石油化工自動(dòng)化儀表技術(shù)及其施工安裝調(diào)試技術(shù)分析探討

李運(yùn)玉

摘 要：本文對(duì)石油化工自動(dòng)化儀表的種類、安裝過程和調(diào)試技術(shù)進(jìn)行闡述，意在促進(jìn)自動(dòng)化儀表在石油化工業(yè)的合理運(yùn)用，促進(jìn)其對(duì)石油化工行業(yè)的發(fā)展。

關(guān)鍵詞：石油化工;自動(dòng)化儀表;施工安裝調(diào)試

引言

石油化工行業(yè)的發(fā)展不僅包括技術(shù)的革新，也包括對(duì)安全環(huán)保等指標(biāo)的改進(jìn)。在石油化工行業(yè)，自動(dòng)化儀表的引人提高了產(chǎn)業(yè)的效率，同時(shí)也對(duì)其安全性能、操控的便捷性等有了更高的要求。文章從石油化工自動(dòng)化儀表技術(shù)入手，對(duì)其安裝與調(diào)試進(jìn)行分析探討，促進(jìn)自動(dòng)化儀表在石油化工業(yè)的合理運(yùn)用，促進(jìn)其對(duì)石油化工行業(yè)的發(fā)展。

1 石油化工自動(dòng)化儀表的種類

我國目前傳統(tǒng)工業(yè)石油化工信息行業(yè)的健康發(fā)展已不可能符合當(dāng)下工業(yè)節(jié)能低碳減排的大主題，必須在行業(yè)整體上向整個(gè)現(xiàn)代化產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型，所謂走向現(xiàn)代化產(chǎn)業(yè)發(fā)展，就是開始應(yīng)用各種自動(dòng)化監(jiān)測設(shè)備，例如，我國傳統(tǒng)石油化工生產(chǎn)企業(yè)最先開始使用各種自動(dòng)化監(jiān)測儀表，加強(qiáng)工業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施信息平臺(tái)設(shè)施體系建設(shè)，將信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展智能化，提高信息平臺(tái)企業(yè)操作管理水平，提高平臺(tái)工作效率，推動(dòng)促進(jìn)我國傳統(tǒng)石油化工信息產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展。

1.1溫度儀表

石油中各個(gè)物質(zhì)的沸點(diǎn)是不一樣的，所以在對(duì)是由進(jìn)行分餾時(shí)，需要控制多個(gè)溫度與沸點(diǎn)，保證石油中各個(gè)物質(zhì)處于各自的沸點(diǎn)狀態(tài)。因此，溫度儀表在實(shí)際工作中是必不可少的。首先應(yīng)該考慮石油本身的物質(zhì)屬性，然后結(jié)合現(xiàn)場的各種裝置的實(shí)際情況，以及使用的介質(zhì)的溫度。隨著技術(shù)的革新，目前使用的就地溫度儀表為雙金屬溫度計(jì)，采用的測量方法是接觸時(shí)測量。利用電阻及電偶技術(shù)中的耐熱性、防爆性等優(yōu)點(diǎn)，可以把電熱信號(hào)傳輸?shù)紻CS或是其他溫度收集儀中，通過匯總的情況可以得出，溫度在-200℃-1800℃的安全性能最高、分餾效果最好。

1.2壓力儀表

壓力作為海洋石油化工裝置重要的監(jiān)測參數(shù)之一，壓力控制儀表的自動(dòng)化程度越高，對(duì)壓力的控制以及安全性就越高。為了保證測量的準(zhǔn)確性和控制的安全性，壓力儀表包括了傳感器、變送器、特殊壓力表等，它們一起對(duì)壓力及量程發(fā)生作用，不僅可以得到所測物質(zhì)的壓力，還會(huì)對(duì)介質(zhì)的溫度與脈動(dòng)獲得一個(gè)準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)，保證檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性。

