石化企業(yè)應(yīng)根據(jù)不同種類自動(dòng)化特性及故障分析編制儀表預(yù)防性維護(hù)方案，實(shí)踐表明開(kāi)展儀表預(yù)防性維護(hù)不僅能降低儀表故障率、促進(jìn)儀表系統(tǒng)安全管理的提升, 同時(shí)也節(jié)約了儀表維護(hù)成本、為企業(yè)帶來(lái)顯著的經(jīng)濟(jì)效益。
隨著石油化工企業(yè)向集約化、規(guī)?；l(fā)展，以及對(duì)經(jīng)營(yíng)效益、安全生產(chǎn)的持續(xù)追求，對(duì)生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化程度的要求也越來(lái)越高，生產(chǎn)裝置內(nèi)各種過(guò)程監(jiān)測(cè)點(diǎn)、控制點(diǎn)的設(shè)置日臻完善，儀表的臺(tái)件數(shù)也不斷增多，在新建石油化工裝置中自動(dòng)化儀表的投資也占有相當(dāng)?shù)谋壤?，一般要占整個(gè)生產(chǎn)裝置總投資的6%-10%左右，運(yùn)行中的一個(gè)20Mt/a的煉油廠，其儀表設(shè)備臺(tái)件數(shù)在8萬(wàn)臺(tái)以上。
一方面，自動(dòng)化儀表系統(tǒng)為生產(chǎn)操作人員提供一個(gè)良好的人機(jī)界面，對(duì)生產(chǎn)裝置和設(shè)備進(jìn)行全過(guò)程監(jiān)視、操作，同時(shí)記錄存儲(chǔ)相關(guān)的報(bào)警、操作、參數(shù)趨勢(shì)等信息。
另一方面，自動(dòng)化儀表系統(tǒng)通過(guò)預(yù)置的控制算法、控制程序?qū)ιa(chǎn)裝置和設(shè)備進(jìn)行自動(dòng)控制和安全保護(hù)，所以生產(chǎn)裝置的安全運(yùn)行與自動(dòng)化儀表系統(tǒng)的穩(wěn)定與否息息相關(guān)，由于儀表設(shè)備故障造成生產(chǎn)裝置運(yùn)行波動(dòng)甚至聯(lián)鎖停工的事件時(shí)有發(fā)生。因此，保證自動(dòng)化儀表系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行、少出故障以致不出故障，是儀表設(shè)備維護(hù)管理工作的基本目標(biāo)，但是儀表設(shè)備種類多、臺(tái)件多、分布廣、結(jié)構(gòu)原理各異、配件不統(tǒng)一，造成了儀表設(shè)備的維護(hù)難度很大。
自動(dòng)化儀表巡回檢查的局限性
在石油化工企業(yè)中，已普遍實(shí)施了行之有效的定點(diǎn)、定人、定方案、定標(biāo)準(zhǔn)、定巡檢周期的閉環(huán)巡檢法，確實(shí)發(fā)現(xiàn)了許多設(shè)備隱患和事故苗頭，比如介質(zhì)泄漏、設(shè)備缺陷等。但是，由于石化裝置中儀表設(shè)備點(diǎn)多面廣，一套石化裝置中儀表設(shè)備少則有幾百臺(tái)件、多則有數(shù)千臺(tái)件，而且在裝置中分布面廣，地面空中、塔上塔下、管廊管道等都設(shè)置有儀表檢測(cè)點(diǎn)和控制點(diǎn)，要想做到每天的全面巡回檢查，困難很大，所以，儀表設(shè)備的巡回檢查只能檢查裝置關(guān)鍵部位的儀表和明顯的跑冒滴漏現(xiàn)象，有些非關(guān)鍵部位的儀表和高處、偏遠(yuǎn)部位的儀表，可能長(zhǎng)期得不到檢查；而且儀表設(shè)備的檢查維護(hù)，關(guān)鍵是檢查其運(yùn)行環(huán)境、安裝等方面的完好性，做到防水、防潮、防凍、防高溫、防雷電、防腐蝕等，使其運(yùn)行條件得到改善，從而延長(zhǎng)儀表設(shè)備的使用壽命。因此，需要根據(jù)儀表設(shè)備的不同特點(diǎn)，設(shè)置不同的定期檢查項(xiàng)目和相應(yīng)的檢查周期，實(shí)行預(yù)防性維護(hù)，對(duì)儀表設(shè)備進(jìn)行全面的定期檢查，及時(shí)發(fā)現(xiàn)間題、及時(shí)整改問(wèn)題。
