石油化工自动化仪表的常见故障及处理

＊赵 鹏

（信联电子材料科技股份有限公司 河北 061108）

石油化工企业的生产环境复杂，在生产过程中通常需要对工艺参数进行实时监测。传统的仪表测量方式因为采用人工记录的方式存在较大弊端，所以近年来自动化技术在石油化工仪表设备中的应用，让仪表能够更好地适应石油化工企业的各类工作环境，并使数据监测的准确性、及时性得到极大提升。但自动化仪表较为精密，在复杂恶劣的生产环境中长期工作难免出现一些故障，这就需要对其进行研究，为石油化工企业自动化仪表的应用提供参考。

1.石油化工行业自动化仪表的类型及优势分析

（1）石油化工行业检测执行仪表概述。想要了解石油化工行业自动化仪表，首先需要了解其主要类型和应用价值。

压力仪表。通常情况下，石油化工企业在生产过程中都需要对压力进行严格控制，因此就需要压力仪表来完成对压力的检测与控制[1]。依照生产经验来说，压力仪表中的压值通常为300MPa左右，压力偏离该值便意味着可能出现安全风险。因此为了使压力仪表精准地测量出压力情况，会通过脉动介质、高温介质等介质的应用来提升仪表的精准度。

温度仪表。石油化工企业的生产对于温度也有一定的要求，而温度仪表便是实现温度控制的重要设备。依照生产经验来说，石油化工企业生产过程中应当将温度维持在-200～1800℃之间[2]。由于该温度范围非人力能够测试，因此只能依靠温度仪表完成工作。现阶段较为常用的温度仪表为热电阻式和热点偶式，但伴随现场总线技术的不断成熟，一些新型温度仪表也将投入应用。

流量仪表。在现如今石油化工企业的发展中，流量仪表的应用能够对生产过程中流量参数、压力参数、温度参数等数据进行实时监测，从而帮助企业了解生产情况，为石油化工企业的安全经营奠定基础。

物位仪表。物位仪表在石油化工企业中也有着重要地位，可以让测量的准确度得到保障，并对测试物质的特性关系进行测量。该类仪表的命名方式主要由测量手段、对象、目标三个部分构成，如电浮筒液位计、音叉物位控制器等。

（2）石油化工自动化仪表中的应用优势分析。在自动化技术发展速度不断加快的背景下，石油化工企业的各项生产设备也逐渐从人力操作变为自动化操作，而自动化仪表的出现，也让石油化工企业在生产经营过程中大幅度提升工作效率，避免由于人工操作失误而出现的安全风险。通过对石油化工企业生产过程中的情况来看，自动化仪表的应用优势主要有：

提高仪表监测水平。仪表和自动化控制技术的融合让自动化仪表问世，通过向计算机输入对应程序的方式，让仪表按照预设程序完成工作，凭借计算机强大的运算能力和信息传输能力，能够让仪表检测效率得到极大提升[3]。让石油化工企业在生产工作中实时获取需要检测的数据，并通过自动化程序完成相应操作，让安全性得到了极大保障。

提高仪表控制精准性。自动化仪表能够实时监控仪表的检测结果，并通过向控制程序输入检测机制的方法，对存在问题的数据进行及时修正，以达到控制仪表检测误差的目的，使仪表检测结果更加精准。较之于传统仪表来说，自动化仪表很少受到人为因素的影响，因此能够更加稳定地完成工作。

提高控制与处理能力。传统的仪表无法检测复杂的情况，只能对简单的数据进行检测，但自动化仪表通过智能化技术与自动化技术的应用，让仪表本身带有良好的计算能力，在应对复杂的数据分析时同样能够完成工作。从而进一步提升仪表的作用，为石油化工企业的生产工作保驾护航。

2.石油化工行业自动化仪表故障分析与处理措施

（1）压力检查仪表故障分析及处理。由于石油化工企业在生产过程中一般处于高压状态下，因此就需要利用压力仪表对生产环境进行压力检测，从而对施工人员和生产工作的安全予以保障[4]。另外，在实际生产工作过程中，也需要根据生产环境的具体情况进行调整，例如在一些高温环境或腐蚀性较强的环境，压力仪表就应当耐高温、耐腐蚀，从而降低仪表发生故障的可能性[5]。

