儀表指示出現(xiàn)異常現(xiàn)象(指示偏高、偏低、不變化、不穩(wěn)定等),本身包含兩種因素:工藝,儀表正確地反映出工藝異常情況;儀表,由于儀表(測(cè)量系統(tǒng))某一環(huán)節(jié)出現(xiàn)故障而導(dǎo)致工藝參數(shù)指示與實(shí)際不符。這兩種因素總是混淆在一起,很難馬上判斷出故障到底出現(xiàn)在哪里?
在對(duì)化工儀表故障處理時(shí),首先要排除儀表故障,對(duì)化工生產(chǎn)工藝進(jìn)行分析,因?yàn)橹挥羞@樣才能夠保證化工生產(chǎn)線的安全運(yùn)行,如果發(fā)現(xiàn)出現(xiàn)故障的為化工儀表,則需對(duì)儀表進(jìn)行進(jìn)一步的功能測(cè)試,發(fā)現(xiàn)儀表問(wèn)題對(duì)其進(jìn)行部件更換,再經(jīng)測(cè)試后,符合工作要求對(duì)其進(jìn)行更換。
哪些情況是儀表系統(tǒng)故障?
如果儀表記錄曲線為一條死線(一點(diǎn)變化也沒(méi)有的線稱死線),或記錄曲線原來(lái)為波動(dòng),現(xiàn)在突然變成一條直線,故障很可能在儀表系統(tǒng)。
因?yàn)槟壳坝涗泝x表大多是DCS計(jì)算機(jī)系統(tǒng),靈敏度非常高,參數(shù)的變化能非常靈敏的反應(yīng)出來(lái)。此時(shí)可人為地改變一下工藝參數(shù),看曲線變化情況。如不變化,基本斷定是儀表系統(tǒng)出了問(wèn)題;如有正常變化,基本斷定儀表系統(tǒng)沒(méi)有大的問(wèn)題。
變化工藝參數(shù)時(shí),發(fā)現(xiàn)記錄曲線發(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(tǒng)。
當(dāng)發(fā)現(xiàn)DCS顯示儀表不正常時(shí),可以到現(xiàn)場(chǎng)檢查同一直觀儀表的指示值,如果它們差別很大,則很可能是儀表系統(tǒng)出現(xiàn)故障。
故障出現(xiàn)以前儀表記錄曲線一直表現(xiàn)正常,出現(xiàn)波動(dòng)后記錄曲線變得毫無(wú)規(guī)律或使系統(tǒng)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(tǒng)造成的。
流量?jī)x表故障
當(dāng)流量計(jì)指標(biāo)達(dá)到最大值,通常檢測(cè)儀表也會(huì)指示最大。
此時(shí)可通過(guò)手動(dòng)來(lái)調(diào)節(jié)遙控調(diào)節(jié)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(tǒng)的問(wèn)題,這時(shí)需檢查儀表信號(hào)傳送系統(tǒng)、測(cè)量引壓系統(tǒng)、流量控制儀表系統(tǒng)的調(diào)節(jié)閥是否正常。
當(dāng)流量?jī)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(shù)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。
1?案例一
電磁流量計(jì)顯示歸零的問(wèn)題。
電磁流量計(jì)在化工生產(chǎn)線中的應(yīng)用是對(duì)化工生產(chǎn)過(guò)程所產(chǎn)生的電磁波進(jìn)行監(jiān)視,目的是為了能夠保證化工設(shè)備運(yùn)行所產(chǎn)生的電磁波在可控范圍內(nèi)。
分析:
首先,確認(rèn)有流體經(jīng)過(guò),確認(rèn)后,可通過(guò)以下方法判斷故障原因。
1.流向與流體實(shí)際流向相反;
2.流體沒(méi)有滿管,有氣泡。某些流量計(jì)在不滿管或空管時(shí),在顯示屏上有提示;
3.表頭(變送器)與電極接線斷路或虛接;
4.沒(méi)有設(shè)置流量計(jì)參數(shù),如量程等;
5.由于感應(yīng)裝置長(zhǎng)期暴漏在外,容易受到環(huán)境的影響,當(dāng)感應(yīng)裝置因受潮或者被雨水侵襲,感應(yīng)裝置線路盒出現(xiàn)故障,勵(lì)磁線圈與地面絕緣電阻降低,這會(huì)導(dǎo)致所感應(yīng)到的電磁流量與實(shí)際流量不符。
當(dāng)感應(yīng)裝置出現(xiàn)故障后,顯示裝置因無(wú)法獲得準(zhǔn)確數(shù)據(jù)而出現(xiàn)顯示回零的現(xiàn)象或者是出現(xiàn)較大的感應(yīng)值波動(dòng)問(wèn)題。
解決方案:
1.確定流向與流體實(shí)際流向相同;
2.確定流體滿管;
3.檢查表頭(變送器)與電極接線;
