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在线仪表故障判断及处理

供稿:中国工控网 2013/4/8 14:15:29

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现场仪表测量参数一般分为温度、压力、流量、液位四大参数。现根 据测量参数的不同,来分析不同的现场仪表故障所在。
    1.首先,在分析现场仪表故障前,要比较透彻地了解相关仪表系统的 生产过程、生产工艺情况及条件,了解仪表系统的设计方案、设计意图,仪 表系统的结构、特点、性能及参数要求等。
    2.在分析检查现场仪表系统故障之前,要向现场操作工人了解生产的 负荷及原料的参数变化情况,查看故障仪表的记录曲线,进行综合分析,以确定仪表故障原因所在。
    3.如果仪表记录曲线为一条死线(一点变化也没有的线称死线),或 记录曲线原来为波动,现在突然变成一条直线;故障很可能在仪表系统。因 为目前记录仪表大多是 DCS 计算机系统,灵敏度非常高,参数的变化能非常 灵敏的 反应出来。此时可人为地改变一下工艺参数,看曲线变化情况。如不变化,基本断定是仪表系统出了问题;如有正常变化,基本断定仪表系统没有大的问题。
    4.变化工艺参数时,发现记录曲线发生突变或跳到最大或最小,此时 的故障也常在仪表系统。
    5.故障出现以前仪表记录曲线一直表现正常,出现波动后记录曲线变 得毫无规律或使系统难以控制,甚至连手动操作也不能控制,此时故障可能 是工艺操作系统造成的。
    6.当发现 DCS 显示仪表不正常时,可以到现场检查同一直观仪表的指示值,如果它们差别很大,则很可能是仪表系统出现故障。总之,分析现场仪表故障原因时,要特别注意被测控制对象和控制阀的特性变化,这些都可能是造成现场仪表系统故障的原因。所以,我们要从现 场仪表系统和工艺操作系统两个方面综合考虑、仔细分析,检查原因所在。
    二、现场仪表维护和检修经验
    1、流量控制仪表系统故障分析步骤
    (1)流量控制仪表系统指示值达到最小时,首先检查现场检测仪表,如果正常,则故障在显示仪表。当现场检测仪表指示也最小,则检查调节阀开 度,若调节阀开度为零,则常为调节阀到调节器之间故障。当现场检测仪表 指示最小,调节阀开度正常,故障原因很可能是系统压力不够、系统管路堵 塞、泵不上量、介质结晶、操作不当等原因造成。若是仪表方面的故障,原因有:孔板差压流量计可能是正压引压导管堵;差压变送器正压室漏;机械式流量计是齿轮卡死或过滤网堵等。
    (2)流量控制仪表系统指示值达到最大时,则检测仪表也常常会指示最大。此时可手动遥控调节阀开大或关小,如果流量能降下来则一般为工艺操作原因造成。若流量值降不下来,则是仪表系统的原因造成,检查流量控制 仪表系统的调节阀是否动作;检查仪表测量引压系统是否正常;检查仪表信 号传送系统是否正常。
    (3)流量控制仪表系统指示值波动较频繁,可将控制改到手动,如果波动减小,则是仪表方面的原因或是仪表控制参数 PID 不合适,如果波动仍频 繁,则是工艺操作方面原因造成。
    2、液位控制仪表系统故障分析步骤
    (1)液位控制仪表系统指示值变化到最大或最小时, 可以先检查检测仪表看是否正常,如指示正常,将液位控制改为手动遥控液位,看液位变化情 况。如液位可以稳定在一定的范围, 则故障在液位控制系统;如稳不住液位,一般为工艺系统造成的故障,要从工艺方面查找原因。
    (2)差压式液位控制仪表指示和现场直读式指示仪表指示对不上时,首先检查现场直读式指示仪表是否正常,如指示正常,检查差压式液位仪表的 负压导压管封液是否有渗漏;若有渗漏,重新灌封液,调零点;无渗漏,可能是仪表的负迁移量不对了,重新调整迁移量使仪表指示正常。
    (3)液位控制仪表系统指示值变化波动频繁时, 首先要分析液面控制对 象的容量大小,来分析故障的原因,容量大一般是仪表故障造成。容量小的 首先要分析工艺操作情况是否有变化, 如有变化很可能是工艺造成的波动频 繁。如没有变化可能是仪表故障造成。