1.3物位儀表

除了以上對(duì)溫度和物料壓力測量的同時(shí)，我國石油化工原料產(chǎn)業(yè)中對(duì)于原料、半成品、過程中的物料液位的測量也顯得極為重要。液位的測量涉及到原料物位儀的實(shí)際使用，在原料生產(chǎn)使用過程中，原料、半成品、成品的各種物料因其成分種類不一，物位儀表不能完全滿足不同種類物料量的要求，而傳統(tǒng)的原料物位儀也無法完全滿足這一測量要求，傳統(tǒng)的原料物位儀主要目的是對(duì)某一特定的一種物料成分進(jìn)行測量，而無法適用于測量不同種類的物料。相比之下，自動(dòng)化的化工物位儀系統(tǒng)可以有效彌補(bǔ)傳統(tǒng)物位儀的諸多缺點(diǎn)，它所以能夠通過多種編程方式來精準(zhǔn)確定各種化工物料的上下液位，主要原因是使用現(xiàn)代化的信息處理技術(shù)，能夠更加好地符合當(dāng)下現(xiàn)在石油化工物料生產(chǎn)中的特性，通過對(duì)上下液位閾值的精確設(shè)定，來精確測量物料的橫向位移，使當(dāng)下石油化工物料生產(chǎn)的全過程更加安全可靠。

1.4流量儀表

石油化工行業(yè)的管道流量的自動(dòng)控制也非常重要，在企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營過程中我們需要根據(jù)管道流量測量值對(duì)各個(gè)管道上的流量進(jìn)行自動(dòng)調(diào)控，傳統(tǒng)的管道流量儀表僅僅可直接顯示管道流量測量值，不可自動(dòng)進(jìn)行調(diào)節(jié)，因此，需要人工手動(dòng)調(diào)控一個(gè)閥門，人工手動(dòng)調(diào)控閥門不可準(zhǔn)確地直接判斷一個(gè)門閥上的旋轉(zhuǎn)度，在確定旋轉(zhuǎn)度的過程下其中的角度誤差較大，且操作費(fèi)時(shí)費(fèi)力，工作效率低，不是最佳測量控制方案。而使用自動(dòng)化系統(tǒng)測量控制的流量儀表，可以將流量儀表的測量值送入自動(dòng)控制系統(tǒng)，通過系統(tǒng)計(jì)算后自動(dòng)輸出閥門開度，從而自動(dòng)地調(diào)節(jié)管道閥門的開度，既保證了管道流量儀表測量的準(zhǔn)確性，同時(shí)也省去了大量的人力資源，在此過程中的所有流量調(diào)節(jié)都完全可以通過測量控制系統(tǒng)記錄下來，有利于后期對(duì)管道流量數(shù)據(jù)的分析和總結(jié)，所以使用自動(dòng)化系統(tǒng)測量控制的流量儀表就可以有效保證管道流量的測量數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性和有效性，其較傳統(tǒng)的流量儀表更加行之有效。

綜上所述，石油化工的生產(chǎn)過程中，溫度、壓力、物位和流量是最重要的四大參數(shù)。在實(shí)際的安裝過程中，必須將這四類儀表安裝于便于觀察的地方，在安裝之前需要對(duì)元件進(jìn)行檢測和清洗，確保元件完好無損的安裝在相應(yīng)的地方，并對(duì)儀表相關(guān)的組件進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測。在全部安裝完成后，還需做調(diào)試的工作，確保其正常使用。

