大型化工装置仪表自控系统的故障应对措施

大型化工装置仪表自控系统的故障应对措施

王林美

山东齐鲁石化工程有限公司

摘要：信息技术的发展为化工企业自控仪表生产技术奠定了技术基础，化工装置上安装使用仪表自动控制系统，对化工装置的各项数值进行精确的监测，现场变送器等仪表将监测的数据传输到控制系统。当数值存在异常时，控制系统会下达指令，关闭有问题的装置或生产单元。仪表自控系统容易出现故障问题，因而是化工产品安全生产的重要隐患。要对自控系统出现的故障分析，并且提出故障处理措施。

关键词：大型化工装置；仪表自控系统；系统故障；应对措施

1大型化工装置仪表自控系统的现状

随着科技的创新与时代的进步，化工装置的生产规模越来越大型化，现如今仪表自控系统技术也得到了广泛应用，在企业的装置中大规模使用。控制系统在化工业中有严格的制度，传统的控制系统已经做到了将仪表自控系统相结合起来，使自控系统得到自动化的发展。仪表自控系统的应用促使化工企业制造更有效率，自控系统也在日益普及，这使我国的科技水平又上升了一个层次，但仍有进步空间。因此，要在原有技术上不断完善、不断改革、不断创新，大型化工装置仪表自控系统的市场还在不断扩大，可以看到相当不错的发展前景，这也为我国自控系统的发展指明了明确的发展方向。研究大型化工装置仪表自控系统的故障处理具有深远意义。

2化工装置仪表自控系统出现的故障

2.1各类检测仪表故障

在各种化工设备仪表的自动控制系统中，检测仪表是控制系统不可或缺的一部分，自动仪表系统的操作和控制必须通过温度、压力、液位、流量等参数进行。如果精确的测量仪器无法正常获取数据，则所有自动控制系统的功能无法充分发挥。在这一阶段，化学设备和仪器的自动控制系统的异常具体表现在温度检测、流量监测、压力检测和液位检测仪表及其他在线分析仪表。以温度检测为例，由于化学生产和制造材料种类繁多，所使用的温度控制器也有不同的使用方法和实际效果。更常见的类型包括热阻测量仪、热电偶测量仪和耐磨钢管温度控制器。关键常见故障包括短路故障和配电线路腐蚀，必须结合实际情况进行分析。流量测量仪表在各种化工厂中应用广泛，常见故障比较复杂，表现为许多问题，如负载波动大、仪表指示的仪表值偏差大、仪表选型不合理，安装不满足规范要求等；对于压力测量仪表，其工作原理是内部光敏电阻随着工作压力的变化产生不同的弯曲，并将其转换为标准化的电子信号进行传输。在设备运行过程中，如果仪器发生外部变形，内部结构部件可以感应到变形并通过电子信号传递变化。如果存在膜片损坏、引压管泄露，外界环境温度超温或过冷引起等许多问题，通常无法确保数据的准确和准确测量。

2.2变送器故障问题

变送器的故障问题主要是变送器传感器的膜片变形、氢裂、引压管堵塞、接线等异常现象，差压变送器的监测原理是通过内部膜片的变形程度对装置内部的压力变化进行监测，膜片的变形状态会转变为电信号，信号会以4~20mA+HART通过仪表自控系统传输到控制系统内，实现化工装置的仪表自控系统控制。当差压变送器内的膜片出现变形，无法有效监测装置工作时内部的压力差，电信号产生的数值也会产生错误，进而影响到装置运行的安全性。差压变送器内的引压管堵塞会造成敏感元件出现波动，电信号出现错误，内部监测的数据信息也存在错误，影响最终的指令。

2.3系统控制故障

仪表自动控制系统通过控制器、通讯、输入/输出卡和硬件配置完成操作监控，实现操作现场的自动化管理。对于仪表自动控制系统的操作故障，主要发生在测量工作和控制过程中，主要表现为硬件配置故障和软件故障。在这种情况下，当硬件配置系统出现故障时，会出现故障警告。例如，当化工厂设备的烟气脱硫控制板发生故障时，相应的系统机械和设备显示灯可能会亮起，如果发生实际故障，则必须关闭设备。如果处理不当，往往会危及系统控制功能的实现。

