王文龍

(同煤廣發(fā)化學(xué)工業(yè)有限公司，山西 大同 037000)

引 言

近幾年煤化工系統(tǒng)中的儀表設(shè)備技術(shù)水平不斷提高，煤化工儀表設(shè)備中所應(yīng)用的技術(shù)也越來越多，比如傳感器技術(shù)、IT技術(shù)、信息技術(shù)以及防爆破技術(shù)等等，其功能也逐漸朝著多樣化方向發(fā)展?，F(xiàn)階段，國內(nèi)煤化工產(chǎn)業(yè)取得了飛速的發(fā)展，而儀表裝置是煤化工系統(tǒng)運(yùn)行過程中無法替代的重要組成部分，儀表裝置在煤化工系統(tǒng)中所發(fā)揮的作用越來越重要，只有確保了儀表裝置能夠正常運(yùn)轉(zhuǎn)，才可以保障生產(chǎn)的安全性與可靠性。因此，全面分析煤化工系統(tǒng)中儀表裝置故障問題，尋找故障分析的科學(xué)方法，對(duì)于預(yù)防儀表故障保障系統(tǒng)安全運(yùn)行擁有極為重要的意義。

1 煤化工系統(tǒng)中儀表裝置典型故障

在煤化工系統(tǒng)中所使用的儀表包含有流量測(cè)量儀表裝置、壓力儀表測(cè)量裝置、溫度儀表測(cè)量裝置以及液位儀表測(cè)量裝置等，對(duì)于每一個(gè)測(cè)量儀表來說，均應(yīng)當(dāng)確保儀表能夠以穩(wěn)定的狀態(tài)運(yùn)行，這樣才能保證儀表運(yùn)行的可靠性。

1.1 流量測(cè)量儀表裝置典型故障

1) 工藝介質(zhì)自身的黏度不同、雷諾數(shù)不同以及密度不同等均會(huì)導(dǎo)致儀表測(cè)量參數(shù)出現(xiàn)改變，從而導(dǎo)致儀表測(cè)量結(jié)果存在較大誤差。

2) 進(jìn)行氣體測(cè)量過程中，要是沒有考慮溫壓補(bǔ)償問題，則會(huì)導(dǎo)致設(shè)計(jì)的溫度壓力值和實(shí)際值存在差異，從而使得測(cè)量結(jié)果存在一定誤差。

3) 測(cè)量傳遞過程中，若是導(dǎo)壓管裝置發(fā)生堵塞、摻雜氣包以及泄露等問題，將使得儀表測(cè)量產(chǎn)生較大誤差。

4) 信號(hào)輸送的回路之中連接端子發(fā)生松動(dòng)或者是出現(xiàn)腐蝕等問題，同樣將導(dǎo)致測(cè)量誤差出現(xiàn)。

1.2 壓力測(cè)量儀表裝置典型故障

使用壓力測(cè)量儀表裝置主要是對(duì)膜盒等較為敏感的一些元件進(jìn)行測(cè)量，元件在不同的壓力下將會(huì)出現(xiàn)各種應(yīng)力變形，再把這種形變信號(hào)轉(zhuǎn)化成電信號(hào)，然后將電信號(hào)作為輸送信號(hào)輸送至接受設(shè)備之中。進(jìn)行壓力測(cè)量時(shí)最常應(yīng)用的便是壓力變送器裝置。但是溫度低于0 ℃后，要是未能做好保溫措施，會(huì)導(dǎo)致引壓管道出現(xiàn)結(jié)冰問題，從而導(dǎo)致膜片發(fā)生變形，導(dǎo)致測(cè)試結(jié)果準(zhǔn)確性變差，要是故障較為嚴(yán)重則需要對(duì)儀表進(jìn)行更換。另外，接線端子發(fā)生松動(dòng)、觸點(diǎn)接觸不良等均會(huì)導(dǎo)致壓力測(cè)量儀表裝置出現(xiàn)故障[1]。

1.3 溫度測(cè)量儀表裝置典型故障

在溫度測(cè)量儀表裝置中，熱電阻以及熱電偶是最為常用的儀表裝置，另外溫度測(cè)量儀表裝置還包含有溫包式、雙金屬等類型，其中熱電偶是最為常用的溫度測(cè)量儀表裝置。熱電偶裝置最為典型的故障問題是接線問題、短路問題以及斷路問題等。同時(shí)，熱電偶裝置被液面所淹沒以及套管出現(xiàn)結(jié)垢等，均會(huì)導(dǎo)致熱電偶裝置測(cè)量結(jié)果存在偏差。