压力仪表产生故障的原因通常有如下几个方面：

当压力仪表的指针频繁摆动时，可能是因为工作人员操作失误或调节器参数设置失当，对于该问题的处理需要派遣专业的检修人员对操作过程和仪表工作过程进行分析，并要求工作人员在后续操作中严格遵循操作要求并注意正确调节PID参数。

仪表显示结果不变，主要是压力仪表工作过程中，由于未按正确的操作要求进行操作，导致压力指示异常。解决方案通常是派遣故障检修人员对引压导管进行检修判断是否堵塞，如引压导管工作正常则需要检查压力变送器输出系统，如出现异常则证明该位置发生故障，需要进行修理。指示指针不归零，该问题通常是由于缺乏游丝力矩、转动齿轮出现异常摩擦或指针松弛导致的。如缺乏游丝力矩，则可以拆除扇形齿轮与中心齿轮的中心位置后进行反方向转动；如转动齿轮出现异常摩擦则需要在当前间隙基础上做出调整；如指针松弛，则需要使用镊子矫正指针位置。

有压力但指针始终为零，该故障通常是由于压力仪表受到的压力超出可用范围，解决方案为使用更大压力阈值的仪表，以保障应用。

（2）温度仪表故障分析及处理。石油化工企业在生产过程中通常很难直接了解到温度情况，就需用带有热敏元件的温度仪表进行测量，从而感知温度情况。对于石油化工企业而言，温度仪表工作水平正常的情况下，仪表数值显示情况和检测温度都不会有非常显著的变化，即便出现小幅度的延迟，也在可接受范围。而当温度仪表产生故障时，主要体现为以下情况。

温度仪表指针数值出现显著变化，故障原因可能是系统内部发生错误导致温度仪表出现滞后情况[6]。这种状况的出现通常是因为热电偶或热电阻无法正常发挥作用，需要相关工作人员进行适当调节，如调节后依旧无效，则证明调节阀故障，需要立即更换。

仪表显示结果大幅度变化，该故障通常是操作不当造成的，也有其他系统问题的可能性，需要逐一排查；指示快速摆动，一般为PID调节失误。

总之，石油化工企业在生产过程中温度仪表出现任何故障，都需要专业的工作人员对其进行问题排查，并通过故障检修来恢复温度仪表的功能。

（3）流量仪表故障分析及处理。流量仪表的种类有很多，根据测量方式的差别分为容积法、速度法、质量法等，正是因为流量仪表有着多种类型和测量方法，也导致其在应用过程中经常出现问题。流量仪表出现问题主要表现在流量仪表无法准确测量数值，指针摆动不停，数值时大时小难以稳定。而一般来说，流量仪表的精确度很大程度上受到参数设置的影响，当介质中黏度计、雷诺数等数据发生变化时，如果测量气体的温压无法达到预期，那么就很难准确测量数据结果，导致流量仪表最终数据产生误差[7]。而其他常见的故障有管线振动、线路接线问题和信号回路故障等。在这些问题出现时，则可以对流量仪表进行手动操控，如果显示数值下降，则代表流量仪表本身存在问题，所以可以对PID控制参数进行调节，了解在设置方面是否存在问题。如果流量仪表不存在变化或变化幅度过大，则代表流量仪表工艺操作方面存在问题，因此需要对工艺操作、流量仪表指示器数值之间的对应关系等方面进行分析。如果均没有发现问题，则应当转为手动操控的方式对故障原因进行分析，并对调节阀开关进行调节。如果数值变化十分明显，则代表是工艺操作方面存在问题，而如果数值变化不明显，则证明设备本身存在问题。当了解到仪表故障原因后，便可针对性地做出修理。

（4）物位检查仪表故障分析及处理。物位仪表的作用主要是对被检测物质的特征进行确认，一般情况来说石油化工企业会使用液位测量仪表。而常见问题有以下情况。

液位仪表数值达到最大或最小值，通常需要现场工作人员对仪表进行分析。如果仪表能够正常使用，则需要将系统调控改为手动完成，并对液位变动情况进行观察，如果液位在某一范围内得到维持，就证明是液位控制系统发生故障，反之则代表工艺方面存在问题[8]。