2 石油化工自動(dòng)化儀表的安裝

2.1準(zhǔn)備階段

儀表安裝涉及的點(diǎn)多，工作量大，再加上安裝技術(shù)的不斷革新，經(jīng)常是多個(gè)工種交叉作業(yè)。因此，在準(zhǔn)備階段需要結(jié)合外部環(huán)境和儀器儀表的實(shí)際情況，制定合理的招標(biāo)采購方案，待方案細(xì)則確定后再購買儀器儀表。施工準(zhǔn)備階段，需要讓相關(guān)的工作人員介入進(jìn)來，對(duì)安裝圖紙全面了解，并做好審核工作，包括物料、設(shè)備的采購與驗(yàn)收等工作，確保所有涉及到的因素安全無虞，然后制定出切實(shí)可行的施工方案與施工進(jìn)度。在實(shí)際的工作中，一定會(huì)遇到專業(yè)化程度較高的設(shè)備與儀器，為了避免在實(shí)際操作的過程中出現(xiàn)故障或是發(fā)生失誤，崗前培訓(xùn)是必不可少的環(huán)節(jié)，培訓(xùn)人員除了對(duì)專業(yè)知識(shí)與技能進(jìn)行培訓(xùn)外，由于儀表安裝工作的特殊性質(zhì)與危險(xiǎn)系數(shù)，差之毫厘的操作就可能引發(fā)重大的安全事故，對(duì)參訓(xùn)人員的培訓(xùn)還包括兩方面的內(nèi)容：一是對(duì)其資質(zhì)進(jìn)行檢測，確保所有工作人員是“帶證上崗”;二是進(jìn)行責(zé)任意識(shí)培訓(xùn)，提高施工人員的職業(yè)素養(yǎng)和安全意識(shí)。最后一個(gè)準(zhǔn)備環(huán)節(jié)，是在設(shè)備運(yùn)行的過程中，不定期的進(jìn)行檢測，隨時(shí)確保設(shè)備的安全性能。

2.2規(guī)劃階段

如果是從大的范疇來說，規(guī)劃也應(yīng)該屬于準(zhǔn)備階段。但是因?yàn)槭突どa(chǎn)的現(xiàn)場狀況非常復(fù)雜，諸多工作需要細(xì)化，因此將施工方案單獨(dú)列為一個(gè)環(huán)節(jié)，是很有必要的。首先，根據(jù)總體進(jìn)度來進(jìn)行施工進(jìn)度計(jì)劃的制定，若是出現(xiàn)比較大的偏差，那么必須向項(xiàng)目施工負(fù)責(zé)人員及時(shí)匯報(bào)，讓其根據(jù)實(shí)際情況來調(diào)整。在施工之前，需要做好管件取源、法蘭組對(duì)焊接，并完成支架防腐方面的工作，做好設(shè)備預(yù)組裝工作。其次，需要根據(jù)施工的進(jìn)度和計(jì)劃來進(jìn)行材料訂貨計(jì)劃的調(diào)整。最后，施工的時(shí)候，必須對(duì)人力資源進(jìn)行合理的調(diào)整，必須考慮到天氣情況，保證施工的質(zhì)量符合國家安裝規(guī)范，避免二次施工情況的出現(xiàn)。

2.3培訓(xùn)階段

進(jìn)行自動(dòng)化儀表安裝的過程中，很容易碰到高溫和強(qiáng)壓的情況，人員很容易受到較為嚴(yán)峻的考驗(yàn)，因此必須做好安全技術(shù)培訓(xùn)和交底工作。培訓(xùn)可以采用講座的方式，必須逐條地把安裝注意事項(xiàng)告訴施工人員，保證講述簡單明了，確保施工人員能夠真正理解，專業(yè)技術(shù)工作必須由專項(xiàng)技術(shù)人員進(jìn)行作業(yè)，進(jìn)行技術(shù)培訓(xùn)和交底是保證施工安裝作業(yè)安全的重要前提，所以，必須做好技術(shù)培訓(xùn)和交底方面的工作。此外，施工團(tuán)隊(duì)還必須定期進(jìn)行技術(shù)培訓(xùn)工作，絕對(duì)不能夠根據(jù)經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行工作，避免安全事故的出現(xiàn)。

2.4安裝階段。

首先，在進(jìn)行石油化工自動(dòng)化儀表設(shè)備施工安裝的過程中，必須以施工方案和安裝圖紙作為依據(jù)，絕對(duì)不能夠隨意地進(jìn)行圖紙的修改，若是出現(xiàn)必須修改的情況，必須做好申請(qǐng)匯報(bào)工作，在申請(qǐng)匯報(bào)工作結(jié)束之后，經(jīng)過設(shè)計(jì)人員審批才能夠修改。其次，施工過程中，技術(shù)人員必須保證指令的合理性，重視每一個(gè)環(huán)節(jié)的施工質(zhì)量，盡量避免出現(xiàn)誤差。，安裝時(shí)，必須做好主體儀表的安裝工作，在安裝時(shí)，同時(shí)需要做好數(shù)據(jù)檢測工作，數(shù)據(jù)檢測的工作，必須采用精密儀表進(jìn)行測量，保證數(shù)據(jù)的精確性。最后，需要安裝好儀表設(shè)備組件，在此過程中需要控制施工現(xiàn)場環(huán)境的穩(wěn)定性，避免出現(xiàn)劇烈震動(dòng)的情況。此外，在進(jìn)行儀表設(shè)備電纜敷設(shè)的過程中，需要對(duì)不同儀表設(shè)備的電纜進(jìn)行明確，避免出現(xiàn)電纜交叉和導(dǎo)線纏繞的情況。

