化工廠(chǎng)四大儀表的疑難雜癥診斷及12個(gè)案例分析
在對化工儀表故障處理時(shí),首先要排除儀表故障,對化工生產(chǎn)工藝進(jìn)行分析,因為只有這樣才能夠保證化工生產(chǎn)線(xiàn)的安全運行,如果發(fā)現出現故障的為化工儀表,則需對儀表進(jìn)行進(jìn)一步的功能測試,發(fā)現儀表問(wèn)題對其進(jìn)行部件更換,再經(jīng)測試后,符合工作要求對其進(jìn)行更換。
如果儀表記錄曲線(xiàn)為一條死線(xiàn)(一點(diǎn)變化也沒(méi)有的線(xiàn)稱(chēng)死線(xiàn)),或記錄曲線(xiàn)原來(lái)為波動(dòng),現在突然變成一條直線(xiàn),故障很可能在儀表系統。
因為目前記錄儀表大多是DCS計算機系統,靈敏度非常高,參數的變化能非常靈敏的反應出來(lái)。此時(shí)可人為地改變一下工藝參數,看曲線(xiàn)變化情況。如不變化,基本斷定是儀表系統出了問(wèn)題;如有正常變化,基本斷定儀表系統沒(méi)有大的問(wèn)題。
變化工藝參數時(shí),發(fā)現記錄曲線(xiàn)發(fā)生突變或跳到最大或最小,此時(shí)的故障也常在儀表系統。
當發(fā)現DCS顯示儀表不正常時(shí),可以到現場(chǎng)檢查同一直觀(guān)儀表的指示值,如果它們差別很大,則很可能是儀表系統出現故障。
故障出現以前儀表記錄曲線(xiàn)一直表現正常,出現波動(dòng)后記錄曲線(xiàn)變得毫無(wú)規律或使系統難以控制,甚至連手動(dòng)操作也不能控制,此時(shí)故障可能是工藝操作系統造成的。
當流量計指標達到最大值,通常檢測儀表也會(huì )指示最大。
此時(shí)可通過(guò)手動(dòng)來(lái)調節遙控調節閥的大或小,若流量值下降則通常是工藝操作引起的;
如果流量值不下降,那么說(shuō)明是儀表系統的問(wèn)題,這時(shí)需檢查儀表信號傳送系統、測量引壓系統、流量控制儀表系統的調節閥是否正常。
當流量?jì)x表指示值較頻繁地波動(dòng)時(shí),可把自動(dòng)控制改為手動(dòng)。
若波動(dòng)變小,那么是PID 參數不合適或者是儀表方面的故障。
如果儀表波動(dòng)不減小,則是工藝流程的操作原因。
電磁流量計顯示歸零的問(wèn)題。
電磁流量計在化工生產(chǎn)線(xiàn)中的應用是對化工生產(chǎn)過(guò)程所產(chǎn)生的電磁波進(jìn)行監視,目的是為了能夠保證化工設備運行所產(chǎn)生的電磁波在可控范圍內。
分析:
首先,確認有流體經(jīng)過(guò),確認后,可通過(guò)以下方法判斷故障原因。
流向與流體實(shí)際流向相反;
流體沒(méi)有滿(mǎn)管,有氣泡。某些流量計在不滿(mǎn)管或空管時(shí),在顯示屏上有提示;
表頭(變送器)與電極接線(xiàn)斷路或虛接;
沒(méi)有設置流量計參數,如量程等;
由于感應裝置長(cháng)期暴漏在外,容易受到環(huán)境的影響,當感應裝置因受潮或者被雨水侵襲,感應裝置線(xiàn)路盒出現故障,勵磁線(xiàn)圈與地面絕緣電阻降低,這會(huì )導致所感應到的電磁流量與實(shí)際流量不符。當感應裝置出現故障后,顯示裝置因無(wú)法獲得準確數據而出現顯示回零的現象或者是出現較大的感應值波動(dòng)問(wèn)題。
解決方案:
確定流向與流體實(shí)際流向相同;
確定流體滿(mǎn)管;
檢查表頭(變送器)與電極接線(xiàn);
檢查流量計參數,如量程等;
