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        化工自動(dòng)化儀表的安裝與管理

        2019-02-16 01:48:55張亞東李金鶴
        設(shè)備管理與維修 2019年20期
        關(guān)鍵詞:化工設(shè)備化工企業(yè)儀表

        張亞東,李金鶴,陸 佳

        (江蘇藍(lán)天安全科技有限公司,江蘇南通 226004)

        0 引言

        化工生產(chǎn)中危險(xiǎn)因素較多,對(duì)環(huán)境造成的破壞較大,涉及到的人員、設(shè)備、材料種類多樣?;どa(chǎn)通常在封閉容器中進(jìn)行,往往需要高溫和高壓環(huán)境,安全隱患較大??茖W(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展,尤其是計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅猛進(jìn)步,使自動(dòng)化技術(shù)在化工生產(chǎn)過程中的應(yīng)用越來越廣泛,構(gòu)建自動(dòng)化控制系統(tǒng)可以遠(yuǎn)程控制化工儀表,及時(shí)調(diào)整化工工藝參數(shù),使整個(gè)化工生產(chǎn)環(huán)節(jié)都能得到有效控制,保證生產(chǎn)環(huán)境的安全有序,避免出現(xiàn)安全事故。

        1 化工自動(dòng)化儀表的種類和安裝規(guī)范

        化工生產(chǎn)項(xiàng)目涉及到的化工設(shè)備種類較多,根據(jù)不同的劃分依據(jù)可以將之規(guī)定為不同的類型,比如根據(jù)安裝類型劃分可將化工自動(dòng)化儀表分為架裝儀表、盤裝儀表和現(xiàn)場(chǎng)儀表等。根據(jù)使用能源狀況可將化工自動(dòng)化儀表劃分為電動(dòng)儀表、氣動(dòng)儀表及液動(dòng)儀表?;ぷ詣?dòng)化儀表適用范圍較廣,種類繁多,安裝和管理過程中存在一定難度,要求技術(shù)人員具備專業(yè)的安裝知識(shí),了解設(shè)備運(yùn)行原理,能夠結(jié)合化工生產(chǎn)的實(shí)際需求,合理開展化工自動(dòng)化儀表的安裝,保證化工生產(chǎn)流程的科學(xué)性和穩(wěn)定性。

        化工自動(dòng)化儀表中的溫度檢測(cè)儀表主要基于溫度傳感器檢測(cè)化工生產(chǎn)過程中的溫度參數(shù),儀表使用的溫度傳感器主要包括雙金屬溫度計(jì)、熱電阻溫度計(jì)及熱電偶溫度計(jì)等。溫度傳感器的選擇是由所測(cè)介質(zhì)的溫度范圍以及物理化學(xué)性質(zhì)決定的。在溫度檢測(cè)儀表測(cè)試及溫度傳感器的安裝過程中,需要注意相應(yīng)型號(hào)補(bǔ)償導(dǎo)線的搭配,保證溫度傳感器的正常使用,提高溫度傳感器的靈敏性和精確性。其次,化工自動(dòng)化儀表中的壓力檢測(cè)儀表主要包括現(xiàn)場(chǎng)壓力表、壓力開關(guān)及壓力變送器,主要依據(jù)壓力傳感器的測(cè)量壓差進(jìn)行測(cè)量,可以有效檢測(cè)化工生產(chǎn)過程中密閉空間的壓力,適時(shí)監(jiān)測(cè)化工反應(yīng)的環(huán)境并進(jìn)行報(bào)警[1]。

        在化工自動(dòng)化儀表的安裝與管理過程中,必須按照相應(yīng)的行業(yè)規(guī)范及標(biāo)準(zhǔn)要求進(jìn)行。結(jié)合儀器裝置的功能特點(diǎn),明確安裝原理及設(shè)備的工作原理,保證安裝活動(dòng)順利有序地開展。由于化工企業(yè)儀表種類較多,不同的儀表所發(fā)揮的功能也各不相同,在進(jìn)行儀表自動(dòng)化構(gòu)建及設(shè)備安裝的過程中,工作人員必須明確不同儀表裝置所發(fā)揮的作用以及儀表的使用環(huán)境條件、安裝環(huán)境以及影響因素等。同時(shí),技術(shù)人員還要明確儀表的材質(zhì)特點(diǎn)、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、工作機(jī)理等,保證安裝后的儀表能正常工作和穩(wěn)定運(yùn)行,提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。目前常見的化工設(shè)備儀表主要包括執(zhí)行類設(shè)備儀表及檢測(cè)類設(shè)備儀,主要是對(duì)化工生產(chǎn)期間各種溫度、流量、壓力等參數(shù)進(jìn)行測(cè)量,結(jié)合化工生產(chǎn)實(shí)際需求進(jìn)行參數(shù)的調(diào)整與記錄,保證化工裝置正常運(yùn)行。執(zhí)行儀表主要根據(jù)調(diào)節(jié)類儀表的相關(guān)指令以及所測(cè)試的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和工作,調(diào)節(jié)對(duì)應(yīng)的輸入輸出量以及生產(chǎn)控制模式,使化工生產(chǎn)活動(dòng)順利進(jìn)行,以提高生產(chǎn)效益[2]。