4.檢查流量計(jì)參數(shù),如量程等;
5.將傳感器的接線盒進(jìn)行吹干,將其中的水分清除,保證線路的干燥,由于感應(yīng)器置于室外,所以對(duì)于傳感器的接線盒應(yīng)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盒對(duì)其封裝,以防止其受到雨水的侵襲或者是受潮。
2?案例二
差壓流量計(jì)顯示值與實(shí)際偏差較大。
分析:
1.導(dǎo)壓管堵塞;
2.三閥組漏氣;
解決方案:
1.被測(cè)氣體為腐蝕性氣體,銹渣積存在導(dǎo)壓管,打開(kāi)排放閥排渣;被測(cè)氣體含水,冬天易凍,加熱融化冰,做好保溫伴熱。
2.導(dǎo)壓管與三閥組接頭處漏氣,更換墊片;三閥組內(nèi)漏,高壓室與低壓室通氣,更換三閥組。
3?案例三
氣流量現(xiàn)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(xiàn)場(chǎng)儀是對(duì)化工廠生產(chǎn)所產(chǎn)生的可燃性氣體氣流量值的監(jiān)視,其可以分為現(xiàn)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(cè)儀器正常工作的情況下,其現(xiàn)場(chǎng)儀與主控顯示儀所顯示的數(shù)據(jù)差距在一定的范圍內(nèi)通常為300m3/h。
分析:
對(duì)化工廠化工爐爐原料氣流量現(xiàn)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(xiàn)故障主要是由于主控流量顯示值所顯示的數(shù)值是經(jīng)過(guò)溫差補(bǔ)償而獲得數(shù)據(jù),其相對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)儀有300m3/h差值為正常現(xiàn)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(xiàn)場(chǎng)儀或者是主控流量顯示儀出現(xiàn)了問(wèn)題。
解決方案:
對(duì)其進(jìn)行處理應(yīng)首先排除因溫差補(bǔ)償環(huán)節(jié)問(wèn)題,如果化工工藝正在串脫硫槽,這時(shí)出現(xiàn)的溫差補(bǔ)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(xiàn)場(chǎng)儀顯示的氣流量差值較大也屬于正常現(xiàn)象。
但是如果不是因?yàn)榇嗽蛩鶎?dǎo)致的儀表指示差距大的問(wèn)題則需要對(duì)儀表性能進(jìn)行進(jìn)一步的測(cè)試。
4?案例四
某公司煉油裝置渣油測(cè)量使用的都是美國(guó)偉業(yè)公司的WFV系列靶式流量計(jì),現(xiàn)將故障分析處理總結(jié)如下。
一次操作人員在操作過(guò)程中將調(diào)節(jié)閥閥位由35%開(kāi)到65%時(shí),流量計(jì)指示由50%達(dá)到100%,以后不論是開(kāi)閥還是關(guān)閥流量計(jì)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(jì)原理如下:
它有一根不銹鋼杠桿,一端固定圓靶,另一端連著兩對(duì)壓敏電阻(它們構(gòu)成電橋的四個(gè)臂)。
當(dāng)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(zhuǎn)換器中的壓敏電阻應(yīng)變片。
由于應(yīng)變片A2、A4朝著介質(zhì)流動(dòng)方向,A1、A3背著介質(zhì)流動(dòng)方向,所以當(dāng)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(hào)。
即:
E=KF
F=ζAρV2/2
E:電壓信號(hào);F:靶板上所受的作用力;K:比例系數(shù);ζ:阻尼系數(shù);A:靶板面積;ρ:流體密度;V:流體流速
解決方案:
1.了解工藝人員工藝操作沒(méi)有發(fā)生改變。
2.通知工藝改走副線,將前后截止閥關(guān)閉,放空閥打開(kāi)。變送器仍指示100%。
3.測(cè)量惠斯通電橋四根信號(hào)線的電阻均正常。(在斷電的情況下,將綠、白、紅、黑四根信號(hào)線與變送器斷開(kāi)連接,然后用電阻表分別連接其中兩根信號(hào)線,逐一檢查。其檢測(cè)值應(yīng)該分別是350歐姆或者262歐姆兩個(gè)數(shù)值。)
