试分析化工生产现场仪表的常见故障

试分析化工生产现场仪表的常见故障

于海荣

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摘要：化工生产过程中，现场仪表的准确运行对于保障生产安全、提高产品质量和生产效率至关重要。文章详细探讨了化工生产现场仪表的常见故障类型，包括温度仪表、压力仪表、流量仪表、液位仪表等，深入分析了故障产生的原因，如设备老化、环境影响、人为操作失误等。

关键词：化工生产；现场仪表；常见故障；诊断与解决

引言

化工生产具有高温、高压、易燃、易爆、有毒等特点，对生产过程的监控和控制要求极高。现场仪表作为化工生产中的“眼睛”，能够实时反映生产过程中的各种参数，为操作人员提供决策依据。然而，由于化工生产环境的复杂性和恶劣性，现场仪表在运行过程中不可避免地会出现各种故障。及时准确地诊断和处理这些故障，对于保障化工生产的安全、稳定和高效运行具有重要意义。

一、化工生产现场仪表概述

（一）化工生产现场仪表的分类

温度仪表，热电偶：通过两种不同金属导线的接触点产生的电动势来测量温度。热电阻：利用金属电阻值随温度变化的特性来测量温度。压力仪表，弹簧管式压力表：通过弹簧管在压力作用下变形的程度来测量压力。压力变送器：将压力变化转换为电信号或气动信号输出。流量仪表，差压式流量计：通过测量流体经过节流装置时产生的压差来计算流量。电磁流量计：利用法拉第电磁感应定律，通过测量导电液体在磁场中运动产生的电动势来计算流量。涡街流量计：通过检测流体流动时产生的漩涡频率来计算流量。液位仪表，浮力式液位计：利用浮子随液位变化而升降的原理来测量液位。差压式液位计：通过测量容器底部与顶部的压力差来计算液位高度。

（二）化工生产现场仪表的工作原理

温度仪表，热电偶：基于热电效应，当两种不同金属导线的两端存在温差时，回路中会产生电动势。通过测量电动势的大小，可以推算出温度。热电阻：金属材料的电阻率随温度变化而变化。通过测量电阻值的变化，可以计算出温度。压力仪表，弹簧管式压力表：弹簧管在压力作用下会发生弯曲变形，变形的程度通过传动机构放大，最终显示在表盘上。压力变送器：通常采用应变片或电容元件，将压力变化转换为电信号或气动信号输出。流量仪表，差压式流量计：基于伯努利方程，通过测量节流装置前后压差和流体密度，计算出流量。电磁流量计：利用法拉第电磁感应定律，通过测量管道内导电液体在磁场中运动产生的电动势，计算出流量。涡街流量计：流体经过旋涡发生体时产生交替漩涡，漩涡频率与流速成正比。

二、常见故障类型及原因分析

（一）温度仪表故障

在化工生产现场，温度仪表测量值不准确是较为常见的故障之一。其产生的原因多种多样，可能是热电偶或热电阻老化所致。热电偶和热电阻作为温度测量的核心元件，随着使用时间的延长，其性能可能会逐渐下降，导致测量精度降低。接线松动也是一个不容忽视的因素，由于现场环境的振动或长期使用，接线处可能会出现松动，从而影响信号的传输，导致测量值出现偏差。此外，补偿导线故障也可能引发这一问题。补偿导线在温度测量中起到了重要的补偿作用，如果其存在短路、断路或者老化等问题，就无法准确地对测量信号进行补偿，进而导致测量值不准确。当温度仪表出现无显示的情况时，可能是电源故障导致的。电源供应不足、中断或者电源线路出现短路、断路等问题，都可能使仪表无法正常获得电力支持，从而无法显示测量结果。另外，仪表自身的损坏也是造成无显示的原因之一。

