石油化工行业自动化仪表故障处理探讨

邱锦

新疆培训中心 新疆 克拉玛依 834000

随着石油化工企业快速发展，不仅对我国的国民经济发展起到了良好的推动作用，也让人们的生活质量水平有了十分显著的提升。随着石油化工企业竞争的不断加剧，加之国内不少石油化工企业不断扩大的发展规模以及不断提升的科技水平，使得我国石油化工企业的自动化水平与国外发达国家之间的差距也越来越小[1]。其中，作为石油化工行业中新型炼油厂运营过程必然要运用到的技术装备，自动化仪表对石油化工企业生产过程的帮助更是不可或缺。因此，为维护行业的发展和谐及稳定，石油化工企业实有必要针对自动化仪表展开革新，以此在促进石油化工企业自动化水平的再度提升同时推动石油化工行业更加稳定健康地发展。

1 石油化工行业检测执行仪表概述

石油化工企业生产过程涉及到众多自动化仪表的使用，如压力、温度、流量、物位仪表等。而上述仪表分别对应着不同的工作，诸如流量仪表主要是在检测横截面与单位时间内的流量；而压力仪表监测压力情况，目的便是为了能更好的控制与监督生产过程，且不同监测对象所使用的压力仪表类型也有所差异，而目前最常见的压力监测仪表主要有弹性式、液柱式以及活塞式三种；物位仪表的具体作用则是检定被测物质特性；温度仪表除了监测现场的设备及环境温度外，也包含了管道的内部介质温度[2]，这也是最为重要的监测点之一。

1.1 温度仪表

确保管道内介质及现场生产温度在合理范围是保障企业安全生产的首要任务，这是因为石油化工企业生产所运用到的原材料本身具有一定的特殊性，倘若温度不适宜便极易引发各种事故。通常情况下，对于石油化工企业生产设备温度的控制需保持在-200～1800℃之间。此温度范围自然不能以人力测试，这便需要运用多种特殊的测温仪器。当前，最常见的温度仪表主要有三种，分别是热电阻、双金属温度计以及热点偶[3]。其中，因热点偶与热电阻不仅可直接与DCS相连，且在与温度采集仪器内便能完成环境温度的监测，故在运用范围上较之双金属也更为宽泛，加之如今的现场总线技术也愈发成熟，故对温度变动器的发展而言也创造了更为广阔的空间。

1.2 压力仪表

在整个石油化工企业的生产过程中，压力同样与生产安全有着极为密切的关联，做好压力控制亦是保证石油化工企业生产安全所不容忽视的重点。通常情况下，石油化工企业的生产过程需要将压力控制在300MPa左右，压力过高或过低均可能导致安全问题的发生。所以为了有效保证测量的精确度，便需要在生产过程中根据这些仪器设备的工作原理，如变动器、压力传感器、特种压力仪表的脉动介质、粉状、高温介质、黏稠状、易结晶介质等进行测量[4]。其中，弹性式、液柱式和活塞式是石油化工生产过程中所使用的自动化仪表中较为常见的几种类型。

1.3 物位仪表

液位测量方式是当前石油化工企业生产过程中常用的一种方式，能够有效保障测量的精确度，深入了解被测物质的特性关系。其中，浮力式仪表就主要采取的是一种液位测量方式。因此，当压力与压差呈现出不同的情况时，物位仪表所测量的方式也就不尽相同，具体包含了静电、雷达、超声波、矩阵涡流、直读、点接触、浮力、重锤磁致伸缩、电容等多种方法。而就以上测量方法而言，最能确保测量精准度的当属磁致伸缩式，故该方式在石油化工生产中的应用也最为广泛[5]。

1.4 流量仪表

石油化工企业于日常生活中需要搜集大量的信息数据，而其中的绝大多数又与流量参数有关，诸如温度、液位、压力等。而确保以上参数测量的精准度，方能为石油化工企业的安全生产提供最基础的保障。以此，对于流量仪表的选用也必然要遵循稳定、精确的原则，确保所获得之数据皆为最准确可靠的数据信息，如此方能最大限度保障石油化工企业的生产安全并维护企业的稳定发展。

