化工設(shè)備過程控制儀表的故障剖析及處理方法

摘要:文章詳細(xì)分析了某大型化工設(shè)備中多種過程控制儀表的常見故障現(xiàn)象及故障產(chǎn)生機(jī)理,深刻闡述了故障判斷處理的基本思路和方法。

0引言

隨著現(xiàn)代化水平的提高,過程控制儀表自動(dòng)化水平普遍提升;隨著過程控制儀表智能化水平、制造工藝及質(zhì)量逐步提高,過程控制儀表故障也較少發(fā)生;一旦發(fā)生故障,就很難判斷及處理,特別是軟故障很難解決。這也給儀表維修人員提出了新的挑戰(zhàn),除了要掌握儀表的工作原理,熟知儀表的電氣控制原理圖之外,還需了解相關(guān)化工原理,化工設(shè)備及化工工藝流程等相關(guān)知識(shí),只有這樣,儀表維修人員才能快速判斷過程控制儀表的故障機(jī)理,快速解決故障,及時(shí)恢復(fù)生產(chǎn)。

以下結(jié)合某大型化工裝置的過程控制儀表,總結(jié)過程控制儀表常見的故障、故障機(jī)理及相應(yīng)的處理措施,為維修其它大型化工設(shè)備的過程控制儀表提供了參考。

1過程控制儀表的故障判斷及處理

1.1閥門定位器故障的判斷和處理措施

閥門定位器是控制閥的主要附件.它將閥桿位移信號(hào)作為輸入的反饋測量信號(hào),以控制器輸出信號(hào)作為設(shè)定信號(hào),進(jìn)行比較,當(dāng)兩者有偏差時(shí),改變其到執(zhí)行機(jī)構(gòu)的輸出信號(hào),使執(zhí)行機(jī)構(gòu)動(dòng)作,建立了閥桿位移倍與控制器輸出信號(hào)之間的一一對(duì)應(yīng)關(guān)系。因此,閥門定位器組成以閥桿位移為測量信號(hào),以控制器輸出為設(shè)定信號(hào)的反饋控制系統(tǒng)。該控制系統(tǒng)的操縱變量是閥門定位器去執(zhí)行機(jī)構(gòu)的輸出信號(hào)。

閥門定位器故障處理思路及處理措施見表1:

表1閥門定位器故障

常見故障名稱 故障產(chǎn)生機(jī)理 故障解決方法

零位錯(cuò)位 1、調(diào)零螺絲有松動(dòng)現(xiàn)象;

2、輸入氣室膜片泄露;

3、行程調(diào)整緊固件(拼帽)松動(dòng);

4、凸輪松動(dòng); 1、緊固調(diào)零零件,并重新調(diào)整零點(diǎn);

2、緊固放大器螺釘,膜片損壞應(yīng)更換;

3、重新調(diào)整緊固行程調(diào)整件;

4、緊固凸輪;

行程不對(duì) 1、行程調(diào)節(jié)錯(cuò)位;

2、凸輪位置錯(cuò)位; 1、重新調(diào)整;

2、重新安裝;

有氣源、有信號(hào)而無輸出 1、信號(hào)正負(fù)極接反;

2、恒節(jié)流孔堵塞;

3、輸出管路;

4、力矩馬達(dá)短路; 1、信號(hào)重新接正確;

2、用<0.3的通針或銅絲疏通,并吹除管道內(nèi)殘余雜物;

3、檢查輸出管道;

4、檢查原因,更換力矩馬達(dá)組件;

動(dòng)作緩慢行程達(dá)不到 1、氣源壓力不夠;

2、擋板與噴嘴接觸**(密封性差);

3、氣管有堵,流量太小;

4、執(zhí)行機(jī)構(gòu)膜片漏氣; 1、調(diào)整氣源壓力;

2、調(diào)整噴嘴擋板位置;

3、疏通或更換氣管;

4、更換膜片

振蕩 1、輸出管路漏氣;

2、恒節(jié)流孔堵塞后流量太小;

3、凸輪反饋部件安裝不當(dāng),與其它部件碰撞;

4、用于配小執(zhí)行機(jī)構(gòu)輸出流量太大; 1、擰緊氣管接頭;

2、疏通恒節(jié)流口;

3、重新調(diào)整安裝位置;