4.檢查信號(hào)線與外殼之間也沒(méi)有漏電。(即用電阻表測(cè)量任何一根信號(hào)線與外殼之間的電阻,如果測(cè)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(shù)值,則信號(hào)線內(nèi)部可能有水分滲入,此時(shí)需要將外層的防護(hù)泥去掉,將靶式流量計(jì)吹干,然后再重新加上防護(hù)泥。)
5.在沒(méi)有介質(zhì)流動(dòng)的情況下,檢查所有參數(shù)設(shè)置都正常。
6.檢查儀表接線均正常。
7.將流量計(jì)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。
物位檢查儀表
液位控制儀表系統(tǒng)指示值變化到最大或最小。可以先檢查檢測(cè)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(wěn)定在一定的范圍,則故障在液位控制系統(tǒng);
如穩(wěn)不住液位,一般為工藝系統(tǒng)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(xiàn)場(chǎng)直讀式指示儀表指示對(duì)不上。首先檢查現(xiàn)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(fù)壓導(dǎo)壓管封液是否有滲漏;
若有滲漏,重新灌封液,調(diào)零點(diǎn);
無(wú)滲漏,可能是儀表的負(fù)遷移量不對(duì)了,重新調(diào)整遷移量使儀表指示正常。
液位控制儀表系統(tǒng)指示值變化波動(dòng)頻繁時(shí),首先要分析液面控制對(duì)象的容量大小:
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。
5?案例五
ENRAF伺服液位計(jì)的液位值經(jīng)常在某個(gè)同樣高度的點(diǎn)不變。
工作原理
測(cè)量原理
分析:
1.穩(wěn)液管在安裝的時(shí)候不垂直。
2.穩(wěn)液管內(nèi)壁焊縫不光滑。
3.穩(wěn)液管內(nèi)壁腐蝕,有毛刺。
解決方案:
1.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(yùn)動(dòng)過(guò)程中會(huì)有一定的水平位移,以中間高度為基準(zhǔn),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。
2.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(yùn)動(dòng)導(dǎo)致的水平位移就不會(huì)在毛刺的方位上。
3.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(dāng)選用45mm浮子的時(shí)候,這種浮子屬于細(xì)長(zhǎng)型浮子,即便接觸毛刺也很容易歪斜脫鉤,克服卡住的現(xiàn)象。
4.重新校驗(yàn)力傳感器,測(cè)量浮子重量,重新計(jì)算設(shè)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(zhǔn)導(dǎo)致的。
6?案例六
液位變送器顯示液位長(zhǎng)時(shí)間,與實(shí)際不符。檢查根部閥內(nèi)是否有結(jié)晶物。
7?案例七
靜壓液位計(jì)顯示的液位與實(shí)際不符。探頭長(zhǎng)時(shí)間沉在容器底部,淤泥堆積,壓力不變。
8?案例八
軟線纜的雷達(dá)液位計(jì)、射頻導(dǎo)納液位計(jì)測(cè)不到液位。線纜長(zhǎng)時(shí)間擺動(dòng),摩擦斷開(kāi)。
9?案例九
磁翻板液位計(jì)顯示液位不動(dòng),浮子卡住,打開(kāi)檢查;磁柱沒(méi)有翻轉(zhuǎn),用磁筆翻轉(zhuǎn)。
壓力檢查儀表
當(dāng)容器壓力指示偏低、偏高或者不變化時(shí),首先要了解被測(cè)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(tǒng)儀表指示出現(xiàn)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(diào)節(jié)器PID 參數(shù)整定不好造成。
壓力控制系統(tǒng)儀表指示出現(xiàn)死線,工藝操作變化了壓力指示還是不變化, 一般故障出現(xiàn)在壓力測(cè)量系統(tǒng)中:
首先檢查測(cè)量引壓導(dǎo)管系統(tǒng)是否有堵的現(xiàn)象,不堵,檢查壓力變送器輸出系統(tǒng)有無(wú)變化,有變化,故障出在控制器測(cè)量指示系統(tǒng)。
1.0?案例十