    以上只是现场四大参数单独控制仪表的现场故障分析,实际现场还有一些复杂的控制回路,如串级控制、分程控制、程序控制、联锁控制等等。这些故障的分析就更加复杂,要具体分析
    3、温度仪表故障分析:分析温度控制仪表系统故障时,首先要注意两点:该系统仪表多采用电 动仪表测量、指示、控制;该系统仪表的测量往往滞后较大。
    (1)温度仪表系统的指示值突然变到最大或最小,一般为仪表系统故障。因为温度仪表系统测量滞后较大,不会发生突然变化。此时的故障原因 多是热电偶、热电阻、补偿导线断线或变送器放大器失灵造成。
    (2)温度控制仪表系统指示出现快速振荡现象,多为控制参数PID调整不当造成。
    (3)温度控制仪表系统指示出现大幅缓慢的波动,很可能是由于工艺操 作变化引起的,如当时工艺操作没有变化,则很可能是仪表控制系统本身的故障。
    (4)温度控制系统本身的故障分析步骤: 检查调节阀输入信号是否变化, 输入信号不变化,调节阀动作,调节阀膜头膜片漏了;检查调节阀定位器输 入信号是否变化,输入信号不变化,输出信号变化,定位器有故障;检查定 位器输入信号有变化,再查调节器输出有无变化,如果调节器输入不变化, 输出变化,此时是调节器本身的故障。
    4、压力控制仪表系统故障分析步骤
    (1)压力控制系统仪表指示出现快速振荡波动时,首先检查工艺操作有 无变化,这种变化多半是工艺操作和调节器 PID 参数整定不好造成。
    (2)压力控制系统仪表指示出现死线,工艺操作变化了压力指示还是不 变化,一般故障出现在压力测量系统中,首先检查测量引压导管系统是否有堵的现象,不堵,检查压力变送器输出系统有无变化,有变化,故障出在控 制器测量指示系统。
    5、DCS 故障的处理措施
    (1)、已配备 DCS 的电厂, 应根据机组的具体情况, 制定在各种情况下 DCS 失灵后的紧急停机停炉措施。
    (2)、当全部员站出现故障时(所有上位机“黑屏”或“死机”),若主 要后备硬手操及监视仪表可用且暂时能够维持机组正常运行,则转用后备操作方式运行,同时排除故障并恢复操作员站运行方式,否则应立即停机、停 炉。若无可靠的后备操作监视手段,也应停机、停炉。
    (3)、当部分操作员站出现故障时,应由可用操作员站继续承担机组监控 任务(此时应停止重大操作),同时迅速排除故障,若故障无法排除,则应根据当时运行状况酌情处理。
    (4)、当系统中的控制器或相应电源故障时,应采取以下对策
    ① 辅机控制器或相应电源故障时, 可切至后备手动方式运行并迅速处 理系统故障,若条件不允许则应将该辅机退出运行。
    ② 调节回路控制器或相应电源故障时,应将自动切至手动维持运行, 同时迅速处理系统故障,并根据处理情况采取相应措施。
    ③ 涉及到机炉保护的控制器故障时应立即更换或修复控制器模件, 涉及到机炉保护电源故障时则应采用强送措施,此时应做好防止控制器初始化 的措施。若恢复失败则应紧急停机停炉。
    (5)、加强参 DCS 系统的监视检查,特别是发现 CPU、网络、电源等故障 时,应及时通知运行人员并迅速做好相应对策。
    (6)、规范 DCS 系统软件和应用软件的管理,软件的个性、更新、升级必 须履行审批授权及责任人制度。在修改、更新、升级软件前,应对软件进行备份。未经测试确认的各种软件严禁下载到已运行的 DCS 系统中使用,必须 建立有针对性的 DCS 系统防病毒措施。
     三、故障排除方法
    我认为,作为仪表人员遇到问题首先要保持冷静,详细了解故障信息, 不要被工艺人员牵着鼻子走,这样才能尽快做出正确的判断,要是被工艺人员紧张的情绪带慌了自己,反而会拖长了处理时间。
