王利雄 (貴州盤江電投天能焦化有限公司，貴州 六盤水 553531)

0 引言

在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)愈演愈烈的背景下，各個(gè)焦化廠都十分重視自身核心競(jìng)爭(zhēng)力的提升，通過(guò)利用各種自動(dòng)化儀表，實(shí)現(xiàn)煉焦全過(guò)程的監(jiān)測(cè)，一旦相關(guān)狀態(tài)參數(shù)或運(yùn)行參數(shù)發(fā)生劇烈變化，證明存在煉焦工序不合理或焦化設(shè)備故障等現(xiàn)象，此種情況下維修人員可以完成點(diǎn)對(duì)點(diǎn)維修，提高故障排除效率，從而保證煉焦生產(chǎn)的效率。但是，當(dāng)自動(dòng)化儀表出現(xiàn)運(yùn)行故障時(shí)，監(jiān)測(cè)的狀態(tài)參數(shù)和運(yùn)行參數(shù)不夠精確，無(wú)法有效保證煉焦生產(chǎn)的安全性，容易導(dǎo)致停工、停產(chǎn)的后果，不利于焦化廠的穩(wěn)定經(jīng)營(yíng)。因此，焦化廠的自動(dòng)化儀表管理人員必須加強(qiáng)自動(dòng)化儀表的故障預(yù)防和維護(hù)工作，科學(xué)分析自動(dòng)化儀表的常見(jiàn)故障原因，制定切實(shí)可行的故障預(yù)防和維護(hù)方案，使自動(dòng)化儀表的故障概率降至最低。

1 焦化廠應(yīng)用的自動(dòng)化儀表主要類別

1.1 溫度儀表

溫度儀表以接觸方式為劃分依據(jù)，具體包括接觸式和非接觸式，接觸式溫度儀表主要包括：玻璃溫度計(jì)、壓力式溫度計(jì)、熱電偶、熱電阻等。非接觸式溫度儀表主要包括：溫度調(diào)節(jié)器、溫度變送器、溫度傳感器等。溫度儀表發(fā)揮的主要作用是監(jiān)測(cè)煉焦生產(chǎn)過(guò)程中各道工序的環(huán)境溫度和設(shè)備溫度，當(dāng)溫度數(shù)值超過(guò)臨界值時(shí)，及時(shí)反饋給操作系統(tǒng)終端，并由操作人員結(jié)合具體數(shù)據(jù)做出響應(yīng)措施，保證溫度始終處在合理范圍內(nèi)。

1.2 壓力儀表

壓力儀表的種類相對(duì)豐富，主要分為兩種劃分方式，分別是工作方式劃分和工作原理劃分。壓力儀表具體包括液柱式壓力儀表、彈性式壓力儀表、電氣式壓力儀表等。以液柱式壓力儀表為例，其主要工作原理是利用液柱高度產(chǎn)生的壓力平衡被測(cè)壓力，此種壓力儀表的顯著優(yōu)勢(shì)是測(cè)量精準(zhǔn)度偏高且造價(jià)便宜，但也存在一定的限制性，測(cè)量的壓力差異不能超過(guò)0.3 MPa，由于量程較小，所以此種壓力儀表通常用于焦化廠外部環(huán)境壓力的監(jiān)測(cè)。

1.3 流量?jī)x表

焦化廠煉焦生產(chǎn)過(guò)程中，涉及多種流體的流動(dòng)，流動(dòng)情況直接影響生產(chǎn)效率，所以通過(guò)流量?jī)x表實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)流體的流動(dòng)情況。流量?jī)x表主要分為推力式流量計(jì)和容積式流量計(jì)兩種，推力式流量計(jì)包括差壓式流量計(jì)、轉(zhuǎn)子流量計(jì)、質(zhì)量流量計(jì)等，容積式流量計(jì)包括橢圓齒輪流量計(jì)等。流量?jī)x表除了基礎(chǔ)的流體流動(dòng)情況監(jiān)測(cè)功能，同時(shí)還是焦化廠綠色環(huán)保建設(shè)中不可或缺的自動(dòng)化儀表，由于焦化廠煉焦生產(chǎn)是一項(xiàng)高能耗、高污染的活動(dòng)，通過(guò)合理選擇流量計(jì)，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)生產(chǎn)過(guò)程的精準(zhǔn)化監(jiān)測(cè)，從而為節(jié)能降耗和污染治理提供有力依據(jù)。