自動(dòng)化儀表預(yù)防性維護(hù)的規(guī)劃
設(shè)備的預(yù)防性維護(hù)不同于設(shè)備的檢修和故障處理，設(shè)備檢修和故障處理屬于事后維修，是在設(shè)備出現(xiàn)故障后采取的維修活動(dòng)，是被動(dòng)的和帶有損失性的，而預(yù)防性維護(hù)是指采取必要的措施和方法，在設(shè)備發(fā)生故障前發(fā)現(xiàn)和消除設(shè)備缺陷，使其處于完好狀態(tài)，避免對(duì)生產(chǎn)造成沖擊，是主動(dòng)的和積極的。
但是，要做好儀表設(shè)備的預(yù)防性維護(hù)，困難很大。比如動(dòng)靜設(shè)備通過(guò)儀表的檢測(cè)，收集統(tǒng)計(jì)設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)并進(jìn)行分析評(píng)估，判斷是否需要預(yù)防性維護(hù)；而對(duì)儀表設(shè)備來(lái)說(shuō)，很難采取有效手段監(jiān)測(cè)其運(yùn)行狀態(tài)，提前發(fā)出故障預(yù)警，當(dāng)儀表本身發(fā)出故障報(bào)警信息時(shí)，其已經(jīng)出現(xiàn)了故障。所以，儀表設(shè)備的預(yù)防性維護(hù)主要通過(guò)人工定期檢查再結(jié)合控制系統(tǒng)收集的儀表故障報(bào)警信息來(lái)實(shí)現(xiàn)。根據(jù)不同種類儀表的特點(diǎn)，制定相應(yīng)的檢查標(biāo)準(zhǔn)和檢查周期，對(duì)其進(jìn)行定期檢查，提前發(fā)現(xiàn)儀表缺陷，及時(shí)加以修理維護(hù)，使儀表保持在完好狀態(tài)。
下面結(jié)合不同種類自動(dòng)化儀表的特點(diǎn)，談?wù)勈髽I(yè)自動(dòng)化儀表的預(yù)防性維護(hù)。
1、常規(guī)儀表的預(yù)防性維護(hù)
石油化工裝置中的常規(guī)儀表包括溫度、壓力、流量、液位等測(cè)量?jī)x表。隨著電子投術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)以及自動(dòng)化儀表技術(shù)的發(fā)展，新型儀表不斷涌現(xiàn)，因而儀表的種類多、臺(tái)件數(shù)多，分布廣。除了儀表本身的制造質(zhì)量、測(cè)量原理、適用條件限制外，其運(yùn)行環(huán)境、被測(cè)介質(zhì)、安裝質(zhì)量、部件完好性等也極大地影響著儀表的運(yùn)行性能和使用壽命。為改善常規(guī)儀表的運(yùn)行條件，使其處于完好狀態(tài)，保證其穩(wěn)定運(yùn)行，常規(guī)儀表的定期維護(hù)項(xiàng)目應(yīng)包括：儀表密封及防水檢查處理、儀表防高溫及防凍檢查、儀表接地檢查、冗余儀表的指示值比對(duì)、氣相介質(zhì)的儀表導(dǎo)壓管排凝、儀表隔離液定期更換等。
2、控制閥的預(yù)防性維護(hù)