2.5校驗(yàn)和調(diào)試階段

校驗(yàn)和調(diào)試工作實(shí)質(zhì)上屬于工程后期。石油化工自動(dòng)化儀表安裝完成后，需要進(jìn)行二次校驗(yàn)和調(diào)試工作?？紤]到儀表在靜止?fàn)顟B(tài)中和工作狀態(tài)中的差別，有必要進(jìn)行二次校驗(yàn)，對(duì)儀表回路的進(jìn)行測試、收集并記錄數(shù)據(jù)，歸納出相關(guān)的情況，總結(jié)出使用的規(guī)律，這對(duì)后期儀表的使用和檢修都是有幫助的。

3 石油化工自動(dòng)化儀表的調(diào)試技術(shù)

調(diào)試工作是在安裝工作完成之后的重要環(huán)節(jié)。各類儀表的安裝都是為了生產(chǎn)服務(wù)的，所以調(diào)試需要在工作的狀態(tài)下進(jìn)行，這樣會(huì)得到一個(gè)準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)。首先，是對(duì)電磁流量計(jì)進(jìn)行調(diào)試。這是一個(gè)浮動(dòng)最大的數(shù)據(jù)，它的幅度與頻率都需要通過PID的輔助進(jìn)行調(diào)試。如果是在調(diào)試的過程中，流量儀表指向了最大的數(shù)值，那就說明儀表的承載力已經(jīng)超過了限值，危險(xiǎn)系數(shù)極高。工作人員需要馬上調(diào)節(jié)閥門或是信號(hào)輸送設(shè)備以降低流量，如果調(diào)試的結(jié)果不理想，甚至需要進(jìn)行儀表的更換。當(dāng)然，流量儀表如果是指向最小數(shù)值，也說明儀表存在問題，如異物滲入影響了齒輪的運(yùn)行，儀表導(dǎo)管扭曲、斷裂等情況?？偠灾?，過大或過小的數(shù)據(jù)都會(huì)影響儀表的正常工作。其次，需要在通電的情況下檢查氣動(dòng)閥門，是否能夠準(zhǔn)確調(diào)節(jié)。再有就是，所有的儀表還需要進(jìn)行聯(lián)動(dòng)測試。目前比較常使用的聯(lián)動(dòng)測試方法有兩種，一種是系統(tǒng)聯(lián)調(diào)，一種是儀表回路測試，這兩種測試方法都要進(jìn)行，因?yàn)樯婕暗剿念悆x表，它們的性質(zhì)、載荷、應(yīng)力等都不一樣，所以四個(gè)儀表的數(shù)據(jù)只要是控制在合理的范圍內(nèi)，就可以認(rèn)定為儀表的運(yùn)轉(zhuǎn)是正常的。采用儀表回路測試，儀表的閾值會(huì)設(shè)定成一個(gè)范圍，還要考慮到使用中的損耗。以壓力儀表為例，它是有一個(gè)相對(duì)的疲勞部位的，這個(gè)部位是通過應(yīng)力分析得出的，在校準(zhǔn)的過程中，需要對(duì)儀表的結(jié)構(gòu)和應(yīng)力條件進(jìn)行分析，計(jì)算應(yīng)力強(qiáng)度與幅度，然后得到一個(gè)疲勞曲線，只要是檢測的結(jié)構(gòu)與這個(gè)疲勞曲線相一致，就可以認(rèn)為校驗(yàn)的結(jié)果是安全合理的。采用系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)調(diào)試，需要準(zhǔn)備的測試包文件很多，有表索引表、P&ID圖、邏輯圖及報(bào)警一類表、現(xiàn)場布置圖、標(biāo)準(zhǔn)安裝圖、數(shù)據(jù)表、回路圖、單校記錄、絕緣測試記錄、現(xiàn)場安裝檢查記錄等，檢測人員需要把其中的記錄表都按照實(shí)際的情況進(jìn)行填寫，還要在完成檢測后，出示相關(guān)的聯(lián)動(dòng)調(diào)試報(bào)告。