4、在輸出管路中加阻流裝置;

出現(xiàn)兩位式不能定位 1、凸輪位置與執(zhí)行機(jī)構(gòu)作用方式不符;

2、反饋連接部位固定螺釘松動(dòng),凸輪不轉(zhuǎn)動(dòng); 1、重新安裝凸輪;

2、重新安裝并緊固螺釘;

1.2流量計(jì)故障的判斷和處理措施

流量計(jì):測量流體流量的儀表。通常分為速度式流量計(jì)如差壓式流量計(jì)、轉(zhuǎn)子式流量計(jì)、電磁流量計(jì)、渦輪流量計(jì);容積式流量計(jì)如橢圓齒輪流量計(jì)、活塞式流量計(jì);質(zhì)量式流量計(jì)如慣性力式流量計(jì)、補(bǔ)償式質(zhì)量流量計(jì)等。

流量計(jì)的主要故障現(xiàn)象有:流量計(jì)不顯示、流量計(jì)零點(diǎn)不穩(wěn)定或測量偏差大。

1.2.1流量計(jì)不顯示故障處理思路及處理措施檢查電源接線、電源等級(jí)是否正確;正確接線。顯示器插鍵是否松動(dòng);重新插緊顯示器插件。內(nèi)部變壓器或保險(xiǎn)管是否燒壞;更換變壓器或保險(xiǎn)。轉(zhuǎn)換器不能向下安裝,避免管道中液體向轉(zhuǎn)換器滲漏,造成絕緣下降,造成短路;正確安裝。

1.2.2流量計(jì)零點(diǎn)不穩(wěn)定或測量偏差大故障處理思路及處理措施

(1)檢查上、下游閥門。查看上游的閥門應(yīng)距離流量計(jì)10D以上。上、下游閥門泄漏會(huì)導(dǎo)致流量計(jì)內(nèi)不滿管,零點(diǎn)不穩(wěn)定。而閥門不全開、處于半開狀態(tài)時(shí),會(huì)導(dǎo)致流體流動(dòng)不穩(wěn)定,導(dǎo)致儀表讀數(shù)受到擾動(dòng),測量偏差大。應(yīng)使上、下游閥門無泄漏,盡量不處于半開狀態(tài)。

(2)檢查流量計(jì)中是否充滿流體?查看流量計(jì)的安裝位置是否會(huì)造成流量計(jì)中不能完全充滿流體并避免產(chǎn)生氣泡。水平安裝的應(yīng)裝于管路低點(diǎn),垂直安裝的流體流向應(yīng)向上;電極所在平面應(yīng)與地平面平行,避免電極垂直安裝造成上方電極集結(jié)氣泡、下方電極被泥漿覆蓋。

(3)流量計(jì)前后直管段是否符合要求?一般前5D后2D,上游有擴(kuò)徑或閥門的要在前10D后2D。

(4)工藝管道是否存在有規(guī)律的振動(dòng)?消除振動(dòng),安裝減振裝置。

(5)流量計(jì)接線與三級(jí)接地是否良好?由于電磁流量計(jì)的感應(yīng)信號(hào)電壓很小,容易受噪聲干擾。信號(hào)線接線時(shí)應(yīng)注意處理好信號(hào)電纜端部,使導(dǎo)線、內(nèi)屏蔽層、外屏蔽層、殼體之間不相互接觸。流量計(jì)的基準(zhǔn)電位必須與被測介質(zhì)相同。因此傳感器、轉(zhuǎn)換器、被測介質(zhì)要分別與地電位相連接,接地電阻應(yīng)小于10Ω,不可與大型電氣設(shè)備共用接地線。

化工設(shè)備過程控制儀表的故障剖析及處理方法(2)

(6)被測介質(zhì)電導(dǎo)率是否變化過大?流量計(jì)不能裝在液體電導(dǎo)率極不均勻的地方。尤其上游(約5D內(nèi))不能有化學(xué)物質(zhì)注入管道。若流體電導(dǎo)率處于下限處,應(yīng)盡可能降低流速。

(7)被測介質(zhì)是否容易引起淤積?被測介質(zhì)容易引起淤積的,流量計(jì)應(yīng)垂直安裝;定期清理電極上及電極附近的贓物、水垢。清理時(shí)應(yīng)用軟刷或軟布,勿劃傷內(nèi)襯。

