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石化企业在线分析仪表的应用及故障排除

发表时间：2020/10/26 来源：《基层建设》2020年第19期作者：韩亚斌

[导读] 摘要：在线分析仪表是用来在线检测工业生产过程中的原料、中间产品、产品及相关辅助副产品等物料特性指标的实时在线分析仪器。

        天津联维乙烯工程有限公司天津市 300270
        摘要：在线分析仪表是用来在线检测工业生产过程中的原料、中间产品、产品及相关辅助副产品等物料特性指标的实时在线分析仪器。在现代工业生产过程中，在线分析仪表的投用使工艺操作人员可以根据实时的分析数据及时调整工艺参数，方便了操作。鉴于此，文章重点针对石化企业在线分析仪表的应用及故障排除进行了分析，以供借鉴。
        关键词：石化企业在线分析仪表；应用；故障排除
        1导言
        在线分析仪表在石油化工生产中扮演着十分关键的角色，为了更好的发挥其作用，确保经济效益与投资回报率，就必须要做好日常的故障排除与维修工作，提升整体效益，降低故障带来的负面影响。为了进一步探讨在线分析仪表的故障排除策略，对在线分析仪表的特点及应用加以描述。
        2在线分析仪表的特点
        在石化领域应用的在线分析仪表功能相对独立，仪表通常以成撬安装的结构型式出现，独立满足工艺参数在线监测的设计与使用要求。一部分在线分析仪表配置有前置处理系统，被检测的介质通过采样及前级处理单元经过降温，过滤，脱水等适当的预处理后引入到分析仪表中，完成工艺介质参数的实时检测、数据处理和通讯传输。同时在线仪表系统需要引入氮气、仪表风、不间断电源等公用工程配合使用。除此之外，石油化工产品的生产环境多为易燃易爆区域，对于许多在线分析仪表而言，受安装区域具体危险等级的划分限制，须选择相应的防爆结构来满足装置区域的特殊防爆功能要求，如一些在线分析仪表小屋内按技术要求需配置防爆空调，隔爆电气配电箱，以及在线分析仪表正压控制箱等。图1为某炼油装置工艺气在线分析仪表的典型组成结构，可见前置处理单元以及公用工程对在线分析仪表的正常运行起到了十分关键的作用。