（二）压力仪表故障

压力仪表在化工生产中的压力指示不稳定是一种常见的故障现象。其常见原因包括引压管堵塞、泄漏等情况。引压管在传输压力信号的过程中，如果内部被杂质堵塞，会导致压力信号传递不畅，从而使压力指示出现波动。而引压管的泄漏则会导致压力损失，使得测量到的压力值不稳定。此外，测量元件的损坏也可能引发这一问题。测量元件在长期使用或受到外界因素影响后，可能会出现变形、磨损等情况，从而影响其对压力的准确测量，导致压力指示不稳定。压力仪表出现压力显示偏高或偏低的情况，可能是由于零点漂移造成的。在长时间使用后，仪表的零点可能会发生偏移，导致测量结果与实际压力值存在偏差。量程设置不当也是一个重要原因，如果量程选择过大或过小，无法与实际压力范围匹配，就会出现显示偏高或偏低的现象。

（三）流量仪表故障

流量仪表在化工生产中出现流量显示异常的情况较为常见，比如流量偏小或偏大。这可能是由于管道堵塞引起的。管道内部的污垢、杂质积累或者异物阻塞，会限制流体的正常流动，导致测量到的流量偏小。流量计安装不当也是一个重要因素，若安装位置不符合要求、安装方向错误或者安装不牢固，都会影响测量的准确性，从而出现流量显示异常的情况。此外，仪表参数设置错误也可能导致这一问题。例如，流量系数、管径等参数设置不准确，会使流量计算出现偏差，导致显示的流量值与实际流量不符。在化工生产中，流量计信号丢失是一种较为严重的故障。可能是传感器故障导致的，传感器在长期使用过程中可能会受到腐蚀、磨损等影响，导致其无法正常检测流量信号。线路故障也是一个常见原因，例如线路的短路、断路或者接触不良，都会使传感器检测到的信号无法正常传输到转换器。

三、故障解决方法与预防措施

（一）故障解决方法

硬件故障，迅速识别和更换损坏部件：深入了解仪表内部结构和工作原理，准确判断故障部位。停止使用并更换部件：确认故障后，立即停止使用，防止故障扩大。更换部件时，确保新部件与原部件型号、规格一致，质量可靠。遵循操作规程：在更换过程中，严格遵守操作规程，注意防静电、防电磁干扰。软件故障，检查参数设置：仔细检查当前参数设置，根据使用手册和实际需求重新设置。

更新程序：对于因程序问题导致的故障，及时更新程序。更新前做好数据备份，更新后进行全面测试。定期校准：按周期使用标准设备进行校准，调整测量结果。

全面检查和清洁：在维护过程中，全面检查仪表，清洁内外部，紧固接线，处理潜在问题。

（二）预防措施

根据工艺要求和环境条件选型：考虑工艺参数范围和生产环境特殊性，选择适合的仪表型号。考虑防护等级和适应能力：选择能够适应腐蚀性气体、高温高湿、强烈振动等环境的仪表。严格按照规范操作：安装前仔细阅读说明书，确定最佳安装位置和方式。全面测试功能：调试过程中，全面测试仪表的测量精度、信号输出、控制响应等。定期检查外观：查看是否有损坏、变形、腐蚀等情况。

清洁和校准：定期清洁仪表，防止杂质积累；定期校准，确保测量数据准确。检查接线和润滑：确保接线牢固，连接件不松动；定期为运动部件添加润滑剂。定期培训：使操作人员和维护人员熟悉仪表工作原理、操作方法、常见故障及处理方法。培养责任心和安全意识：确保操作人员和维护人员严格遵守操作规程，认真对待每一个细节。技术考核和经验交流：定期进行技术考核和经验交流，不断提升人员的技术知识和实践能力。

结论

化工生产现场仪表的故障诊断和处理是一项复杂而重要的工作。同时，随着化工生产技术的不断发展，对现场仪表的性能和可靠性也提出了更高的要求，需要不断探索和创新故障诊断和维护技术，以适应化工行业的发展需求。

参考文献：

[1]侯一博,郭嘉伟.化工生产中现场仪表的常见故障[J].化工设计通讯,2017,43(07):172.

[2]雷荣获,田花妮,张野.探究化工生产中现场仪表的常见故障[J].中国石油石化,2017(06):124-125.