化工仪表自控系统的故障及其诊断技术研究.pdf
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1、技术研究 114 2023年第9期伴随社会的进步和科技的发展,目前化工企业的自控仪表系统已经在行业内广泛使用,能够精确监测化工装置的各项参数,当数值和设定的波动范围不符时,会自动关闭存在问题的装置,由此奠定化工生产活动的自动化控制,由此化工仪表自控系统更加需要加强故障分析以及诊断技术,避免出现故障问题,造成严重经济损失。化工仪表自控系统具有模块化、组态化、网络化、积木化的特点,建立有人机交互系统,紧急封锁系统,远程操作和连锁停机能力,对有害、有毒、易爆、易燃、高压、高温的生产设备执行自动化检测和控制,精确化控制工艺生产流程,确保工作人员及设备的安全1。1 化工仪表自控系统常见故障仪表自控系统常
2、见的故障往往是受到干扰因素而引起的,根据干扰因素的类型可以划分为七类。第一类是电磁干扰,如在雷击故障中,会产生强大的电磁场严重干扰仪表自控系统。第二类是机械干扰,在化工装置运行中,受到冲击或者机械振动的影响会连锁导致仪表的电器元件产生形变或者振动问题,导致仪表自控系统无法精确监控化工设备,读取仪表读数2。第三类是热干扰,在化工生产活动中,常有高温环境下的工艺,其热量会导致热量的波动,当密封性受到破坏时,会对外界温度产生干扰,也会引发仪表的零部件受热出现变化。第四类是光干扰,光在直接照射半导体元件时,能够改变其导电性能,引发电阻变化,从而引起仪表自控系统的异常,在长期使用的自控系统中或有发生光干
3、扰导致的故障问题。第五类是湿度干扰,由于仪表自控系统主要依靠电信号来实现控制和检测,湿度能够对电阻、电容、电介质产生影响。第六类是化学干扰,化工生产中,其腐蚀性气体如果泄露,腐蚀电线线路、仪表元器件等在事故案例汇总常有发生。如果和外界环境接触,使得工艺介质泄露甚至发生化学反应,不仅会干扰到仪表自控系统,还会引发严重的安全事故。第七类是射线辐射干扰,这一干扰是气体电离、电磁波等因素导致金属点位失衡产生的干扰问题。1.1 压力自控表故障压力仪表能够测量其内部压力,如果压力仪表出现数值连续波动无法稳定在一定数值,在排除设备故障后,需要对压力仪表进行测量确认仪表故障。如果在设置初始化参数时设置错误,在
4、数值显示上同样存在问题。当数值固定在一个数值,出现异常情况,未能正常现实工艺参数变化时,可能其取压点受到堵塞或者工艺介质冷凝,导致仪表故障。在诊断故障时,常使用的方法是控制变量法,通过改变工艺,查看其压力数值是否发生变化,如果出现过高或者过低的问题,需要立即检测导向系统,查看导向系统是否存在堵塞问题,在检查无误后检测变送器的输出情况,检测输出是否存在问题3。输出系统和控制器直接相关,如果在压力表的数值波动过大时,判断存在故障,要先确认工艺流程,以及查看调节器参数,根据工艺的工艺介质种类来确认故障处理流程。1.2 温度自控表故障在化工生产活动中温度是关键的参数,大多化工产品都有温度监测需求,确保
5、产品质量和生产工序无误。温度控制仪故障主要集中在导线部分,可能存在化学气体腐蚀、液面淹没热偶等故障问题。当仪表温度显示数值与实际温度存在偏差时,可能和其位置有所关系,温度仪表需要和装置接触并安置到对应位置才能够准确测量,如果过深或者过浅都会导致温度数值异常。另外,设备内部接电线路如果腐化、老化都会存在误差。在数值异常出现数值跳动时,可能是其安装松动,导致在化工设备运行震动干扰温度仪表读数,需要安装防震装置,并且加装对应热阻4。1.3 流量自控表故障化工仪表自控系统的故障及其诊断技术研究许默中国船级社质量认证有限公司山东分公司 山东 青岛 266011摘要:化工产业是我国重要的第二产业支柱,化工
6、生产活动最关键的在于对生产的各个参数进行把控,安装仪表自控系统能确保压力、湿度、温度等参数处于实时监控,通过对化工仪表自控系统故障分析及诊断技术的应用研究,提高化工仪表自控系统故障检出有效率和及时性,实现化工生产过程监控,并避免安全事故。关键词:化工仪表 自控系统 故障 诊断技术 115 技术研究2023年第9期在生产时物质流量对化学反应和产品质量有较大的影响,需要严格监控流量,才能确保安全生产,而流量仪表出现故障后,会导致数值显示误差。在化工仪表自控系统长期运行下,流量自控表零部件可能存在损耗故障,需要检查其电流线路是否正常,如果电流参数超过电气设备能够承载的数值就会引发故障情况,此外当设备
7、长期处于阴暗潮湿的环境中,也会出现仪表老化问题。在检测时,需要确认PID控制参数,了解设置上是否存在问题,如果数值变化过大,需要查看操作流程,通过手动调节调节阀等方式,来确认数值是否发生异常变动,从而具体分析。1.4 液位自控表故障化工生产活动中液态化学品会大量使用,避免液体泄露是化工生产的关键,液位仪表的类型和种类较多。使用在压力容器中,在运行时利用也为检测系统进行管理,确保工艺流程,如果液位指示出现异常就需要及时检测,针对液位仪表需要监测其取压阀,关闭阀门后确定仪表显示判断仪表故障。检测双法兰变动器的运行,通过总控系统传递电信号利用安全栅运行情况判断液位输送信号接收情况,判断是否存在故障。
8、1.5 变送器故障差压变送器能够经过内部膜片的形变来计算得到化工装置内部压力,其检测过程是计算形变程度转化为电信号,经由仪表自控系统传递到总控系统中,待控制系统调令。变送器的故障问题大多来源于其内部膜片,如果其物理性能受到了零部件老化等降低使用寿命的影响,就会导致形变程度和化工装置内部压力不匹配,向总控系统输出错误的压力参数信息,影响到装置的安全稳定运行5。其变送器内导管是内膜接受压力的通道,如果出现堵塞同样会影响到膜片的形变程度。1.6 雷击故障在沿海地区等雷暴较多化工厂的大型装置具有密集的线路,人口密集区域,容易遭受雷击,一旦受到雷击,防护不当就会导致过量电流击穿控制线路引发自控系统故障,
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