1.4 液位儀表

液位儀表的主要作用是針對(duì)煉焦生產(chǎn)過(guò)程中的原材料、半成品以及焦炭成品的液位進(jìn)行監(jiān)測(cè)，主要以測(cè)量的方式劃分，具體包括矩陣渦流式液位計(jì)、浮力式液位計(jì)、磁致伸縮式液位計(jì)等。例如就磁致伸縮式液位計(jì)而言，此種儀表主要用于連續(xù)液位或界面的測(cè)量，顯著優(yōu)勢(shì)是測(cè)量精度較高，而且具有良好的實(shí)時(shí)性，能夠充分反饋區(qū)域液位情況。磁致伸縮式液位計(jì)主要由磁致伸縮物質(zhì)構(gòu)成，工作狀態(tài)下，變送器的電子部分產(chǎn)生低電流的脈沖，與此同時(shí)在磁場(chǎng)的作用下沿波導(dǎo)管向下傳遞，當(dāng)磁場(chǎng)和波段管浮子內(nèi)的永磁體出現(xiàn)磁場(chǎng)相交時(shí)，產(chǎn)生相應(yīng)的應(yīng)變脈沖，通過(guò)脈沖的時(shí)間間隔，即可精準(zhǔn)判斷區(qū)域液位情況。

2 焦化廠自動(dòng)化儀表的常見(jiàn)故障

2.1 溫度儀表常見(jiàn)故障

(1)熱電阻。熱電阻是煉焦生產(chǎn)中常見(jiàn)的測(cè)溫裝置，常見(jiàn)的故障包括短路或電阻短路，通常由熱電阻絲的物理性質(zhì)導(dǎo)致。判斷此類故障時(shí)，可以借助萬(wàn)用表的“×1 Ω”檔，檢測(cè)熱電阻的電阻值，如果數(shù)值為無(wú)窮大，證明已經(jīng)出現(xiàn)斷路現(xiàn)象，熱電阻故障的現(xiàn)象和具體的原因分析如表1 所示。

表1 熱電阻故障現(xiàn)象和具體的原因及處理措施

(2)壓力式溫度計(jì)。壓力式溫度計(jì)常見(jiàn)故障主要包括測(cè)溫點(diǎn)保溫效果不佳、接線松動(dòng)、短路及斷路等，測(cè)溫點(diǎn)保溫效果不佳會(huì)導(dǎo)致溫度測(cè)量區(qū)域的溫度低于實(shí)際溫度；接線松動(dòng)會(huì)導(dǎo)致壓力式溫度計(jì)數(shù)值不穩(wěn)定或不準(zhǔn)確；短路故障通常會(huì)導(dǎo)致測(cè)量溫度偏低；斷路故障發(fā)生時(shí)，熱電阻往往會(huì)顯示最大指示值。

2.2 壓力儀表的常見(jiàn)故障

焦化廠煉焦生產(chǎn)通常處在高溫高壓的環(huán)境下，壓力儀表主要是監(jiān)測(cè)各道工序的壓力是否處在合理范圍。壓力儀表的常見(jiàn)故障是管道堵塞，故障發(fā)生時(shí)壓力儀表會(huì)呈現(xiàn)出壓力值明顯波動(dòng)的現(xiàn)象。例如，就壓力變送器而言，當(dāng)檢測(cè)部件的輸入壓力會(huì)變化為電容，經(jīng)過(guò)傳送部件輸出為4 ～20 mA DC 的直流電流輸出。壓力變送器的常見(jiàn)故障是儀表指示的來(lái)回震蕩，無(wú)法準(zhǔn)確獲取測(cè)量的具體壓力值。此外，壓力變送器也容易出現(xiàn)死線故障，此類故障會(huì)導(dǎo)致監(jiān)測(cè)數(shù)值的不精確。

