石油化工行业自动化仪表故障分析及排除探讨

2023-01-02张建华

中国设备工程 2022年2期

张建华

（新疆油田公司百口泉采油厂，新疆克拉玛依 834000）

随着科技的持续发展，国内石化行业的自动化水平开始有了明显的增长，如今，该行业所使用的自动化仪表种类日益丰富，常见的包括流量、温度、压力等仪表。受多方面原因的影响，这些自动化的检测设备在日常使用环节容易产生不同方面的故障，对此，自动化仪表检修人员应全面掌握仪表的操作流程和工作原理，对其故障根源进行准确判断，并在更短的时间里对其故障进行排除，从而及时完成生产恢复，提升生产效率。

1 石油化工行业中自动化仪表的应用

（1）压力仪表。压力控制在对整个石化生产领域起到关键性的功能，在安全生产状态下，这类仪表的压力，通常不能超过300MPa。如今，石化公司所运用的压力仪表，涉及三大种类，即液柱式、活塞式、弹性式检测设备。

（2）温度仪表。石油化工企业的加工和生产厂房主要使用温度仪表对管道温度和现场设备温度进行监测，最低温度要超过-200℃，最高要控制在1800℃内。随着总线技术持续发展，温度一体化控制系统将会得到进一步的发展和完善。

（3）流量仪表。流量仪表分为质量流量、气体流量、体积流量等，共同构成了石化企业重要基础流量信息。所以，石油化工企业要逐步提升流量仪表的精准程度，在对流量进行考查之际，需要遵循稳定与优化规则，为了保证流量仪表在单位时间里精准地获得流体体积数据，需要增加压力和温度补偿数据。这样流量数据才能为石油化工企业提供重要决策参考的信息。

（4）物位仪表。根据测量方法的不同，物位液位计又可以进一步分成连续与定点测量两大类，后者就是对物体是否处于特定上下限区间，或者说，处于某个范围，为此，又可以将其称作物位开关。连续测量模式主要是指能对变化的物位情况进行持续不间断的测量。

2 石油化工行业自动化仪表主要故障及排除

（1）压力仪表常见故障及排除。如果容器中的压力读数过高或者过低，此时需要对其中介质进行区分，了解是气体还是液体，进而对该仪表工艺过程进行科学控制。首先，如果指示仪表频繁出现波动和振荡，需要对工艺操作是不是产生改变进行查阅，分析其动态问题是因为工艺调节存在局限性，还是因为PID参量没有科学的设定。其次，如果压力指示表发生死线情况，在有关工艺操作进行了调整，然而，压力指示值尚未产生其他改变，此时，该故障对应的就是测量系统产生了相关问题，需要对导管系统进行检测，查看是不是被拥堵，如果正常，就需要对变送模块的输出系统进行检测。

（2）温度仪表常见故障及排除。首先，该检测设备读数过高或者过低，这主要是该检测设备产生故障，这类系统的测量具有滞后性，很难出现突然性改变，该种情况下，主要是热电阻、变送器或者热电偶等部件产生了故障。其次，这种检测设备的指示值出现了缓慢较大的波动，这主要是因为工艺设计存在局限性，如果没有异常，那么就是控制系统有了严重问题。最后，如果温度仪表出现自身故障，需重点做好下面几项工作：第一，对仪表本体阻值等信息的动态改变进行认真测试，如果该信号没有产生明显改变，但是温度显现输出有了没有的变动，意味着仪表本体有了故障。第二，对检测设备本体毫安电流值信号录入的动态改变进行检查，若是没有产生动态的输入信号，意味着该仪表的变送器内部电子元件烧坏；第三，对温度检测设备信号输入卡件通道的动态改变进行检查，如果在未改变输入信号的情况下出现了输出信号的变化，则说明DCS系统卡件的通道出现了故障。

（3）流量仪表常见故障及排除。若是这个检测设备的显示最低值，那么需要对检测设备的电源情况进行检查，如果一切正常，那么就是显示器产生故障。该装置形成故障的主要因素体现在：机械式流量计齿轮被卡、滤网被堵；导管出现拥堵；正压室产生了渗漏等。如果现场检测设备也展示了最小值，那么需要对阀开度进行相应的调节，若是该参数为零值，则基本上可以判断调节器至调节阀这一段产生故障。如果现场与流量控制设备，都显示的为最小值，而且调节阀开度没有故障，那么就很有可能产生管路拥堵，缺乏压力，介质结晶等。

（4）物位仪表常见故障及排除。当液位控制仪表显示最小值或最大值时，应先查看检测仪表正常与否，若检测仪表显示正常，可通过手动相关工艺调节阀对液位进行调控，查看液位相关变化情况。如果液位在相应范围之内进行稳定，意味着液位的本身有了相应故障，如果液位计数值出现相应变化，意味着工艺系统有了相应故障，需要对工艺层面的问题进行查找。在现场直接读取相关磁浮检测设备与差压式液位控制设备在读数上存在着不同，此时，需要对前者进行检查，确保其正常，然后再对后者是不是出现了负压导管渗漏问题进行检查。如果有了渗漏问题，就需要对其进行重新封灌，完成零点调整。若是没有发现有渗漏，就需要对零点负迁移量进行检查，如果该指标有问题，应对迁移量进行重新调整，直至仪表显示正常。

3 石油化工行业自动化仪表故障的预防策略

（1）优化仪表设计。在仪表设计过程中，不但要考虑仪表的功能性，也要考虑仪表的实用性，使得石化公司对生产工艺技术改变后，自动化仪表仍能继续使用。为此，对海内外先进技术进行积极引入，持续改善该仪表的质量。与此同时，仪表设计人员不能仅注重仪表的经济效益，更应关注市场需要。在设计自动化仪表前，要对石油化工市场进行行情调研，确保设计出的仪表能够真正在生产实践过程中发挥实效，适应生产实践的需要。此外，设计人员还应树立整体观念，不仅要对仪表核心模块进行严格设计，还应对小部件的设计做到认真负责，确保自动化仪表能够在运行过程中保持整体协调，实现高效稳定运行。

（2）做好技术管理。一是强化质量检测。石化公司要对自身仪表的质量检测给予强化管理，在对仪表进行采购之际，还需要按照诸多技术标准，对其进行质量检测，使得仪表品质更好达标，避免发生仪表运行故障。二是这种仪表管理。在具体石化生产环节中要对其进行强化管理，保证工艺生产井然有序运行。此外，还需要对其进行检查维修，尤其是对仪表部分细节情形进行及时处理，并对仪表故障概率进行降低，使得石油化工公司损失得到显著降低，应注意的是，这项管理工作具有系统与专业性，公司需要对诸多规制进行严格规定，而且还需要按照规范，对该仪表的管理工作进行有条不紊地开展，全面提升对自动化仪表的管理和维护能力。

（3）完善控制方法。一是自适应控制。这种控制就是利用自动化调节，对该设备进行调控，对其工作环境进行感知，从而优化其运行状态，进而增强其适应性，同时，还能对环境进行灵活适应，使得工作模式得到改善，更好地满足生产所需。自动调节器主要利用自动感知系统判断具体的生产情况，当生产状况发生改变时，系统可以进行自动化提示，并对其进行科学调控，在科技持续进步下，这种调节装置能够更好地实现科学与智能化。二是最优控制。这种控制就是对仪表系统功能优势进行最大限度发挥，使得仪表运转效率明显增长。与以往的控制方法相比，最优控制具有显著的优势，通过最优控制能大大降低石油化工生产过程中的人力成本，而且能够避免不必要的安全故障，减小投入，增加效益，当然还能提升其生产效率。