(8)流量計(jì)是否靠近大功率電氣設(shè)備?盡量使流量計(jì)遠(yuǎn)離大功率電機(jī)、變壓器等電氣設(shè)備,充分屏蔽儀表,單獨(dú)接地。

(9)參數(shù)設(shè)置是否恰當(dāng)?檢查參數(shù)設(shè)置如:測量量程(設(shè)置是否過高或過低)、K系數(shù)(是否與銘牌標(biāo)注一致)、空管檢測閾值(ABB電磁流量計(jì)正常時(shí)應(yīng)在1800左右)、小流量切除等參數(shù)設(shè)置是否恰當(dāng)。

確認(rèn)以上1～8條均正常后,流量計(jì)仍不能正常工作,如測量偏差大、測量值波動(dòng)等,可適當(dāng)調(diào)整如:自動(dòng)校零、阻尼時(shí)間、時(shí)間常數(shù)等類似參數(shù),以校準(zhǔn)零點(diǎn)或減小流量波動(dòng)。調(diào)零時(shí)應(yīng)在被測介質(zhì)充滿測量管并靜止的情況下進(jìn)行。

(10)流量計(jì)故障。根據(jù)流量計(jì)自診斷情況,查看故障代碼,通過儀表說明書查找對(duì)應(yīng)故障處理方法,處理故障或聯(lián)系廠家。

1.3自控系統(tǒng)中自動(dòng)包裝秤常見故障的判斷和處理措施

自動(dòng)包裝秤:在化工生產(chǎn)中,生產(chǎn)的產(chǎn)品,如尿素、碳氨、聚氯乙烯、檸檬酸、賴氨酸、玉米蛋白飼料等為粉狀或顆粒狀,大都要用自動(dòng)包裝秤自動(dòng)成袋包裝。包裝過程采用可編程控制器來實(shí)現(xiàn),自動(dòng)包裝秤一般包括稱重傳感器、控制下料小電磁閥、控制氣缸、夾帶器等元器件。

自動(dòng)包裝秤主要故障現(xiàn)象有:不下料、下料不穩(wěn)定、下料零點(diǎn)飄、波動(dòng)大、下料至部分后停止下料等。

故障處理思路:首先判斷PLC工作電源是否正常,檢查儀表接線,其次判斷現(xiàn)場控制儀表。分析思路及判斷處理見表2:

1.4溫度變送器故障的判斷和處理措施

溫度變送器:熱電偶(阻)在工作狀態(tài)下所測得熱電勢(阻)的變化,經(jīng)過溫度變送器的電橋產(chǎn)生不平衡信號(hào),經(jīng)放大后轉(zhuǎn)換成為DC4-20mA電流信號(hào)或1～5V電壓信號(hào)給工作儀表,工作儀表便顯示出所對(duì)應(yīng)的溫度值。

溫度變送器常見故障現(xiàn)象主要有:無輸出信號(hào)、輸出信號(hào)不穩(wěn)定、輸出信號(hào)很大或很小與實(shí)際輸入信號(hào)不符。

溫度變送器故障處理思路:首先判斷工作電源是否正常,檢查儀表接線;其次判斷現(xiàn)場溫度傳感器好與壞,再判斷溫度變送器好與壞,判斷相應(yīng)的PLC模塊輸入點(diǎn)正常與否,判斷PLC模塊輸出點(diǎn)正常與否。

2結(jié)語

通過以上幾種典型的過程控制儀表常見故障現(xiàn)象的論述及故障處理實(shí)例的剖析,闡述了如何在生產(chǎn)過程中檢查和處理過程控制儀表的故障,為處理和判斷過程控制儀表常見故障提供了一種有效的工作方法和思路?，F(xiàn)代科技的發(fā)展,日新月異,儀表的更新?lián)Q代固然很快,只要我們不懈努力學(xué)習(xí),深刻了解和掌握各種儀表的工作原理,熟悉和掌握工藝流程,對(duì)于維護(hù)過程控制儀表并非難事。這就需要我們不斷積累維修經(jīng)驗(yàn),**分析故障原因,對(duì)于解決儀表故障,迅速恢復(fù)生產(chǎn),為經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展貢獻(xiàn)自己的一份力量。