將傳感器的接線(xiàn)盒進(jìn)行吹干,將其中的水分清除,保證線(xiàn)路的干燥,由于感應器置于室外,所以對于傳感器的接線(xiàn)盒應采用完整密封進(jìn)行處理,可以采用絕緣硅膠或者是絕緣線(xiàn)盒對其封裝,以防止其受到雨水的侵襲或者是受潮。
差壓流量計顯示值與實(shí)際偏差較大。
分析:
導壓管堵塞;
三閥組漏氣;
解決方案:
被測氣體為腐蝕性氣體,銹渣積存在導壓管,打開(kāi)排放閥排渣;被測氣體含水,冬天易凍,加熱融化冰,做好保溫伴熱。
導壓管與三閥組接頭處漏氣,更換墊片;三閥組內漏,高壓室與低壓室通氣,更換三閥組。
氣流量現場(chǎng)儀指示與主控顯示儀指示差距較大問(wèn)題。
化工生產(chǎn)氣流量現場(chǎng)儀是對化工廠(chǎng)生產(chǎn)所產(chǎn)生的可燃性氣體氣流量值的監視,其可以分為現場(chǎng)氣流量顯示儀和主控室顯示儀兩部分,如果氣流量檢測儀器正常工作的情況下,其現場(chǎng)儀與主控顯示儀所顯示的數據差距在一定的范圍內通常為300m3/h。
分析:
對化工廠(chǎng)化工爐爐原料氣流量現場(chǎng)儀與主控顯示儀表指示差距較大問(wèn)題進(jìn)行分析;
其出現故障主要是由于主控流量顯示值所顯示的數值是經(jīng)過(guò)溫差補償而獲得數據,其相對于現場(chǎng)儀有300m3/h差值為正?,F象,但是如果這個(gè)偏差值超過(guò)了1000m3/h,則表明爐原料的氣流量現場(chǎng)儀或者是主控流量顯示儀出現了問(wèn)題。
解決方案:
對其進(jìn)行處理應首先排除因溫差補償環(huán)節問(wèn)題,如果化工工藝正在串脫硫槽,這時(shí)出現的溫差補償脫硫槽出口溫度下降了50攝氏度,主顯示屏所顯示的氣流量比化工爐原料氣流現場(chǎng)儀顯示的氣流量差值較大也屬于正?,F象。
但是如果不是因為此原因所導致的儀表指示差距大的問(wèn)題則需要對儀表性能進(jìn)行進(jìn)一步的測試。
某公司煉油裝置渣油測量使用的都是美國偉業(yè)公司的WFV系列靶式流量計,現將故障分析處理總結如下。
一次操作人員在操作過(guò)程中將調節閥閥位由35%開(kāi)到65%時(shí),流量計指示由50%達到100%,以后不論是開(kāi)閥還是關(guān)閥流量計都是100%。
分析:
焊渣卡在靶板上使靶板上所受的作用力增加變送器指示100%。
靶式流量計原理如下:
它有一根不銹鋼杠桿,一端固定圓靶,另一端連著(zhù)兩對壓敏電阻(它們構成電橋的四個(gè)臂)。當介質(zhì)流動(dòng)時(shí),流動(dòng)質(zhì)點(diǎn)沖擊靶,使靶產(chǎn)生位移(約2-3mm),經(jīng)不銹鋼杠桿傳遞到轉換器中的壓敏電阻應變片。由于應變片A2、A4朝著(zhù)介質(zhì)流動(dòng)方向,A1、A3背著(zhù)介質(zhì)流動(dòng)方向,所以當靶上受力后,A2、A4受壓電阻減小,A1、A3受拉電阻增加,于是電橋失去平衡,產(chǎn)生與流速成平方正比的電信號。即:
E=KF
F=ζAρV2/2
E:電壓信號;F:靶板上所受的作用力;K:比例系數;ζ:阻尼系數;A:靶板面積;ρ:流體密度;V:流體流速
解決方案:
了解工藝人員工藝操作沒(méi)有發(fā)生改變。
通知工藝改走副線(xiàn),將前后截止閥關(guān)閉,放空閥打開(kāi)。變送器仍指示100%。
測量惠斯通電橋四根信號線(xiàn)的電阻均正常。(在斷電的情況下,將綠、白、紅、黑四根信號線(xiàn)與變送器斷開(kāi)連接,然后用電阻表分別連接其中兩根信號線(xiàn),逐一檢查。其檢測值應該分別是350歐姆或者262歐姆兩個(gè)數值。)
