪表测量数据准确性下降，建议化工企业定期进行设备的保养工作，避免仪器外部零件过度磨损或发生腐蚀问题，才能增加仪器的寿命。如果生产环境恶劣或杂质较多，可相应缩短清洁时间间隔。

3.4 掌握现场仪表操作方法

测量数据的准确性直接影响化工生产的质量，为了有效保证化工生产装置中现场仪表的正常工作，有必要对仪表的工作原理、结构、常见误差和性能进行了解，并学习仪器故障诊断和维护的相关专业知识，确保仪器出现故障能够及时处理。仪表的实际应用中，必须按照说明书要求的规范标准进行操作，防止出现妨碍仪表正常运行的故障[3]。现场仪表设备应根据其性能进行维护及保养工作，以延长其使用寿命。如果仪表在使用过程中发生故障问题，应按照规范标准的检修程序进行适当的检查和维护，如果控制阀发生故障，在明确控制阀的故障主要是由控制阀失灵引起时，必须先关闭控制阀，再对相应的控制阀进行检修，最后将控制阀连接到系统上。

3.5 培养专业仪表管理维护人员

化工厂的现场仪表管理必须涵盖多个方面，并且实际需要管理的仪表数量很多，因此，需要管理人员具有高度专业技术能力。首先，化工企业应认识到专业化管理对化工生产的重要性，对工作人员定期培训相关知识和技能，培训内容必须符合实际工作需要，管理培训可以结合绩效考核业绩，才能实现工作人员专业素养的提升。其次，仪表管理工作人员应时刻保持认真负责的工作状态，不断学习管理专业技能和现场仪表相关管理知识，还要定期进行巡检，对工作进行定期总结，不断提高个人专业素质水平。最后，化工企业应建立适当的奖惩制度，提高管理者的工作积极性。在合理的范围内提高工作人员薪酬待遇，定期组织业务培训，建立一支高素质、专业化的管理和维护团队。