2.3 流量?jī)x表的常見(jiàn)故障

流量?jī)x表的故障經(jīng)常出現(xiàn)在起初安裝和運(yùn)行工作過(guò)程中，故障的主要原因是流量?jī)x表的關(guān)聯(lián)設(shè)備出現(xiàn)異常運(yùn)轉(zhuǎn)，流量?jī)x表是幾種自動(dòng)化儀表中工作原理最復(fù)雜的，故障排除的難度最高。流量?jī)x表常見(jiàn)故障是指示不穩(wěn)定或一次表指針讀數(shù)為最小值。針對(duì)流量?jī)x表的故障情況而言，不僅僅要檢查一次表、二次表以及各個(gè)閥組的運(yùn)行狀態(tài)，還要結(jié)合煉焦生產(chǎn)的實(shí)際狀況進(jìn)行綜合檢查。例如，流量?jī)x表出現(xiàn)指示不穩(wěn)定的故障時(shí)，檢修人員應(yīng)先將系統(tǒng)切換到手動(dòng)模式，隨后觀察流量?jī)x表的指示變化，如果此時(shí)波動(dòng)幅度較小，可以判斷是儀表自身的故障，當(dāng)波動(dòng)幅度較大或波動(dòng)頻繁時(shí)，可以判斷是工藝流程的問(wèn)題。針對(duì)流量?jī)x表指示值為最小數(shù)值的故障，應(yīng)將故障排查的重點(diǎn)放在一次表上，如果一次表并未出現(xiàn)故障，則可以明確為二次表的故障。

2.4 液位儀表的常見(jiàn)故障

液位儀表的常見(jiàn)故障是液位不再變化，顯示出的數(shù)值不精確。例如以磁翻板為例，煉焦生產(chǎn)過(guò)程中，儀表的液位不發(fā)生任何變化，檢修人員排除其他客觀因素影響后，可以檢查液位儀表的浮子是否卡住、上下根部閥是否堵塞。從液位儀表的故障情況來(lái)看，通常情況下指示值不準(zhǔn)確時(shí)，應(yīng)考慮浮子安裝是否正確、傳感器量程是否與DCS 保持一致。當(dāng)液位不發(fā)生變化時(shí)，則重點(diǎn)考慮根部閥門工作狀態(tài)是否正常、浮子是否卡在底部或傳感器模塊是否損壞等，明確故障原因的基礎(chǔ)上，檢修人員制定針對(duì)性的維護(hù)方案，從而校正液位儀表的監(jiān)測(cè)數(shù)值。