檢查信號線(xiàn)與外殼之間也沒(méi)有漏電。(即用電阻表測量任何一根信號線(xiàn)與外殼之間的電阻,如果測量值在10兆歐姆以上或者顯示無(wú)窮大,則沒(méi)有漏電。如果小于這一數值,則信號線(xiàn)內部可能有水分滲入,此時(shí)需要將外層的防護泥去掉,將靶式流量計吹干,然后再重新加上防護泥。)
在沒(méi)有介質(zhì)流動(dòng)的情況下,檢查所有參數設置都正常。
檢查儀表接線(xiàn)均正常。
將流量計從管道上取下來(lái),經(jīng)檢查有一顆焊渣卡在靶板上。造成變送器指示100%。清除焊渣后回裝正常。
液位控制儀表系統指示值變化到最大或最小。可以先檢查檢測儀表看是否正常。如指示正常,將液位控制改為手動(dòng)遙控,看液位變化情況:
如液位可以穩定在一定的范圍,則故障在液位控制系統;
如穩不住液位,一般為工藝系統造成的故障,要從工藝方面查找原因。
差壓式液位控制儀表指示和現場(chǎng)直讀式指示儀表指示對不上。首先檢查現場(chǎng)直讀式指示儀表是否正常。
如指示正常,檢查差壓式液位儀表的負壓導壓管封液是否有滲漏;若有滲漏,重新灌封液,調零點(diǎn);無(wú)滲漏,可能是儀表的負遷移量不對了,重新調整遷移量使儀表指示正常。
液位控制儀表系統指示值變化波動(dòng)頻繁時(shí),首先要分析液面控制對象的容量大?。?/span>
容量大一般是儀表故障造成;
容量小,首先要分析工藝操作情況是否有變化,如有變化很可能是工藝造成的波動(dòng)頻繁,如沒(méi)有變化可能是儀表故障造成。
案例五
ENRAF伺服液位計的液位值經(jīng)常在某個(gè)同樣高度的點(diǎn)不變。
測量原理
分析:
穩液管在安裝的時(shí)候不垂直。
穩液管內壁焊縫不光滑。
穩液管內壁腐蝕,有毛刺。
解決方案:
把磁鼓上的鋼絲剪掉一截,使浮子落到罐中心高度的時(shí)候,鋼絲也恰好在磁鼓中間纏繞。浮子的上下運動(dòng)過(guò)程中會(huì )有一定的水平位移,以中間高度為基準,浮子上下的時(shí)候分別向兩邊偏離,這樣偏離的值就會(huì )少一些。
把表頭換一個(gè)方向安裝。把表頭換一個(gè)方向,那么浮子上下運動(dòng)導致的水平位移就不會(huì )在毛刺的方位上。
把浮子更換為45m m直徑的浮子。浮子的直徑有45m m、90m m、110m m3種尺寸,直徑越大,精度越高,但也越容易被卡住。當選用45mm浮子的時(shí)候,這種浮子屬于細長(cháng)型浮子,即便接觸毛刺也很容易歪斜脫鉤,克服卡住的現象。
重新校驗力傳感器,測量浮子重量,重新計算設置合適的S1值。如果浮子的重量偏差很多,那么有可能是力傳感器不準導致的。
液位變送器顯示液位長(cháng)時(shí)間,與實(shí)際不符。檢查根部閥內是否有結晶物。
靜壓液位計顯示的液位與實(shí)際不符。探頭長(cháng)時(shí)間沉在容器底部,淤泥堆積,壓力不變。
軟線(xiàn)纜的雷達液位計、射頻導納液位計測不到液位。線(xiàn)纜長(cháng)時(shí)間擺動(dòng),摩擦斷開(kāi)。
磁翻板液位計顯示液位不動(dòng),浮子卡住,打開(kāi)檢查;磁柱沒(méi)有翻轉,用磁筆翻轉。
當容器壓力指示偏低、偏高或者不變化時(shí),首先要了解被測介質(zhì)是氣體、液體還是蒸汽,了解簡(jiǎn)單的工藝流程。
壓力控制系統儀表指示出現快速振蕩波動(dòng)時(shí),首先檢查工藝操作有無(wú)變化,這種變化多半是工藝操作和調節器PID 參數整定不好造成。
壓力控制系統儀表指示出現死線(xiàn),工藝操作變化了壓力指示還是不變化, 一般故障出現在壓力測量系統中:
首先檢查測量引壓導管系統是否有堵的現象,不堵,檢查壓力變送器輸出系統有無(wú)變化,有變化,故障出在控制器測量指示系統。