1.4 液位測(cè)量儀表裝置典型故障

對(duì)于液位測(cè)量儀表裝置來說，最常見的故障是液位測(cè)量結(jié)果偏高、偏低或者是波動(dòng)等故障，進(jìn)行實(shí)際的測(cè)量過程中介質(zhì)沸騰以及介質(zhì)密度波動(dòng)等均會(huì)導(dǎo)致虛假液位問題出現(xiàn)。在液位測(cè)量儀表使用時(shí)，應(yīng)當(dāng)關(guān)注這些因素對(duì)液位測(cè)量結(jié)果的影響。另外，導(dǎo)壓管道發(fā)生堵塞或者出現(xiàn)結(jié)晶等也會(huì)導(dǎo)致液測(cè)量儀表裝置出現(xiàn)故障[2]。

535 干擾素調(diào)節(jié)因子 8 抑制輔助性 T 淋巴細(xì)胞 17 分化在白塞病發(fā)病機(jī)制中的作用 林晨紅，管劍龍

2 基于層次分析理論的煤化工系統(tǒng)儀表故障分析模型構(gòu)建

基于模糊評(píng)價(jià)理論設(shè)計(jì)煤化工系統(tǒng)儀表故障分析模型，將故障環(huán)境有關(guān)信息加以量化處理，從而制定有針對(duì)性的措施解決儀表出現(xiàn)的故障問題。

2.1 煤化工系統(tǒng)儀表各個(gè)因素加以統(tǒng)一處理

導(dǎo)致煤化工系統(tǒng)儀表裝置出現(xiàn)故障的因素非常多，應(yīng)當(dāng)全面分析儀表運(yùn)行過程中所處的各種環(huán)境因素，同時(shí)依照下述方程式針對(duì)不同的環(huán)境指標(biāo)加以統(tǒng)一處理，構(gòu)建評(píng)價(jià)指標(biāo)集合。

首先，假定{X(t),t≥0}屬于連續(xù)且有限狀態(tài)S集合，也就是X(t)是在S中取值的一個(gè)隨機(jī)過程，狀態(tài)轉(zhuǎn)移矩陣公式如式(1)、式(2)：

0≤Rij(Δt)

(1)

(2)

式中，R代表的是概率大小；ij代表的是由一種狀態(tài)而轉(zhuǎn)移至另外狀態(tài)，比如，R10代表的是由1狀態(tài)轉(zhuǎn)移至0狀態(tài)概率大小。

2.2 構(gòu)建分析矩陣

2.2.1 構(gòu)建分析層次

依照煤化工系統(tǒng)儀表裝置典型故障的完全分析結(jié)果，設(shè)定相應(yīng)的權(quán)重向量，然后再對(duì)風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)域進(jìn)行全面分析，把[0,1]區(qū)間劃分成4個(gè)不同的層次，根據(jù)儀表裝置真實(shí)需求情況，再進(jìn)一步對(duì)層次進(jìn)行細(xì)分。分析層次如表1所示。

表1 分析層次表

2.2.2 構(gòu)建評(píng)價(jià)矩陣[見式(3)、式(4)]

V=[v1,v2, ···,vm]T

(3)

Vj=yj+(zj-yj)/2

(4)

式中：V代表的是分析向量；j代表的是分析級(jí)別的個(gè)數(shù)，j=1,2,3,4。

依照上述方程能夠得出式(5)：

(5)

依照故障發(fā)生的風(fēng)險(xiǎn)定義R=P×L，能夠得到最終的模型，即式(6)：

R=∑wiPi×∑wiLi×(M1+M2)

(6)

式中：R代表的是風(fēng)險(xiǎn)大??；wi代表的是指標(biāo)所對(duì)應(yīng)權(quán)重大?。籔i代表的是固有風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生可能性指標(biāo)評(píng)價(jià)得分情況；Li代表的是故障風(fēng)險(xiǎn)嚴(yán)重度評(píng)價(jià)得分；M1代表的是所使用的監(jiān)測(cè)措施；M2代表的是所使用的控制措施。

通過評(píng)價(jià)矩陣能夠更為精準(zhǔn)得到煤化工系統(tǒng)中測(cè)量儀表在未來特定時(shí)刻發(fā)生某種故障的概率大小，也更加有助于我們對(duì)特定時(shí)期內(nèi)測(cè)量儀表裝置具體運(yùn)行情況加以預(yù)測(cè)，從而事先制定煤化工系統(tǒng)中儀表故障出現(xiàn)時(shí)應(yīng)當(dāng)采取的有效措施，并制定防止故障出現(xiàn)的方案，從而確保煤化工系統(tǒng)中儀表裝置能夠安全、可靠的運(yùn)行[3]。

