石油化工裝置中溫度檢測儀表及控制系統(tǒng)的故障診斷及處理

摘要：石油化工裝置中儀表及控制系統(tǒng)暴露出來的各種故障原因包括：儀表設(shè)備或控制系統(tǒng)自身因素；工藝設(shè)備故障或工藝操作失誤等。重點闡述了鎧裝熱電偶補償導(dǎo)線接線錯誤、接觸不良、熱電偶套管內(nèi)積水、熱電偶沒有插到套管的底部、變送器零位不準等對溫度測量的影響；上海自動化儀表探討了裂解爐爐前燃料氣壓力指示值偏高、同一管道截面上的熱電偶和雙金屬溫度計指示值不相等、高壓蒸汽經(jīng)減溫減壓后中壓蒸汽溫度控制達不到設(shè)定值導(dǎo)致裂解爐多組爐管出口溫度不一致的現(xiàn)象；分析了產(chǎn)生上述現(xiàn)象的原因，并給出了相應(yīng)的解決方案。

筆者依據(jù)儀表設(shè)備和控制系統(tǒng)管理、維護保養(yǎng)的經(jīng)驗，以各種現(xiàn)場儀表設(shè)備和控制系統(tǒng)出現(xiàn)的故障為案例，運用儀表工作原理、自動控制原理、工藝過程知識等，分析了故障產(chǎn)生的原因、處理辦法以及預(yù)防措施。本文重點以鎧裝熱電偶補償導(dǎo)線接線錯誤、熱電偶接觸不良、熱電偶套管內(nèi)積水、熱電偶沒有插到套管的底部、變送器零位不準等對溫度測量的影響，探討溫度測量中常見的故障，并給出了相應(yīng)的解決方案。

１　鎧裝熱電偶補償導(dǎo)線對溫度測量的影響

１．１　故障現(xiàn)象

裂解爐Ｆ１０１烘爐期間，爐膛溫度ＴＩＫ－１０１－１７臨時由數(shù)字溫度計檢測，該點溫度計顯示值為５５０℃，而現(xiàn)場熱電偶實際測得的該點溫度已達６６０℃，但其他各點溫度顯示均正常，從而影響了烘爐操作。

１．２　現(xiàn)象分析

因裂解爐烘爐需要，臨時將爐膛內(nèi)３處的溫度接入操作臺上的數(shù)字溫度計，接線端子編號如圖１所示。對流段上部溫度ＴＩＫ－１０１－１７連接到操作臺Ｚ２０端子排的端子１９和２０；對流段中部溫度ＴＩＫ－１０１－１８連接到操作臺Ｚ２０端子排的端子２１和２２；預(yù)熱段溫度ＴＩＫ－１０１－１９連接到操作臺Ｚ２０端子排的端子２３和２４。

故障出現(xiàn)后，檢查發(fā)現(xiàn)數(shù)字溫度計與操作臺接線端子的連線中有２根導(dǎo)線接錯，原應(yīng)接到Ｚ２０端子１９的線錯接至端子２３上，從而溫度計在顯示ＴＩＫ－１０１－１７溫度時，實際收到的熱電偶電勢則來自ＴＩＫ－１０１－１７的負線端子２０和ＴＩＫ－１０１－１９的正線端子２３。由于鎧裝熱電偶（接地型）的熱點與套管接觸，而套管又與設(shè)備相通，即３支熱電偶的熱點本質(zhì)上是相互連通的。

１．３　處理方法

該故障在烘爐之前不易發(fā)現(xiàn)，因為３點溫度均與環(huán)境溫度相同，產(chǎn)生的熱電勢大小也一樣；只有當３點溫度不相同時，該故障才會暴露出來。因此，將錯接的２根導(dǎo)線改正過來，溫度即恢復(fù)正常。

１ ）熱電偶沒有插到保護套管的底部，造成熱電偶頂端（熱端）與套管底部有一個空隙，由于空氣的導(dǎo)熱性能較差，熱電偶本身具有散熱作用，因此熱電偶熱端的溫度總要比爐管內(nèi)裂解氣的實際溫度低，從而造成溫度指示值偏低。

２ ）熱電偶補償導(dǎo)線的壓接端子發(fā)生松動，或中間接線箱內(nèi)端子接觸不良，這些都會造成熱電勢信號源內(nèi)阻增大導(dǎo)致的熱電勢損失，從而使溫度指示值偏低。

　?。?）熱電偶長期在高溫條件下工作，它的熱電性能會發(fā)生變化，因此熱電偶應(yīng)在４～５個月調(diào)換一次。

４ ）蒸汽冷凝液有可能進入流量計的導(dǎo)壓管內(nèi)，造成２根導(dǎo)壓管內(nèi)的介質(zhì)液柱壓差不等，產(chǎn)生附加零點誤差。因此流量計導(dǎo)壓管必須仔細排污，將蒸汽冷凝水排放干凈。

１８． ２． ２　 工藝方面的因素

工藝方面造成多組爐管出口溫度不一致的原因包括：

１ ）裂解爐在運行一段時間后，爐管內(nèi)壁上會產(chǎn)生結(jié)焦現(xiàn)象，所以需要定期燒焦和機械清焦。如果工藝上燒焦不充分，某組爐管內(nèi)壁上的結(jié)焦未清除干凈，或爐管出口溫度熱電偶套管上結(jié)焦未燒盡，將造成爐壁傳熱效果變差，使該組爐管內(nèi)裂解氣溫度偏低，或因熱電偶套管結(jié)焦，傳熱性能降低，使測量溫度偏低。

２ ）裂解爐的燃燒器火嘴發(fā)生堵塞或不暢通，減少了該組火嘴的燃燒量，使爐管溫度降低。為使爐管溫度達到頂定值，必須增加對應(yīng)燃料氣控制閥的開度，以增大通過火嘴的燃料氣量。

３ ）在工藝調(diào)換火嘴時，會暫時引起爐膛內(nèi)溫度分布不均勻，從而造成各組爐管出口溫度指示不相等的情況發(fā)生。

結(jié)束語

石油化工裝置中儀表及控制系統(tǒng)暴露出來的各種故障與儀表設(shè)備或控制系統(tǒng)自身因素、工藝設(shè)備故障或工藝操作失誤等有關(guān)。通過實際案例，探討了鎧裝熱電偶補償導(dǎo)線接線錯誤、接觸不良、熱電偶套管內(nèi)積水、熱電偶沒有插到套管的底部、變送器零位不準等對溫度測量的影響，上海自動化儀表并給出了相應(yīng)的解決方案。