        图1 某炼油装置在线分析仪表外部接口示意图
        3在线分析仪表发生故障的原因
        在石油化工领域，在线分析仪表在生产控制环节直至产品出厂各环节均具有广泛的应用，而复杂的应用环境往往会给在线分析仪表的应用带来许多影响和干扰，所以在线分析仪表在使用过程中也会经常性的发生一些不可控制的故障，如结焦、堵塞、漂移、示值偏差或频繁波动、仪表组成元件损坏或失效等。在线分析仪表发生故障的原因很多，可以简单归纳如下几个方面：预处理系统故障，电子器件故障及线路故障，辅助设备设施易损件故障，仪表程序故障以及仪表后路排放不畅等。值得注意的是，在线分析仪表通常配置有专用的处理器和可编程逻辑控制单元，具备一定的故障自诊断能力，在使用过程中，一旦出现故障，应首先做好科学分析，结合故障诊断信息逐步开展故障点排查。以某炼油装置原料及产品总硫含量在线分析仪为例，两套仪表自开工投用以来，频繁出现动力窗漏油，一级窗破损，仪表真空度报警以及仪表测量值偏差和波动故障，经与厂家技术人员多次到场联合排查，发现仪表多项需整改优化内容，如换膜机构卡涩，分析仪表采样回路后路背压过高，排放不畅等。经技术人员提出改进措施和多次进行测试比对和仪表标定后，最终达到了较好的使用效果。
        4在线分析仪表故障管理与维护的措施
        4.1延长分析仪表寿命的改进措施
        在线分析仪表的维修，一般的电子线路故障突出表现在元器件的老化和损坏，容易损坏的部件是处于47℃的前置板。元器件的老化通常造成仪表指示不稳定，出现指示无规律的波动。此时，更换前置板可处理该类故障。另外，检测器、气室、光路部分的维修工作较为复杂，检测器一般的使用单位无法维修。气室污染通过分析仪表的工作原理进行纠正性维修。由于气室污染光路平衡遭到破坏，可以在参比气室利用人为遮光的手段重新建立管路平衡，在新的平衡条件下可以正常检测。这就延长了分析仪表的使用寿命。
        4.2建立在线分析仪表物料消耗清单
        理清每台分析仪表所需的试剂、药剂、标准液、载气、标准气的数量、种类。并根据生产现场所需的数量和消耗速度、具体的成分、存储要求、环境危害、人员伤害等确定安全合理的存储数量和储存地点。特别危险的药品、试剂必须按照国家的安全法规，存入公司的危险化学品库统一管理，并单独设立入库出库记录台账，并现场签字确认。
        4.3重视在线分析仪表在石化生产中的典型应用
        在线分析仪表相对于传统的化验室分析仪器来说，具有数据实时传输的优点，可保证装置操作调整的及时性，提高装置成品率和运行效率。氧化锆分析仪用于烟道气体或加热炉燃烧情况实时监控，保证燃烧效率；在线气相色谱仪用于对液化气、丙烯、苯、甲苯等组分含量进行在线分析；在线COD分析仪，pH计，电导率仪等对污水处理系统开展实时监控，以确保外排污水达到相应的国家标准要求；在线总硫含量分析仪用于汽油脱硫装置对原料油和成品油硫含量进行在线监控，实时把控原料关口和输出产品质量；轻烃及氧含量分析仪用于实时分析工艺气组分，以便完成相应的工艺处置。
        4.4采取合理的维护方法
        常规维护过程中，需要定期清理过滤器，定期更换活性炭和检查预处理的气密性。这样不仅影响到分析数据的准确性，也关系到人身和设备的安全问题。分析仪表的维护一般分为电子线路和光路，具体手段是通过定期的标校和参数的测量通测量匹配电压来判断前置板的工作状态。通过测量几个电压值，了解放大板的供电情况以及光源的供电。校验零点时，测量放大板上的残余信号电压判断光路是否平衡，并根据情况确定分析表的跟踪调谐，为维修工作提供参考依据。另外，仪表管理人员需要充分利用实验室分析化验装备，设置合理的手动采样周期，加强对流程参数进行采样，开展在线仪表输出值同实验室分析化验结果的比对，对在线分析仪表的工作性能与状态进行定期、不定期的检查与评估，充分发挥在线分析仪表的技术优势，提升装置运行效能。
        4.5提高仪表维护人员的技术水平，在维护保养中摸清规律
        石化装置中的在线分析仪表种类繁多，几乎每套在线分析仪表都是一个相对完整的小系统，因此在运行和日常保养的过程中培养一支相对稳定的在线分析仪表维护队伍是十分必要的，维护人员应对分析仪表精心呵护，积极与厂家技术人员沟通，不断积累故障处理经验，提升技术水平，并采取新科技手段来解决仪表的养护与管理问题，确保在线分析仪表使用效果，直至具备通过技术手段不断优化仪表运行工况以达到节能和提质增效的目标。
        5结束语
        总之，为了充分发挥在线分析仪表的价值，就需要对其维修保养的各个环节进行控制，尽可能将仪表运行成本控制在可控范围内，以实现稳定高效应用。在线仪表的正常运行涉及到工艺、仪表、分析化验、自动控制系统等许多领域的专业技术，区别于普通的仪表设备，在日常运行中应根据其特点加以管理，面对频繁的故障维修与日常养护，培养一支人员组成相对稳定的成长型仪表维护队伍是十分必要的。结合现阶段在线分析仪表的使用情况，要想进一步提升仪表的运行稳定性，需要不断提升人员的技术水平，同时充分发挥实验室分析仪器的作用，定期进行参数比对，不断积累在线分析仪表运行故障的处理经验，便仪表维护人员的技术水平不断提高，从而确保在线分析仪表的应用效果，为我国石油化工行业的可持续健康发展增添新动力。
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