3 焦化廠自動(dòng)化儀表故障預(yù)防和維護(hù)措施

3.1 加強(qiáng)預(yù)防性維護(hù)，降低故障概率

由于焦化廠的自動(dòng)化儀表長(zhǎng)期處在惡劣的工作環(huán)境下，所以必須開(kāi)展規(guī)范化的管理和預(yù)防性的維護(hù)工作。例如：流量?jī)x表會(huì)因泵體堵塞、管路堵塞而造成參數(shù)不準(zhǔn)確的故障，針對(duì)此種情況，可以制定周期性的排污計(jì)劃，將堵塞的沉淀及時(shí)清理，制定規(guī)范化的管理方案，確保自動(dòng)化儀表穩(wěn)定運(yùn)行。又如：壓力式溫度計(jì)接線松動(dòng)會(huì)造成示數(shù)不準(zhǔn)的現(xiàn)象，針對(duì)此種情況，可以采用直觀檢查法定期檢查壓力式溫度計(jì)的連接情況，確保各個(gè)觸點(diǎn)穩(wěn)定連接。預(yù)防性維護(hù)工作應(yīng)根據(jù)自動(dòng)化儀表的特點(diǎn)，制定針對(duì)性的維護(hù)措施，進(jìn)而有效降低故障概率。與此同時(shí)，焦化廠的自動(dòng)化儀表管理人員需加強(qiáng)對(duì)自動(dòng)化儀表的了解，針對(duì)暴雨、雷電等特殊天氣，應(yīng)做好自動(dòng)化儀表的防雨和避雷措施，避免雨水侵襲和雷電襲擊造成故障。除此之外，煉焦生產(chǎn)過(guò)程中還會(huì)應(yīng)用各種具有腐蝕性質(zhì)的材料，此種材料應(yīng)盡可能遠(yuǎn)離自動(dòng)化儀表，避免造成腐蝕現(xiàn)象。

3.2 合理應(yīng)用自動(dòng)診斷技術(shù)，加強(qiáng)自動(dòng)化儀表狀態(tài)監(jiān)測(cè)

隨著智能化技術(shù)的迅速發(fā)展和廣泛應(yīng)用，焦化廠常用的自動(dòng)化儀表也應(yīng)合理應(yīng)用智能化技術(shù)，其中自動(dòng)診斷技術(shù)具有著較強(qiáng)的應(yīng)用價(jià)值。自動(dòng)診斷技術(shù)利用多樣化的監(jiān)測(cè)方式，感應(yīng)自動(dòng)化儀表的信號(hào)故障，當(dāng)自動(dòng)化儀表出現(xiàn)故障時(shí)，自動(dòng)診斷技術(shù)可以迅速追蹤故障信號(hào)并完成預(yù)警，既能及時(shí)找出自動(dòng)化儀表的故障原因，又能幫助維修人員實(shí)現(xiàn)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的維修，由此可見(jiàn)自動(dòng)診斷技術(shù)的積極作用。

例如：Micro Motion 科里奧利流量計(jì)具有著自診斷功能，是這一流量計(jì)的顯著優(yōu)勢(shì)，通過(guò)對(duì)運(yùn)行狀態(tài)的流量計(jì)進(jìn)行多個(gè)參數(shù)的測(cè)量，能夠幫助客戶精確了解流量計(jì)的運(yùn)行狀態(tài)，一旦發(fā)生問(wèn)題能夠及時(shí)預(yù)警；又如：部分電磁流量計(jì)可以診斷環(huán)境和運(yùn)行條件等帶來(lái)的影響，同時(shí)也可以診斷儀表本身的故障，自動(dòng)診斷傳感器勵(lì)磁線圈性能和電極電路性能，并且通過(guò)與正常參數(shù)的對(duì)比，判斷儀表是否需要維護(hù)或更換。

3.3 建立健全維護(hù)檢查制度，采用合理檢查方式

隨著焦化廠生產(chǎn)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，自動(dòng)化儀表的數(shù)量逐漸攀升，要想保障煉焦生產(chǎn)的安全性和效率性，就必須開(kāi)展有效性的故障預(yù)防工作和維護(hù)管理工作。結(jié)合焦化廠自動(dòng)化儀表的應(yīng)用情況，建立健全相應(yīng)的維護(hù)檢查制度，選擇針對(duì)性的檢查方式，能夠最大限度地降低儀表設(shè)備故障問(wèn)題，延長(zhǎng)儀表的使用壽命。以維護(hù)檢查制度為導(dǎo)向，明確焦化廠每一名管理人員的工作范圍、工作內(nèi)容以及責(zé)任，避免維護(hù)管理的形式化。除此之外，還應(yīng)制定完善的自動(dòng)化儀表巡查路線，確保巡查管理覆蓋所有自動(dòng)化儀表，并做好巡查記錄工作，一旦發(fā)現(xiàn)自動(dòng)化儀表的故障問(wèn)題，應(yīng)及時(shí)上報(bào)并迅速派遣技術(shù)人員進(jìn)行處理，盡可能降低自動(dòng)化儀表故障產(chǎn)生的影響。