控制閥處于自動(dòng)控制回路的執(zhí)行環(huán)節(jié)，安裝在工藝管道上，起著降壓、節(jié)流作用，控制生產(chǎn)過(guò)程中的溫度、壓力、流量、液位等參數(shù),保證在其正常操作范圍內(nèi)。控制閥從功能上分為切斷閥和調(diào)節(jié)閥，從型式結(jié)構(gòu)上為閘閥、蝶閥、球閥、單座閥、雙座閥、套筒閥、角閥、偏心旋轉(zhuǎn)閥、多級(jí)降壓閥等，其執(zhí)行機(jī)構(gòu)上還有種類繁多的附件，比如過(guò)濾減壓器、定位器、電磁閥、閥位開(kāi)關(guān)、增速器、保位閥、換向閥、單向閥等氣動(dòng)附件以及密封圈、膜片等橡膠元件。由于控制閥部件眾多、頻繁動(dòng)作以及介質(zhì)沖刷腐蝕等原因，容易出現(xiàn)填料泄漏、部件松動(dòng)、連接件脫開(kāi)、氣管路松動(dòng)泄漏、膜頭漏氣、彈簧斷裂等現(xiàn)象，造成控制閥不動(dòng)作或誤動(dòng)作。為避免此類故障現(xiàn)象的發(fā)生，控制閥的定期維護(hù)內(nèi)容主要包括：
①定期檢查控制閥是否有卡澀震蕩，閥體是否有介質(zhì)泄漏，執(zhí)行機(jī)構(gòu)附件是否被高溫烘烤，供氣壓力是否正常，定位器反饋部件等連接件是否松動(dòng)。
②定期檢查控制閥氣路系統(tǒng)是否有泄漏，檢查氣路系統(tǒng)備元件、備接頭、氣動(dòng)膜頭是否存在漏氣、接頭松動(dòng)現(xiàn)象。
③定期清潔閥桿污垢，保證閥桿的光潔度，防止把四氟乙烯、石墨等密封填料內(nèi)環(huán)拉壞，破壞其密封性能，導(dǎo)致介質(zhì)泄漏。
④定期潤(rùn)滑反饋機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)軸及其他轉(zhuǎn)動(dòng)部分，防止生銹、腐蝕、卡澀，保證靈活好用。
⑤定期對(duì)裝置儀表總供風(fēng)罐排液、儀表供風(fēng)系統(tǒng)裝置最低點(diǎn)處排污閥排空、集中供風(fēng)過(guò)濾器排空，防止儀表風(fēng)帶液，排液過(guò)程中要時(shí)刻保持氣源壓力在正常范圍內(nèi)。
3、可燃/有毒氣報(bào)警儀的預(yù)防性維護(hù)
石油化工裝置的最大特點(diǎn)是易泄漏、易燃易爆，所以在裝置內(nèi)易泄漏處設(shè)置可燃/有毒氣體報(bào)警儀，一旦發(fā)生介質(zhì)泄漏，第一時(shí)間發(fā)出報(bào)警信息，及時(shí)處理泄漏點(diǎn)，所以作為安全儀表的可燃/有毒氣體報(bào)警儀，必須保證完好投用，時(shí)刻處于正常狀態(tài)。但是可燃/有毒氣體報(bào)警儀由于受到其測(cè)量原理所限，故障率高、靈敏度低、漂移量大、線性度差、響應(yīng)時(shí)間滯后,需要加強(qiáng)檢查維護(hù)。為及時(shí)處理故障，一方面要保證備件充足，另一方面要定期檢查維護(hù)。
可燃/有毒氣報(bào)警儀定期檢查維護(hù)主要包括：
①定期檢查DCS畫(huà)面可燃/有毒氣體報(bào)警儀示值有無(wú)零點(diǎn)漂移。
②定期檢查可燃/有毒氣報(bào)警器表頭及接線密封是否良好、探頭保護(hù)罩是否阻塞、外殼接地是否良好、顯示是否正常、聲光報(bào)警器是否正常。
③定期測(cè)試DCS輔助操作臺(tái)上可燃/有毒氣體報(bào)警儀聲光報(bào)警系統(tǒng)是否正常。
④定期校驗(yàn)可燃/有毒氣體報(bào)警器，校驗(yàn)內(nèi)容包括零點(diǎn)校驗(yàn)、一級(jí)報(bào)警測(cè)試、響應(yīng)時(shí)間、標(biāo)氣濃度的實(shí)測(cè)值等。
⑤定期委托法定計(jì)量機(jī)構(gòu)接照檢定規(guī)程的要求進(jìn)行檢定。
⑥定期更新可燃/有毒氣體檢測(cè)報(bào)警儀的傳感器，并建立和完善定期更換儀表臺(tái)賬。
4、控制系統(tǒng)的預(yù)防性維護(hù)