显示数据与实际情况不符，对于差压式液位仪表，当显示数据与实际情况之间出现明显不同时，应当对导压管进行检查以判断液封是否泄漏，如存在问题则需要补充密封液，并将仪表归零；如没有发生泄漏，则初步认为是仪表迁移量产生故障，需要进行校对。

液位控制仪表数据波动异常，需要依照设备的容量进行分析，设备容量较大的情况，一般为仪表故障问题；设备容量较小的情况则通常是工艺操作存在问题或仪表本身存在故障[9]。

3.减少石油化工行业自动化仪表故障的方式方法

（1）加强自动化仪表日常维护。伴随工业化发展水平的不断提升，传统管理模式愈发与现代管理需求脱节，而对于仪表管理方面，石油化工企业也应当对管理制度、模式进行创新，通过分级管理的方式开展工作，以一级为最关键并逐级递减。企业对各类仪表进行日常维修时，要对一级仪表进行重点管控，因为一级仪表数量最少且重要性最强，如果一级仪表无法正常运转，甚至可能会对石油化工企业的整个生产流程产生影响，进而使企业面对重大经济损失。依照以往的管理方法，当数个仪表发生故障时，维修人员很难及时分辨应当先对哪个仪表进行维修，而这不仅对工作效率产生影响，还会为后续的工作开展带来影响，因此石油化工企业有必要采取分级管理模式，为自动化仪表的管理提供参考。

（2）着重维护自动化仪表的关键设备。在石油化工企业购置的自动化仪表中，有一些零件因精密性较高或重要性较高等因素，在仪表中有着关键作用，因此，就需要对其进行重点维护。首先，对于容易遭到腐蚀影响的元件在日常应当做好防腐工作，对元件的保养可以选用非金属等耐腐蚀水平好的材料进行，或使用隔离液体将元件与腐蚀物进行隔离。无论怎样，在自动化仪表的维护过程中，都应当对关键设备重点维护，这不仅是提升仪表寿命，降低仪表故障率的重要方式，更是能够保障企业的经济效益，降低企业在自动化仪表方面支出的有效手段。

（3）对仪表进行分级日常维修。伴随工业化发展水平的不断提升，传统管理模式愈发与现代管理需求脱节，而对于仪表管理方面，石油化工企业也应当对管理制度、模式进行创新，通过分级管理的方式开展工作。简单来说，分级管理指的就是将各类仪表按照重要程度和企业自身拥有的仪表数量进行等级划分，以一级为最关键并逐级递减。企业对各类仪表进行日常维修时，要对一级仪表进行重点管控，因为一级仪表数量最少且重要性最强，如果一级仪表无法正常运转，甚至可能会对石油化工企业的整个生产流程产生影响，进而使企业面对重大经济损失。依照以往的管理方法，当数个仪表发生故障时，维修人员很难及时分辨应当先对哪个仪表进行维修，而这不仅对工作效率产生影响，还会给后续的工作开展带来影响，因此石油化工企业有必要采取分级管理模式，为自动化仪表的管理提供参考。

4.总结

一般情况下，石油化工企业在生产过程中会面对较为恶劣的环境和复杂的因素，从而对石油化工自动化仪表产生影响，使其无法正常工作，进而影响石油化工企业的生产经营。而汇总当前石油化工企业的自动化仪表类型，主要有压力、温度、流量、物位四类，并在此基础上提出了各类仪表在工作过程中的常见问题及解决策略，使石油化工企业面对简单的仪表故障时能够及时进行处理。并在最后为石油化工企业提出一些解决对策，希望对其合理应用自动化仪表，提升生产安全性、降低生产成本提供参考。但就当前的研究结果来看，依旧是以仪表的常见故障维修工作展开，并提及一些日常维护方式，故障维护工作依旧较为被动，乃是当前存在的主要问题。因此也希望在未来发展中，自动化仪表能够提升自身质量，降低故障出现的可能性，甚至推出自动报警或自动问题检测功能，从而为石油化工企业安全生产提供更多的帮助。