        2 化工儀表自動(dòng)化安裝與管理注意事項(xiàng)

        2.1 流量測(cè)量表精度問題

        化工生產(chǎn)活動(dòng)對(duì)原材料的精度控制要求較高。在實(shí)際生產(chǎn)過程中,需要各種流量測(cè)量設(shè)備和控制設(shè)備對(duì)原料的使用量進(jìn)行精確的管理與控制,保證原料投入量的穩(wěn)定性和精確性,避免出現(xiàn)過大誤差而引起反應(yīng)失敗,確保生產(chǎn)準(zhǔn)確科學(xué)地完成。我國(guó)化工企業(yè)多采用沖程泵實(shí)現(xiàn)配料的運(yùn)送,通過沖程泵往復(fù)運(yùn)動(dòng)的柱塞合理控制配料量,實(shí)現(xiàn)物料的精確微量控制,保證生產(chǎn)過程安全開展,避免因原材料問題造成的反應(yīng)失敗以及經(jīng)濟(jì)損失[3]。

        2.2 設(shè)備安裝前的資料準(zhǔn)備工作

        化工設(shè)備自動(dòng)化儀表的安裝與管理活動(dòng)涉及的材料較多,內(nèi)容復(fù)雜,需要按照行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范安裝。安裝前必須要結(jié)合應(yīng)用的技術(shù)、材料、設(shè)備、人員等,全面收集涉及到的資料,并制定安裝圖紙。設(shè)備安裝過程要嚴(yán)格按照?qǐng)D紙要求,保證安裝的嚴(yán)謹(jǐn)性和程序性。安裝前的資料準(zhǔn)備主要包括施工圖紙的準(zhǔn)備、安裝說明書的準(zhǔn)備以及自控安裝準(zhǔn)備等,需要準(zhǔn)備的資料種類較多,這些資料在很大程度上直接關(guān)系著設(shè)備安裝的成敗,也為后續(xù)的管理與維護(hù)提供有效的數(shù)據(jù)支持。因此,安裝人員必須要加強(qiáng)對(duì)相關(guān)資料的收集與管理,做好設(shè)備安裝數(shù)據(jù)的計(jì)算,仔細(xì)閱讀說明書,以指導(dǎo)后續(xù)的設(shè)備安裝工作,保證設(shè)備安裝的合理性和科學(xué)性,使安裝后的設(shè)備能長(zhǎng)期正常運(yùn)行[4]。

        2.3 缺乏專業(yè)水平高的人才

        化工設(shè)備建設(shè)以及自動(dòng)化設(shè)備的安裝涉及的技術(shù)含量較高,需要安裝人員具備專業(yè)的設(shè)備安裝知識(shí)以及豐富的安裝經(jīng)驗(yàn)。目前,我國(guó)化工企業(yè)普遍缺乏專業(yè)水平高的人才,依然采取落后的工藝進(jìn)行自動(dòng)化儀表的安裝工作,設(shè)備的自動(dòng)化性能得不到充分發(fā)揮,對(duì)企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的提升效果不明顯,因此必須要加強(qiáng)高素質(zhì)專業(yè)人才的培養(yǎng)以及引進(jìn),為人才提供充足的發(fā)展空間,提高其工作積極性,保證化工企業(yè)設(shè)備建設(shè)的自動(dòng)化水平。其次,一些企業(yè)雖然已經(jīng)認(rèn)識(shí)到自動(dòng)化儀表設(shè)備安裝與管理的重要意義,也明確人才的重要性,但從實(shí)際情況來看,化工企業(yè)普遍缺乏對(duì)現(xiàn)有人才的培養(yǎng)與維護(hù),人才流失嚴(yán)重,現(xiàn)有人才培訓(xùn)不到位,安裝人員實(shí)際操作與培訓(xùn)內(nèi)容差別較大,影響自動(dòng)化設(shè)備安裝活動(dòng)的順利開展[5]。

        2.4 控制系統(tǒng)容錯(cuò)性能問題

        化工企業(yè)生產(chǎn)過程使用的溫度檢測(cè)元件主要是熱電阻和熱電偶,通過溫度檢測(cè)元件得到化工生產(chǎn)過程中的溫度數(shù)據(jù),為化工生產(chǎn)參數(shù)的調(diào)整以及設(shè)備的自動(dòng)化控制提供有效數(shù)據(jù)參考,實(shí)時(shí)監(jiān)控化工設(shè)備內(nèi)部的溫度變化情況。化工生產(chǎn)自動(dòng)化控制過程中經(jīng)常使用熱電偶檢測(cè)元件檢測(cè)安全柵機(jī)柜以及控制器機(jī)柜的溫度情況,熱電偶檢測(cè)元件靈活性相對(duì)更好,檢測(cè)精度更高,應(yīng)用于重要設(shè)備的溫度監(jiān)測(cè)過程中,能及時(shí)發(fā)現(xiàn)溫度異常,并采取有效措施進(jìn)行處理,避免故障的擴(kuò)大而影響生產(chǎn)。在自動(dòng)化控制過程中,要求每項(xiàng)生產(chǎn)環(huán)節(jié)和生產(chǎn)內(nèi)容都有有效的監(jiān)測(cè)系統(tǒng),保證每個(gè)環(huán)節(jié)的元件都處于良好的工作狀態(tài),提高檢測(cè)數(shù)據(jù)的精確度以及控制系統(tǒng)的容錯(cuò)性能,以保證自動(dòng)化系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。