隨著石化企業(yè)自動(dòng)化程度的提高，所配置的自動(dòng)控制系統(tǒng)越來(lái)越多、規(guī)模越來(lái)越大，既有全廠性DCS、SIS、CCS系統(tǒng)，又有各類PLC系統(tǒng)。這些控制系統(tǒng)通過(guò)預(yù)置的控制程序,自動(dòng)控制被控對(duì)象的運(yùn)行，既能集中操作,又能分散控制，既能節(jié)省人力，又能快速操作調(diào)整,減少操作滯后?？刂葡到y(tǒng)是電子元器件的集合體，結(jié)構(gòu)緊湊復(fù)雜，對(duì)環(huán)境要求高，比如DCS系統(tǒng)對(duì)環(huán)境溫度的要求為冬季(20±2)℃、夏季(26±2)℃，溫度變化率小于5℃/h，對(duì)相對(duì)濕度的要求為50%±10%，對(duì)環(huán)境空氣凈化要求為塵埃小于0.2mg/m3(粒徑小于10μm)，對(duì)腐蝕性氣體要求為腐蝕程度小于G級(jí)(0.03μm/月)。控制系統(tǒng)地位如此重要，對(duì)運(yùn)行環(huán)境要求如此之高，為保證其安全運(yùn)行，需要小心呵護(hù)，加強(qiáng)定期維護(hù)：定期檢查控制器、I/O卡件、遠(yuǎn)程I/O模塊、系統(tǒng)電源、直流電源、網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)、散熱風(fēng)扇的運(yùn)行狀態(tài)，定期檢查機(jī)房溫度、機(jī)房濕度、機(jī)柜內(nèi)溫度是否在允許范圍內(nèi)，定期檢查操作站報(bào)警功能并確認(rèn)聲光報(bào)警是否正常，定期檢查系統(tǒng)診斷信息，定期檢查操作站歷史庫(kù)存儲(chǔ)容量并轉(zhuǎn)存，定期檢查控制系統(tǒng)時(shí)鐘同步功能，定期清洗機(jī)框過(guò)濾網(wǎng)，定期備份控制系統(tǒng)軟件，定期檢查測(cè)試控制系統(tǒng)接地等。
5、在線分析儀表的預(yù)防性維護(hù)
在線分析儀表又稱過(guò)程分析儀表，直接安裝在工業(yè)生產(chǎn)流程或其他源流體現(xiàn)場(chǎng)，對(duì)被測(cè)介質(zhì)的組分或參數(shù)進(jìn)行自動(dòng)連續(xù)測(cè)量。在線分析儀表不僅應(yīng)用于生產(chǎn)過(guò)程實(shí)時(shí)分析，在環(huán)境污染源排放連續(xù)監(jiān)測(cè)中也有廣泛的應(yīng)用。隨著對(duì)節(jié)能降耗、治污減排和產(chǎn)品質(zhì)量要求的提高,在線分析儀表的重要性和使用量與目俱增。在線分析儀表測(cè)量原理不同于常規(guī)儀表，多采用光學(xué)、化學(xué)原理，直接安裝在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)，對(duì)環(huán)境條件(包括防爆性能和環(huán)境保護(hù)性能等)的要求比較嚴(yán)格，對(duì)樣品條件(溫度、壓力、流量等)的要求也比較嚴(yán)格，與實(shí)驗(yàn)室分析儀器相比，其環(huán)境條件和工作條件適應(yīng)能力較差，工作性能不穩(wěn)定，其維護(hù)量、維護(hù)難度較常規(guī)儀表大，對(duì)定期維護(hù)的需求更高。
在線分析儀表的預(yù)防性維護(hù)包括：
①定期檢查在線分析儀表間的運(yùn)行環(huán)境如空調(diào)狀況、通風(fēng)狀況、有無(wú)介質(zhì)泄漏等。
②定期檢查清洗預(yù)處理系統(tǒng)。
③定期檢查在線分析儀表的運(yùn)行狀態(tài)。
針對(duì)不同的儀表，制定相應(yīng)的檢查項(xiàng)目如試劑、標(biāo)氣、載氣、預(yù)處理單元等；并記錄相關(guān)運(yùn)行數(shù)據(jù)如分析儀表的測(cè)量值、載氣壓力。