3 煤化工系統(tǒng)儀表應(yīng)用時(shí)需注意的事項(xiàng)

1) 在儀表裝置的應(yīng)用時(shí)發(fā)生故障，則要結(jié)合儀表運(yùn)行的環(huán)境情況，對(duì)儀表裝置加以改進(jìn)。另外，在實(shí)際使用過程中，要求相關(guān)人員必須嚴(yán)格的依照相應(yīng)規(guī)范以及標(biāo)準(zhǔn)完成操作，確保儀表被有效地保護(hù)。

2) 要是測(cè)量儀表裝置中的電纜接線未能完全密封，那么將導(dǎo)致儀表內(nèi)部會(huì)極易被雨水或者其它一些液體滲入，導(dǎo)致儀表之中的某些部件潤滑變差，也易引發(fā)電路故障。所以，儀表采購、安裝以及使用過程中均需要關(guān)注電纜接頭位置具體密封狀況。在儀表型號(hào)的選擇過程中，同樣應(yīng)當(dāng)確保電纜外徑應(yīng)當(dāng)和接頭的大小相互匹配。進(jìn)行接頭處理過程中，應(yīng)當(dāng)依據(jù)規(guī)范要求確保接頭牢靠性。

3) 對(duì)于一些寒冷區(qū)域中煤化工系統(tǒng)來說，在進(jìn)入冬季之前應(yīng)當(dāng)做好儀表裝置的伴熱投用工作，同時(shí)確保進(jìn)入冬季之前針對(duì)一些含有殘留水分的儀表管道進(jìn)行徹底排污處理。對(duì)于輸水管道應(yīng)當(dāng)使用打壓泵定期的向管道中打壓丙三醇等防凍物質(zhì)，同時(shí)加強(qiáng)伴熱工作的檢查力度，避免管道發(fā)生結(jié)冰問題。

4) 要想確保煤化工測(cè)量儀表裝置故障發(fā)生概率顯著降低，應(yīng)當(dāng)對(duì)測(cè)量儀表裝置定期開展標(biāo)定以及保養(yǎng)工作，按時(shí)對(duì)管路進(jìn)行排污處理。進(jìn)行儀表裝置維護(hù)時(shí)，要制定全面細(xì)致的儀表檢修規(guī)劃與方案，對(duì)儀表開展全面的檢查，確保儀表運(yùn)行的可靠性。

5) 加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)巡檢工作，有針對(duì)性的開展巡檢工作，對(duì)于重點(diǎn)儀表應(yīng)當(dāng)要重點(diǎn)監(jiān)控。由于很多煤化工生產(chǎn)線建設(shè)的環(huán)境條件相對(duì)較差，早間與晚間存在較大溫差，而且冬季氣溫非常低，儀表運(yùn)行環(huán)境相對(duì)惡劣，因此，在巡查時(shí)應(yīng)當(dāng)尤為關(guān)注電纜接線接頭情況以及密封情況。要對(duì)儀表的閥門進(jìn)行檢查，查看是否存在震動(dòng)問題；對(duì)風(fēng)減壓閥門進(jìn)行檢查，查看是否有污水存在；對(duì)執(zhí)行裝置進(jìn)行檢查，查看是否存在漏氣情況等。這些工作均為巡檢工作的內(nèi)容，同時(shí)也是確保儀表可靠、穩(wěn)定運(yùn)行的基礎(chǔ)保障。

4 結(jié)語

隨著技術(shù)工藝不斷的發(fā)展，煤化工系統(tǒng)中儀表功能變得更為強(qiáng)大，儀表測(cè)量范圍以及精度等均顯著提升。在煤化工產(chǎn)業(yè)現(xiàn)代化水平不斷提升的同時(shí)，也要求儀表要更為靈敏以及精準(zhǔn)。在儀表功能逐漸強(qiáng)大的同時(shí)，儀表發(fā)生故障的概率也隨之增加，對(duì)煤化工系統(tǒng)安全運(yùn)行帶來極為不利的影響。因此，要求我們應(yīng)當(dāng)采用先進(jìn)的故障分析方法，更加準(zhǔn)確的掌握儀表運(yùn)行狀況，并針對(duì)儀表運(yùn)行中出現(xiàn)的問題，制定適宜的防治方案，確保煤化工系統(tǒng)能夠安全與可靠的運(yùn)行。