2 石油化工行业自动化仪表故障分析与处理措施

2.1 流量检查仪表故障分析及处理

通常流量指示会出现结果不正常的情况，如指示的数值偏高或者是偏低的现象。当流量控制仪表系统的指示值处于最小的情况时，便需要积极做好现场检测仪表的检查工作；如果当流量控制仪表系统所指示值在正常情况下的时候，便可以确定显示仪表发生了故障；当现场检测仪表的指示数值处于最小的情况时，便需要检查调节阀的开度。这时当调节阀的开度处于正常的状态下的时候，此类故障可能由系统压力不足、系统管道堵塞、泵故障、平均结晶和操作不当引起；针对仪表方面所发生的故障就很可能是因为正压引压导管堵塞而导致孔板差压流量计出现差异。同时，差压变送器还会出现正压室泄漏的情况；机械式的流量计则主要是因为齿轮卡死或者是过滤网堵塞等原因所造成的。

当流量控制仪表系统的指示值处于最大标准的时候，检测仪表的数值也会处于最大的状态。这时便可以通过手动遥控的方式来将调节阀开大或者是关小。如果当流量降下来的时候，便可以判定为是一般工艺操作不规范的原因而造成的；当流量值降不下来的时候，便可以判定是仪表系统的原因所造成的，所以这时便需要检查流量控制仪表系统的调节阀是否存在动作；检查仪表测量引压系统是否处于正常状态；检查仪表信号传送系统是否处于正常状态。

流量控制仪表系统的指示值如果出现频繁波动的情况时，便需要将自动控制的状态改为手动控制；当流量控制仪表系统恶毒指示值的波动处于减小的状态时，便可以直接判定仪表方面与仪表控制参数的PID存在不合适的情况。这时如果依然出现频繁波动的情况时，便可以直接判定是工艺操作的因素所造成的。例如，以用于分析的电动差压传感器为例，仪表维护人员必须首先向工艺人员了解设备发生故障时的情况，再分析这些故障发生时的原因。

2.2 物位检查仪表故障分析及处理

当液位控制系统的指示值变为最大值或最小值时，可以检查检测仪器的值是否正常。当指示值处于正常状态时，液位控制可直接更改为手动远程控制，再认真观察一些液位的变化情况；当液位的数值稳定在标准范围的时候，便可以直接判定液位控制系统为故障发生的主要位置。如果稳不住液位的时候，便可以直接从工艺方面来分析造成这种故障的主要原因。

差压式液位控制仪表。如果差压监视器上显示的值不匹配，便需要做好直接读数仪表的检查工作，认真分析各项数值是否正常。当仪表上所指示的数值处于正常的状态下的时候，便可以检查压式液位仪表的负压导压管封液是否发生了渗漏的情况。一旦有渗漏的情况发生的时候，便需要重新进行灌封液，再调零点；当无渗漏的情况发生的时候，便可以判定是仪表的负迁移量不对，这时便需要重新调整迁移量，让测量仪表的指示处于正常的范围。

一旦液位控制仪表系统上面所显示的数值频繁波动的时候，则应该全面做好液面控制对象的容量分析，全面判断故障发生的原因。当容量大的时候，便可以判定是仪表故障所造成的；当容量小的时候，则需要对工艺操作情况是否发生了变化进行分析，这时一旦发生了变化，其非常大的一个可能则是因为工艺问题所造成的。如果指示数值尚未发生任何变化，这种情况便很可能是因为仪表存在故障而引起的。例如，通过以电动浮筒液位变送器为例进行分析，一旦有液位指示不正常的情况时，如出现偏高或者是偏低的情况，则需要先了解自动化控制仪表的工艺状况和工艺介质，清楚被测对象为精馏塔和反应釜、储罐、反应器。然后，再通过合理应用浮筒液位计来对液位进行测量，需要同时配备玻璃液位计。因玻璃液位计的显示非常直观，这时工艺人员便可以使用现存的玻璃液位计来作为重要的参照标准，由此更加准确地判断出电动浮筒液位变送器的指示是出现偏高的状态还是偏低的状态。