隔膜壓力表或帶法蘭壓力變送器測量壓力不準確,壓力偏大、不歸零。
分析:
若無(wú)其他原因,可檢查墊片是否壓住膜片。
解決法案:
膜片為耐腐蝕材質(zhì),一般外圓焊在法蘭上,法蘭材質(zhì)一般為不耐腐蝕的不銹鋼。墊片要壓在焊口上, 但墊片內徑不能太小, 否則會(huì )壓住膜片, 要選擇合適內外徑的墊片。膜片一般與法蘭平齊,也有內凹法蘭,建議選用與法蘭平齊的膜片。
案例十一
某石化企業(yè)一裂解汽油壓力檢測系統中測壓導管由于保溫伴熱關(guān)閉不久,出現壓力指示回零,控制閥關(guān)死,裂解塔不出料,因塔液位太高造成停車(chē)事故。
分析:
由于該系統平時(shí)運行時(shí)壓力波動(dòng)較大,采用了開(kāi)大一次取壓閥,用針閥控制阻力的辦法,可以減小儀表指示的波動(dòng)。由于儀表工不了解該表的具體情況啟動(dòng)儀表指示波動(dòng)太大即把一次取壓閥關(guān)小。
因為一次取壓閥口徑比較大,很難控制,一旦一次取壓閥關(guān)小到壓力指示波動(dòng)在允許范圍內時(shí),實(shí)際上該閥門(mén)已基本處于全關(guān)位置,而平時(shí)也沒(méi)有注意到這個(gè)問(wèn)題,當關(guān)閉保溫后,即出現指示為零,控制閥全關(guān)現象。
原因在于保溫蒸汽關(guān)閉后,導壓管冷卻了,導壓管內原來(lái)全部汽化的介質(zhì)冷凝成液體體積減小、壓力驟降(幾乎為零),如取壓閥門(mén)沒(méi)有關(guān)死,介質(zhì)冷凝成液體體積減小、塔內介質(zhì)向導管中補充,才使儀表受壓與塔內壓力一致。
閥門(mén)關(guān)死變成一個(gè)封閉容器,由于保溫時(shí)介質(zhì)處于汽化狀態(tài),壓力較高或不變當溫度變低時(shí),介質(zhì)液化壓力變小,指示回零。儀表信號為零,通過(guò)調節器使控制閥全關(guān),致使塔液位迅速上升而造成停車(chē)事故。
解決方案:
打開(kāi)一次取壓閥指示恢復正常。應當注意對一些壓力較大的檢測控制系統常常通過(guò)節流阻力來(lái)減小檢測波動(dòng),但阻力要控制適當,否則就會(huì )出現上述故障,造成嚴重后果。
溫度指示不正常通常指指示偏高、偏低或者變化緩慢甚至不變化等。分析溫度控制儀表系統故障時(shí),要注意兩點(diǎn):該系統儀表多采用電動(dòng)儀表測量;指示、控制該系統儀表的測量往往滯后較大。
溫度儀表系統的指示值突然變到最大或最小,一般為儀表系統故障,因為溫度儀表系統測量滯后較大,不會(huì )發(fā)生突然變化,此時(shí)的故障原因多是熱電偶、熱電阻、補償導線(xiàn)斷線(xiàn)或變送器放大器失靈。
溫度控制儀表系統指示出現快速振蕩現象,多為控制參數PID 調整不當造成。
溫度控制儀表系統指示出現大幅緩慢的波動(dòng),很可能是工藝操作變化引起的。如果當時(shí)工藝操作沒(méi)有變化,則很可能是儀表控制系統本身的故障。
溫度控制系統本身的故障。
檢查調節閥輸入信號是否變化,輸入信號不變化,調節閥動(dòng)作,調節閥膜頭膜片漏了。
檢查調節閥定位器輸入信號是否變化,輸入信號不變化,輸出信號變化,定位器有故障。
檢查定位器輸入信號有變化,再查調節器輸出有無(wú)變化,如果調節器輸入不變化,輸出變化,此時(shí)是調節器本身的故障。
工業(yè)熱電阻的常見(jiàn)故障是工業(yè)熱電阻斷路和短路。一般斷路更常見(jiàn),這是因為熱電阻絲較細所致。
分析:
斷路和短路是很容易判斷的,可用萬(wàn)用表的“×1Ω”檔,如測得的阻值小于R0,則可能有短路的地方;若萬(wàn)用表指示為無(wú)窮大,則可判定電阻體已斷路。