除此之外，應(yīng)加強(qiáng)對(duì)重點(diǎn)隱患的排查。結(jié)合焦化廠自動(dòng)化儀表的重要程度，可劃分三級(jí)管理機(jī)制，最關(guān)鍵、作用最明顯的自動(dòng)化儀表由焦化廠直接管理，分廠級(jí)管理相對(duì)重要的自動(dòng)化儀表，其他儀表交由具體的儀表車間管理。同時(shí)，制定詳細(xì)的自動(dòng)化儀表檔案，將自動(dòng)化儀表的故障、保養(yǎng)、維護(hù)、部件更換等記錄在案，做好檔案的更新和定期檢查工作，確保重點(diǎn)隱患始終處在監(jiān)管范圍內(nèi)，落實(shí)有效性的整改工作，將安全隱患消除在萌芽階段。

3.4 做好自動(dòng)化儀表基礎(chǔ)養(yǎng)護(hù)，規(guī)范應(yīng)用自動(dòng)化儀表

結(jié)合焦化廠煉焦生產(chǎn)現(xiàn)狀來(lái)看，安裝自動(dòng)化儀表勢(shì)在必行，而實(shí)際安裝過(guò)程中要制定明確的安裝計(jì)劃，根據(jù)自動(dòng)化儀表的構(gòu)造、使用條件、功能性質(zhì)等，合理安裝、使用自動(dòng)化儀表，一方面充分發(fā)揮自動(dòng)化儀表的價(jià)值，實(shí)現(xiàn)對(duì)煉焦生產(chǎn)全過(guò)程的有效監(jiān)測(cè)，另一方面通過(guò)全面考慮減少對(duì)自動(dòng)化儀表運(yùn)行的不利條件，從根源上降低故障概率。與此同時(shí)，應(yīng)參照自動(dòng)化儀表的使用說(shuō)明，落實(shí)規(guī)范化的基礎(chǔ)養(yǎng)護(hù)工作，及時(shí)保養(yǎng)自動(dòng)化儀表，延長(zhǎng)自動(dòng)化儀表的使用壽命，降低自動(dòng)化儀表的維修費(fèi)用。除此之外，焦化廠應(yīng)大力開(kāi)展安全教育和技術(shù)培訓(xùn)工作，持續(xù)提高自動(dòng)化儀表維修管理人員的綜合素質(zhì)，加強(qiáng)管理人員和維修人員的崗位勝任力，有效解決實(shí)際煉焦生產(chǎn)中存在的問(wèn)題。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，自動(dòng)化儀表在焦化廠煉焦生產(chǎn)中發(fā)揮著不可或缺的作用，為加強(qiáng)煉焦生產(chǎn)的安全性和穩(wěn)定性，焦化廠必須重視自動(dòng)化儀表的維護(hù)管理工作。針對(duì)自動(dòng)化儀表的常見(jiàn)故障，應(yīng)落實(shí)針對(duì)性的故障排查工作，并利用自動(dòng)診斷技術(shù)完成自動(dòng)化儀表的升級(jí)改造，加強(qiáng)對(duì)自動(dòng)化儀表的使用監(jiān)測(cè)。除此之外，還需制定切實(shí)可行的巡查制度，加強(qiáng)對(duì)自動(dòng)化儀表的檢查與校驗(yàn)，一旦發(fā)生儀表故障，第一時(shí)間采取應(yīng)急預(yù)案并快速排除故障，保障煉焦生產(chǎn)順利開(kāi)展，從而為焦化廠創(chuàng)造更高的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。