    我就碰到过这样的问题,工艺人员发现一段炉原料气流量 FT-03013 现场表头指示与主控显示差了1000方,于是立即通知我们去排污,而实际主控显示是经过温压补偿的,现场跟主控指示不同是正常的,一般偏差在 300 方左右。现在偏差高达1000方,首先应该考虑是温压补偿的问题。经过沟 通交流,才知道工艺正在串 01R002B(脱硫槽),导致参与补偿的 01R002B 出口温度 TI-01008 下降了 50℃, 主控流量自然会偏高。 找到了问题的症结, 工艺停止串脱硫槽,问题得以解决。如果我直接去执行工艺的指令,而不是去详细了解情况,那不仅处理不了问题,还可能导致严重的后果(FT-03013 挂低联锁)。
    还有,规范化标准化对仪表工也非常重要。以前觉得故障处理本身有灵活性多样性的特点,根本没想过规范化标准化的问题。随着工作经验的丰富,越来越觉得规范化标准化的重要性了。跟工艺交流问题不大,可仪表人员内部的交流却出了问题,往往仪表出了故障,一人接到工艺通知后,直接叫上同伴赶赴现场处理,去了之后这个工具没带,那个仪器出了问题的情况 经常出现,又回去拿这拿那,很烦很无奈。其实,这种情况是完全可以避免的,事先沟通一下,把东西都带齐,处理故障时再共同分析一下,排除故障轻而易举。而实际情况往往是每个人的思路都不同,各做各的,导致费时费 力,多走了很多弯路。
    下面就几个典型故障进行分析说明:
    1、故障现象:炉膛负压只是突然下降至最大负压
    故障分析及处理措施:立即将调节器 打到手动遥控,稳住调节阀开度,维持炉膛压力。检查发现从变送器来的信号管线因振动断裂,更换信号管, 是调节器恢复自动运行。 信号管断裂,调节器指示为下限值,若不及时处理,系统按最大负压调节,势必关死引风机出口翻板阀,是炉膛压力超高而损坏炉壁,将造成重大事故。
    2、故障现象:煤磨系统热电阻测温信号异常
    我厂煤磨系统布袋除尘器灰斗温度和煤磨轴瓦温度相继发生温度显示异常故障,其现象是在中控室CRT上温度显示呈无规律跳跃,在现场检查测温元件正常, PC站中继端子使用 DT-890C 型数字万用表测得的电阻值与在实际温度均呈对应关系。我们采取了更换热电阻、检查测温信号传输电缆屏 蔽接地、更换PC信号处理通道等措施,但都没有效果。为了找到故障原因,我们又重新铺设了1根电缆,仍不能解决问题,经过对比测试、检查分析, 得到的结论是在测温信号中混进了干扰信号,为此我们采取了如下处理方法。
    故障处理措施:
    1.1 改变信号接地方式热电阻测温信号通常采用三线制接线方式,使用 KYVRP4×1.5 屏蔽电 缆引至DCS现场站PC室CCF中继柜内,电缆屏蔽,在中继柜内接地。解决的方法是将热电阻 Pt100 的 B、b 在中继柜端子处与电缆屏蔽接在一起,将干扰信号引入大地,以此方法消除干扰信号,即可使计算机温度显示恢复正常。
    1.2 改变信号传送方式 可在现场或现场站 PC 室内通过加装 Pt100 热电阻温度变换器, Pt100 将 电阻信号转换为标准 DC4~20mA 信号,并相应改变计算机输入信号通道,这 种方法也可消除信号传输过程中产生的干扰,使计算机显示的温度恢复正常,因为 DC4~20mA 信号的抗干扰能力非常强,温度变换器安装位置可依现场实际情况决定,但最好选择室内安装, 这种方法的缺点是增加了设备投资,同时需要提供变换器电源。
    3、故障现象:电磁流量计安装后流量计运行正常,测量准确度高,在使用一段时间后发现流量计显示有时会回零,而且显示值也有波动现象。
    故障分析:经过现场勘查发现因为电磁流量计为分体安装,传感器安装在竖井中,因为下雨的关系竖井中有很深积水,传感器经过长时间浸泡有潮气进入接线盒,导致励磁线圈与大地间绝缘电阻降低,以至于流量计无法正 常工作。
    处理方法:将传感器处的接线盒打开, 用电吹风把接线盒里的水汽烘干,使绝缘电阻大于20MΩ。用硅胶将接线盒进线口密封。

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