隔膜壓力表或帶法蘭壓力變送器測(cè)量壓力不準(zhǔn)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。
解決方案:
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(nèi)徑不能太小, 否則會(huì)壓住膜片, 要選擇合適內(nèi)外徑的墊片。膜片一般與法蘭平齊,也有內(nèi)凹法蘭,建議選用與法蘭平齊的膜片。
11?案例十一
某石化企業(yè)一裂解汽油壓力檢測(cè)系統(tǒng)中測(cè)壓導(dǎo)管由于保溫伴熱關(guān)閉不久,出現(xiàn)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事故。
分析:
由于該系統(tǒng)平時(shí)運(yùn)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?yàn)橐淮稳洪y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(nèi)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(dāng)關(guān)閉保溫后,即出現(xiàn)指示為零,控制閥全關(guān)現(xiàn)象。
原因在于保溫蒸汽關(guān)閉后,導(dǎo)壓管冷卻了,導(dǎo)壓管內(nèi)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(nèi)介質(zhì)向?qū)Ч苤醒a(bǔ)充,才使儀表受壓與塔內(nèi)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(dāng)溫度變低時(shí),介質(zhì)液化壓力變小,指示回零。儀表信號(hào)為零,通過(guò)調(diào)節(jié)器使控制閥全關(guān),致使塔液位迅速上升而造成停車事故。
解決方案:
打開(kāi)一次取壓閥,指示恢復(fù)正常。應(yīng)當(dāng)注意對(duì)一些壓力較大的檢測(cè)控制系統(tǒng)常常通過(guò)節(jié)流阻力來(lái)減小檢測(cè)波動(dòng),但阻力要控制適當(dāng),否則就會(huì)出現(xiàn)上述故障,造成嚴(yán)重后果。
溫度檢查儀表
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(tǒng)故障時(shí),要注意兩點(diǎn):該系統(tǒng)儀表多采用電動(dòng)儀表測(cè)量;指示、控制該系統(tǒng)儀表的測(cè)量往往滯后較大。
溫度儀表系統(tǒng)的指示值突然變到最大或最小,一般為儀表系統(tǒng)故障,因?yàn)闇囟葍x表系統(tǒng)測(cè)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(bǔ)償導(dǎo)線斷線或變送器放大器失靈。
溫度控制儀表系統(tǒng)指示出現(xiàn)快速振蕩現(xiàn)象,多為控制參數(shù)PID 調(diào)整不當(dāng)造成。
溫度控制儀表系統(tǒng)指示出現(xiàn)大幅緩慢的波動(dòng),很可能是工藝操作變化引起的。如果當(dāng)時(shí)工藝操作沒(méi)有變化,則很可能是儀表控制系統(tǒng)本身的故障。
溫度控制系統(tǒng)本身的故障。
檢查調(diào)節(jié)閥輸入信號(hào)是否變化,輸入信號(hào)不變化,調(diào)節(jié)閥動(dòng)作,調(diào)節(jié)閥膜頭膜片漏了。
檢查調(diào)節(jié)閥定位器輸入信號(hào)是否變化,輸入信號(hào)不變化,輸出信號(hào)變化,定位器有故障。
檢查定位器輸入信號(hào)有變化,再查調(diào)節(jié)器輸出有無(wú)變化,如果調(diào)節(jié)器輸入不變化,輸出變化,此時(shí)是調(diào)節(jié)器本身的故障。
12?案例十二
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?yàn)闊犭娮杞z較細(xì)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(cè)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。
解決方案:
電阻體短路一般較易處理,只要不影響電阻絲長(zhǎng)短和粗細(xì),找到短路處進(jìn)行吹干,加強(qiáng)絕緣即可。電阻體斷路修理必須要改變電阻絲的長(zhǎng)短而影響電阻值,為此以更換新的電阻體為好;
若采用焊接修理,焊接后要校驗(yàn)合格后才能使用。熱電阻測(cè)溫系統(tǒng)在運(yùn)行中常見(jiàn)故障及處理方法如下表: