煤化工装置现场仪表典型故障与分析

煤化工装置现场仪表典型故障与分析

许捷

陕西陕化煤化工集团有限公司 陕西 渭南 714100

摘要：随着社会和科技的不断进步，我国的煤化工技术得到了快速的发展，传感器技术、计算机技术等新型技术的应用使得煤化工领域的仪表种类越来越多，功能性上也朝着多样化方向发展。近年来，我国煤化工产业得到了快速的发展，其中离不开仪表装置的支持。文章对煤化工装置生产的特点进行了简要阐述，分析了仪表设备的重要作用，并对其中使用过程中典型的故障进行了分析。

关键词：煤化工装置；仪表；故障

一、煤化工生产装置的特点

1.1生产流程复杂

煤气化的生产流程十分复杂，主要分为磨煤、进料、煤气化、除渣、除灰、湿洗、水处理等工序，此外，生产过程还需要大量配套公用设施的支持。

1.2控制系统复杂

煤气化生产装置的控制系统十分复杂，具有I/O点多等特点，其控制系统中包括了分散型控制系统(DCS)、紧急停车系统(ESD)、可编程逻辑控制(PLC，在系统的规模、复杂程度和自动化水平上均比其他化工行业要高很多。

1.3大量的进口设备和仪表

煤化工生产装置中用到了大量的进口设备和仪器，其中主要包括气化炉、冷却器、飞灰过滤器内件，以及煤流量控制阀、流量测量表等。

1.4自动化水平高

煤化工生产过程的自动化水平十分高，仪表装置的稳定性直接影响着生产过程的安全性和稳定性。仪表与生产工艺和生产流程之间有着十分紧密的联系，一旦出现故障就会导致生产问题，严重时甚至会造成生产事故。

二、煤化工装置仪表的安装与维护

2.1仪表的选型与安装

煤化工仪表的型号和种类十分多，仪表的选型和安装需要在满足相关规范的前提下，充分集合生产现场的实际需求，主要需要考虑一下几个方面的问题：首先，在进行仪表选型时，需要充分考虑生产的工艺和流程，被检测物质的化学和物理特性，如：工艺介质的规格、温度、压力、粘度等。其次，目前仪表的种类十分多，了解仪表的工作原理是仪表选型的基础，不同的工作有着不同的应用场景，仪表的运行环境、工艺条件和技术要求等都直接影响着仪表的测量精度；最后，科学的仪表安装是保证其正常工作的重要条件，安装过程中需要将工艺设备、管线、控制系统以及相应的公共设备，按照相关要求与仪表组成控制系统。各类仪表的安装都有着相应的要求，例如，流量仪表对于安装位置前后的管段就有明确的要求，不按照要求进行安装就会影响到仪表的测量精度。此外，在安装垫片、管接件等与介质直接接触的构件时，需要充分考虑介质的化学物理特性对于构件的影响，例如，介质温度较高时不宜使用四氟材质的垫片。

2.2仪表的维护

煤化工仪表的维护要以预防为主，降低生产事故发生的可能性。维护工作包括现场巡检和定期检修保养两方面。第一，现场巡检，根据仪表的工况以及设备的实际运行情况，对重点仪表和关键阀门制定定期现场巡检制度。煤化工生产过程的工艺环境相对恶劣，尤其需要注重对接线电缆、接线的检查。第二，仪表定期检修保养，需要根据仪表的运行时间和疲劳程度设置定期的检修和保养，在此过程中需要结合生产设备的检修计划，灵活的设计仪表维护保养计划。

三、煤化工装置仪表典型故障分析

煤化工装置仪表按照测量的内容可以分为：温度、流量、压力和液位等类型。

3.1温度测量仪表

温度测量仪表的主要类型分为热电偶、热电阻、双金属以及温包式等。针对热电偶型温度测量仪表进行分析，最为常用的判断方法如下，将仪表从热电偶处断开，由于补偿导线与热电偶的热电性能十分接近，因此可以利用短接补偿导线的方法进行测试，如果测试结果为室温则说明回路正常。温度测量仪表的常见故障多为断路、短路以及热偶性能漂移以及虚接等问题。值得注意的是工艺介质的均匀性、液位高度、保护套完整性等都会影响到热偶的测试性能。

3.2流量测量仪表

依据工作原理流量测量仪表主要包括以下几种：速度法(伯努利方程差压法、流体阻力靶式流量计、电磁感应电磁流量计等)、容积法、质量法等。由于工作原理的区别，其故障原因也各有不同，工艺介质对于测量结果的影响十分明显。主要故障包括：测量数值偏大或偏小，数值波动等。故障原因有以下几种：第一，工艺介质的影响，介质的密度、粘度、温度等参数都会影响测量精度，例如，在进行气体流量测量时，如果忽略了温压补偿，那么测试结果将会受到影响，进而产生测量误差；第二，测量传递环节故障，如导压管内存在气泡、堵塞、破损等情况，以及测量元件结垢、管线振动等因素都会影响到测量结果；第三，电信号传递故障，如接线端子腐蚀、松动、受到干扰等因素；第四，仪表自身的故障，如仪表漂移、膜盒变形、电路板损坏等。

3.3压力测量仪表

压力测量仪表工作原理是利用敏感元件在不同压力情况的产生的形变，并将形变转换成信号进行传递和分析。典型故障为导压管堵塞，膜片变形等。压力测量仪表的应用范围十分广泛，并且其一般是保证生产过程安全的重要指标，运行过程中触点接触不良、接线松动以及机械传动部件变形等情况都会引起测量误差，进而影响到整个生产过程的安全性。

3.4液位测量仪表

按照工作原理液位测量仪表可以分为：浮力原理的浮筒、浮子等，液柱差压测量法，电原理的电容、射频导纳、放射源等物位计。典型故障包括以下几种：测量的液位偏高、偏低或者液位波动等，选取合理的规格的仪表阻尼，对于一些被测液面波动较大的工艺环境有着十分重要的作用。此外，还要关注被测介质的密度、沸腾造成的假液位等现象。

结语：

综上所述，煤化工装置现场仪表的作用以及对于自动化生产的重要性不言而喻，仪表故障的处理需要充分结合生产现场的实际情况，并充分考虑仪表的工作原理以及工艺特点，不断加强对与仪表的理论研究和实践验证，才能保证故障原因排查的真准性，进而保证生产的正常运行。

参考文献：

[1]陶思路.煤化工空分分析仪表的一次技改[J].科技风,2018(28):135-136.

[2]王文龙.煤化工系统仪表典型故障与分析[J].山西化工,2018,38(04):111-113.