④定期維護(hù)標(biāo)定分析儀表，結(jié)合儀表的結(jié)構(gòu)原理，制定相應(yīng)的維護(hù)項(xiàng)目和維護(hù)標(biāo)定周期。如環(huán)保煙氣分析儀的每月定期維護(hù)項(xiàng)目有：吹掃采樣管線、清理采樣過(guò)濾芯、更換老化的管接頭蠕動(dòng)泵管、清洗氣液分離器及流量計(jì)、清理采樣泵膜片、清理風(fēng)機(jī)過(guò)濾器、清理煙塵光學(xué)鏡面、校準(zhǔn)等；再如COD分析儀的每月定期維護(hù)項(xiàng)目有：清洗定量管、更換或清洗管線接頭及管線、檢查電磁閥腐蝕情況、清洗消解池、校準(zhǔn)等。
自動(dòng)化儀表預(yù)防性維護(hù)方案的實(shí)施
不同類型的儀表，既有通用的維護(hù)保養(yǎng)項(xiàng)目，又因其結(jié)構(gòu)原理的不同而需要專門(mén)的維護(hù)保養(yǎng)項(xiàng)目，在制定預(yù)防性維護(hù)方案時(shí)需二者兼顧、統(tǒng)籌考慮。根據(jù)維護(hù)保養(yǎng)項(xiàng)目的預(yù)估故障周期和儀表的重要程度，設(shè)定不同的預(yù)防性維護(hù)周期，對(duì)儀表進(jìn)行全方位的逐一檢查。每類儀表均制定有相應(yīng)的預(yù)防性維護(hù)檢查表，維護(hù)作業(yè)人員將相關(guān)的檢查結(jié)果、所查問(wèn)題記錄于檢查表中，并在檢查表中簽字確認(rèn)、注明檢查日期。對(duì)檢查出來(lái)的問(wèn)題采取“定任務(wù)、定責(zé)任單位和人員、定整改措施、定整改期限”的“四定”方法進(jìn)行跟蹤整改直至徹底解決，將儀表缺陷消滅在萌芽狀態(tài)。
為了使預(yù)防性維護(hù)方案得到有效的實(shí)施,要對(duì)其實(shí)施情況進(jìn)行定期檢查，對(duì)于不按計(jì)劃執(zhí)行的或按計(jì)劃執(zhí)行但儀表缺陷未消除的，及時(shí)給予提醒和督促。自實(shí)施以來(lái)，取得了良好的效果，儀表故障率有了顯著的下降，既節(jié)約了維護(hù)成本，又減少了儀表故障應(yīng)急處理的次數(shù)，即使在漫長(zhǎng)的雨季，也沒(méi)有出現(xiàn)嚴(yán)重的儀表故障。
小結(jié)
自動(dòng)化儀表種類繁多，各類儀表的維護(hù)保養(yǎng)項(xiàng)目備具特點(diǎn)、不盡相同，而且儀表臺(tái)件數(shù)多、在裝置內(nèi)的分布零散，要全方位、沒(méi)有遺漏地做好預(yù)防性維護(hù)實(shí)屬不易。預(yù)防性維護(hù)方案要容易實(shí)施，維護(hù)內(nèi)容及周期盡量合理，既能及時(shí)消除儀表缺陷，又使維護(hù)工作量適中。備維護(hù)保養(yǎng)項(xiàng)目所包含的內(nèi)容不宜太多，并適當(dāng)調(diào)整維護(hù)項(xiàng)目的維護(hù)周期，使得工作量不至于太大，各項(xiàng)目能分配到具體維護(hù)人員身上，維護(hù)人員樂(lè)于接受，否則容易引起逆反心理,應(yīng)付了事，不能取得預(yù)期的效果。
石化裝置中的自動(dòng)化儀表容易受到工藝介質(zhì)的沖刷和腐蝕、高溫介質(zhì)的烘烤、空氣中有害物質(zhì)的侵蝕、雨水潮氣的滲透、太陽(yáng)的直射等，難以評(píng)估其使用壽命，如果過(guò)早地預(yù)防性更換，會(huì)造成資源浪費(fèi)，加大維護(hù)成本，如果等到出現(xiàn)故障時(shí)再維修更換，對(duì)于聯(lián)鎖儀表、關(guān)鍵儀表等，可能造成裝置局部波動(dòng)或停工，造成的生產(chǎn)損失更大。因此，對(duì)于聯(lián)鎖儀表、關(guān)鍵儀表，需要統(tǒng)計(jì)、評(píng)估它們的使用壽命，實(shí)現(xiàn)定期更換，既不過(guò)度浪費(fèi)資源，又能保證安全生產(chǎn)。
作者：趙慶林(中海油惠州石化有限公司)
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