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：儀表設備或控制系統(tǒng)自身因素；工藝設備故障或工藝操作失誤等。重點闡述了鎧裝熱電偶補償導線接線錯誤、接觸不良、熱電偶套管內積水、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定值導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，并給出了相應的解決方案。

筆者依據(jù)儀表設備和控制系統(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、處理辦法以及預防措施。本文重點以鎧裝熱電偶補償導線接線錯誤、熱電偶接觸不良、熱電偶套管內積水、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，并給出了相應的解決方案。

１　鎧裝熱電偶補償導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根導線接錯，原應接到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，而套管又與設備相通，即３支熱電偶的熱點本質上是相互連通的。

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根導線改正過來，溫度即恢復正常。

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 ）熱電偶補償導線的壓接端子發(fā)生松動，或中間接線箱內端子接觸不良，這些都會造成熱電勢信號源內阻增大導致的熱電勢損失，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，因此熱電偶應在４～５個月調換一次。

４ ）蒸汽冷凝液有可能進入流量計的導壓管內，造成２根導壓管內的介質液柱壓差不等，產(chǎn)生附加零點誤差。因此流量計導壓管必須仔細排污，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，爐管內壁上會產(chǎn)生結焦現(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，某組爐管內壁上的結焦未清除干凈，或爐管出口溫度熱電偶套管上結焦未燒盡，將造成爐壁傳熱效果變差，使該組爐管內裂解氣溫度偏低，或因熱電偶套管結焦，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 ）在工藝調換火嘴時，會暫時引起爐膛內溫度分布不均勻，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備或控制系統(tǒng)自身因素、工藝設備故障或工藝操作失誤等有關。通過實際案例，探討了鎧裝熱電偶補償導線接線錯誤、接觸不良、熱電偶套管內積水、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的解決方案。