        3 化工儀表自動(dòng)化設(shè)備安裝與管理對(duì)策

        3.1 優(yōu)化人機(jī)界面

        計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展使智能化控制系統(tǒng)在化工企業(yè)中的應(yīng)用越來越廣泛,得以真正實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化管理與控制,減少人力資源的使用,提高控制精度和控制效率。傳統(tǒng)的化工企業(yè)控制裝置和系統(tǒng)一般只設(shè)置一個(gè)控制室,應(yīng)用智能化控制系統(tǒng)后需要設(shè)置并行式控制室,實(shí)現(xiàn)中央控制室與多個(gè)子控制室聯(lián)用的控制方法,提高控制效率。在化工企業(yè)生產(chǎn)控制過程中,中央控制器采用液晶顯示設(shè)備實(shí)時(shí)顯示儀表的準(zhǔn)確信息和內(nèi)容,員工可以通過人機(jī)界面進(jìn)行自動(dòng)化生產(chǎn)的輔助控制,及時(shí)調(diào)整異常參數(shù),人機(jī)控制界面還可以確定具體的工位號(hào)以及所需要執(zhí)行的操作方式,實(shí)現(xiàn)DCS 組態(tài)。同時(shí)也可以利用人機(jī)控制界面進(jìn)行化工生產(chǎn)工藝流程圖及模擬圖的制作,審核生產(chǎn)工藝的有效性,優(yōu)化生產(chǎn)工藝,保證生產(chǎn)的順利進(jìn)行[6]。

        3.2 增加儀器監(jiān)視功能

        化工企業(yè)生產(chǎn)過程中存在的安全隱患較多,會(huì)對(duì)人員的生命安全造成嚴(yán)重威脅,因此可以通過增加儀器監(jiān)視功能的方式,保證設(shè)備運(yùn)行的安全性和可靠性。做好安全檢測(cè)工作,發(fā)現(xiàn)安全隱患與安全問題并及時(shí)處理,保證生產(chǎn)安全。在設(shè)備安裝過程中,要安裝全面的監(jiān)控系統(tǒng),充分發(fā)揮儀器設(shè)備的監(jiān)控功能,監(jiān)控對(duì)象包括設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)以及生產(chǎn)流程。在化工生產(chǎn)設(shè)備自動(dòng)化安裝與管理的過程中,通常需要在設(shè)備安裝的同時(shí)安裝多個(gè)輔助儀器設(shè)備,使各設(shè)備之間相互協(xié)調(diào)配合以提高生產(chǎn)效率。由于涉及化工生產(chǎn)的儀器設(shè)備互相影響且互相干擾,因此在安裝過程中,要根據(jù)施工圖紙按照連貫性原則進(jìn)行設(shè)備安裝,充分發(fā)揮數(shù)據(jù)監(jiān)控的作用,提高監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)的準(zhǔn)確性,保證化工設(shè)備正常運(yùn)行。

        3.3 常規(guī)控制部分

        常規(guī)控制部分是化工設(shè)備儀表自動(dòng)化系統(tǒng)建設(shè)中的重要組成部分,主要通過自動(dòng)化技術(shù)進(jìn)行各項(xiàng)儀表的連續(xù)控制和批量控制,包括機(jī)動(dòng)組合儀表、電動(dòng)單元組合儀表以及DCS 儀表。常規(guī)控制部分控制方案的核心技術(shù)是PID 調(diào)節(jié)方式,化工企業(yè)最常用的控制方式包括串級(jí)調(diào)節(jié)方式、單回路調(diào)節(jié)方式以及前饋調(diào)節(jié)方式??刂品绞揭鶕?jù)企業(yè)的生產(chǎn)目的及生產(chǎn)環(huán)節(jié)選擇,提高控制算法性能的穩(wěn)定性與計(jì)算的速度,實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化系統(tǒng)補(bǔ)償和追蹤功能,提高化工設(shè)備的整體水平。

        4 結(jié)束語

        綜上所述,化工設(shè)備建設(shè)過程中儀表自動(dòng)化設(shè)備的安裝與管理直接關(guān)系著企業(yè)的生產(chǎn)水平,影響企業(yè)的安全生產(chǎn)活動(dòng)??茖W(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展使各項(xiàng)新技術(shù)在化工企業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用越來越深化,極大地提高了企業(yè)的生產(chǎn)效率和生產(chǎn)的穩(wěn)定性。在化工設(shè)備建設(shè)過程中積極引入自動(dòng)化設(shè)備,提高企業(yè)生產(chǎn)的安全性和可靠性,保證企業(yè)的生產(chǎn)效益、經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益,促進(jìn)企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

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