2.3 压力检查仪表故障分析及处理

压力检查仪表故障通常会导致容器的压力指示值出现以下三种状况，分别是指示值偏低、指示值偏高以及指示值不变化。而要排除此方面故障，需首先确定被检测物质的具体状态。在确认被检测物质是气体、液体或是蒸汽后，针对不同状态的被检测物质，所采用的故障处理方法也有所差异。至于具体的排障过程则需遵循以下原则：①若压力控制系统仪表始终处于不断振荡的状态，而导致该现象出现的原因通常是因工艺操作不到位或是PID参数整定不合格所导致，故需检查相关作业的各项操作是否出现变化；②在整个工艺操作中，压力控制系统仪表的压力值始终没有发生变化，这时便需检测压力控制系统仪表所指示数值是否出现了死线。而在确认了压力控制系统仪表是因出现死线而不发生变化后，需要检查引压管导系统是否被堵塞。倘若并为发生堵塞现象，则需对压力变送器的输出系统进行全方位检测，以此判定故障是否是在控制器测量指示系统内发生。

2.4 温度检查仪表故障分析及处理

如果温度指示值超出了正常的范围，如出现偏高、偏低或者是不变化的情况时，则可以考虑到温度方面的异常无法以人力完成监测，故需借助温度控制仪器来加以控制及测量。

当整个温度仪表系统的指示值的数值处于最小的状态或者是达到高峰的时候，便可以直接判定为是仪表系统的故障。此故障通常是因温度仪表系统测量的滞后性所引起，加之此番变化通常也不会在一瞬间产生。因此，导致故障发生的原因极有可能是某一截线路或某一设备失灵所导致，诸如热电偶、热电阻、导线断线等；而若温度控制仪表系统在指示数值时出现了快速振荡的状况，通常便是因参数PID调整不恰当所致；通常因工艺操作过程中不规范，则会导致温度控制仪表系统内的数值在波动时的幅度较大，或者是波动状态较为缓慢。如果当工艺操作并未发生变化的时候，则可以发现是因为仪表控制系统自身出现故障所引起的。

针对温度控制系统的故障，排障过程需要遵循以下原则：①确定是否是因调节阀出入信号变化而引发故障。当输入信号尚未出现变化的情况时，通过调整调节阀动作调整，分析调节阀膜头、膜片是否出现漏的情况；检查故障是否是因调节阀定位器输入信号变化所导致，而此时的输入信号是不会发生变化的；一旦输入信号发生变化，便可以判定为定位器发生了故障。这时便需要分析定位器的输入信号是否出现了变化，再检查调节器输出是否存在变化，如调节器的输入尚未发生变化，而输出却发生了变化的情况时，便可以直接判定为是调节器本身发生了故障。这时便可以热电偶作为测量元件来进行说明。

首先，应该对工艺操作的情况、被测介质的情况、仪表安装的位置，以及到底是气相还是液相，均可以通过向工艺人员询问来了解。这样整个石油化工企业在正常生产过程中发生故障，则可排除以下原因，包括新安装的热点偶、补偿导线极性接反、补偿导线不配套以及热点偶不配套等。

2.5 简单控制系统故障分析及处理

通过将自动化仪表合理的应用到石油化工行业中，其控制系统常常会出现不稳定和输入信号波动大的现象。因此，为了有效避免整个石油化工企业的生产效率受到影响，便需要及时进行判断，并针对实际情况采取处理措施。通常在这类故障的处理过程中，则需要对整个控制系统的构成成分有全方面的认知和了解。例如，通过以流量控制系统为例来进行分析，便要求保运人员对流量控制系统中所涉及到的单回路调节器、带电气阀门定位器、气动薄膜调节阀、电动变压变送器等组成成分有一个全面的了解，有了清晰的认知，才能够在分析各部门故障时合理采取排障措施，以此保证工艺介质的合理性，优化工艺流程和流量类型，让介质始终保持在良好的状态中。

3 结束语

通常石油化工企业在日常生产过程中会受到多种因素的影响，从而造成石油化工自动化仪表在应用时出现各类故障，让石油化工企业的生产效率受到严重的影响。 面对这种情况，需要加强对石油化工自动化仪表的故障进行分析，并采取针对性的处理方法，才能够有效减少因故障问题对石油化工企业所造成的经济损失，从而有效保护整个石油化工行业的运行效益。