3处理化工装置仪表自控系统故障的措施

3.1结合仪表类型制定故障处理措施

大型化工装置在运行时需要种类不同的仪表对内部的温度、压力、流量、液位等进行单独控制，所以化工仪表自控系统的种类较多，而且安装较为复杂，出现故障的类型也各不相同，不同仪表的自控系统安装特点都不尽相同。所以在处理自控系统的故障时，要结合化工产品生产的特点、工艺介质的化学物理特性、化工产品的生产流程确定仪表类型，明确仪表自控系统的原理、性能、系统的结构、相关参数，并且对故障逐一排查。在仪表故障检查时要确保足够的安全，停止设备运行，避免安全事故的发生。故障检查时重点检查与工艺介质直接接触的位置，检查是否出现腐蚀现象，对系统的测量回路和传输回路进行故障排查，确定故障位置再进行故障的处理。

3.2定期对仪表自控系统进行养护与检测

企业需要根据定期的系统维护和检测，及时发现隐患，努力将出现问题的概率降到最低。根据对生产过程、生产操作步骤和检测仪表按时进行的全面检测：包括日常维护和大修检测校验，将问题发生的概率降至最低，大大提高了工作效率，降低了企业运营成本。日常维护是降低维护消耗、确保化工厂机械设备安全施工的前提。在仪器的日常维护中，我们可以从各个方面考虑细节，重点关注容易出现异常的部件，对暴露于待测工艺化学物质的部件进行消耗评估记录，并定期更换消耗较高的部件，以避免设备故障。公司应培养具有专业仪器维护技能的技术性重要人才，并为日常仪器维护制定合理的规章制度。严格控制仪表自动控制系统的权限、立即更换损坏的部件；根据不同季节自然环境的变化，分析外部环境对仪器的破坏影响，确保提前预测和分析测量元件的使用寿命，然后立即进行维护和更换，从而合理降低仪器自动控制系统安全事故的工作频率。

3.3保证自动化仪表安装的合理性以及科学性

在日常进行故障检测时不可忽略对仪表安装的合理性进行检查，对于仪表自控系统中各附属设备、电路管线、检测设备的安装是否科学合理。就自控化流量仪表而言，其前后端导压管都要依据作业环境以及被测物质的化学物理特性进行安装调试，排除因被测介质的化学、物理性质而出现故障。此外对于DCS系统的指示电源、报警系统也要进行定期检查，历史维修检测结果及时进行备份处理，争取将故障损失降到最低。

3.4加大自动诊断技术在仪表设备中的应用力度

在当前自动化技术高速发展并且全面广泛应用的大背景下，在化工企业当中的电气仪表装置更需要将智能检测仪表等现代化技术设备运用到自动化体系之中。而在各种自动仪表的使用流程当中，自动检测技术就是其较为关键的部分，通过利用自动仪表所拥有的自动检测技术，它能够通过多种多样的检测方法以及测试方案，来对系统中所形成的信号故障加以感应，进而提高了维修工作的质量和工作效率。尤其是在现代信息技术的提升改造之下，通过自动检测技术更加可以在第一时间查寻出自动仪表设备中出现的重大信息故障，并做出相应的报警处置，从中能够发现，通过自检测技术的有效应用，不但可以促使自动仪表技术与设备进行更为全面的发展，对仪器设备维修保养等管理工作的进行，也具有非常积极的意义。

结论

化工企业在生产时会使用仪表自控系统对生产过程进行控制，提高化工产品生产的质量，并且保障化学反应时的安全性，但不同的仪表自控系统各有不同，出现的故障问题也具备复杂性的特征，因此在处理故障时要了解化工产品的生产过程、工艺介质特性，结合原料与化工生产过程分析仪表自控系统特点，并且给出科学的故障处理措施。

参考文献：

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