4 石油化工自動(dòng)化儀表的可靠性分析

4.1存儲(chǔ)功能更強(qiáng)大

自動(dòng)化測量儀表的數(shù)據(jù)儲(chǔ)存功能強(qiáng)大，可以進(jìn)行綜合管理記錄各種儀表數(shù)據(jù)庫的信息。在我國石油化工產(chǎn)業(yè)實(shí)際生產(chǎn)經(jīng)營過程中，必須對(duì)生產(chǎn)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)進(jìn)行記錄，因此需要增加儀表自動(dòng)控制系統(tǒng)的儲(chǔ)存器，和其他傳統(tǒng)的電子儀表設(shè)備相比，使用帶有儲(chǔ)存器的儀表自動(dòng)控制系統(tǒng)測量到的數(shù)據(jù)更加精準(zhǔn)可靠，且具備抗熱和外界環(huán)境干擾能力強(qiáng)。這些技術(shù)特點(diǎn)主要是由兩個(gè)多方面因素組成：第一，石油化工行業(yè)自動(dòng)化檢測儀表系統(tǒng)是以先進(jìn)現(xiàn)代化自動(dòng)信息處理技術(shù)為設(shè)計(jì)基礎(chǔ)，直接通過自動(dòng)控制系統(tǒng)進(jìn)行控制，可以對(duì)多種數(shù)據(jù)同時(shí)進(jìn)行記錄，并且系統(tǒng)可以在實(shí)際需要時(shí)自動(dòng)調(diào)出數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，而傳統(tǒng)的自動(dòng)儀表只能記錄儀表單次的數(shù)據(jù)，無法同時(shí)自動(dòng)記錄兩次多個(gè)數(shù)據(jù)，且一次數(shù)據(jù)自動(dòng)保存后的時(shí)間相對(duì)較短，在這種突發(fā)狀況下的該設(shè)備一般不具備自動(dòng)儲(chǔ)存數(shù)據(jù)功能，不利于進(jìn)行數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)記錄以及管理，有極大的技術(shù)局限性。第二，石油化工業(yè)的自動(dòng)化工業(yè)儀器儀表是通過自動(dòng)控制系統(tǒng)對(duì)儀器數(shù)據(jù)流量進(jìn)行實(shí)時(shí)測量、儲(chǔ)存，可遠(yuǎn)程自動(dòng)操控，對(duì)于各種突發(fā)狀況數(shù)據(jù)可以及時(shí)處理，安全可靠又能減少儀器損失，保證了儀器數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)性和完整性，傳統(tǒng)的工業(yè)儀表在這兩個(gè)方面又可能會(huì)略遜一籌，因此，為有效應(yīng)對(duì)高速經(jīng)濟(jì)發(fā)展的現(xiàn)代化工業(yè)，自動(dòng)化工業(yè)儀表的發(fā)展更能夠有效加速我國石油化工的產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

4.2計(jì)算能力更加精準(zhǔn)

石油化工儀表自動(dòng)化工業(yè)儀表的數(shù)據(jù)計(jì)算控制能力更加精確，自動(dòng)化工業(yè)儀表實(shí)際上是一種數(shù)據(jù)分析控制軟件，通過芯片編程技術(shù)使該軟件通過控制芯片接口實(shí)現(xiàn)芯片位置監(jiān)控，在原有實(shí)現(xiàn)控制電路更加可靠精簡的功能基礎(chǔ)上大大提高了傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)的功能，減少了傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)在工程軟件中的計(jì)算誤差，更好地精確降低了誤差值的影響，這對(duì)推動(dòng)信息化工業(yè)儀表的快速發(fā)展起到了極大的技術(shù)推動(dòng)力作用。從開發(fā)成本上面來講：第一，降低了軟件開發(fā)成本，精簡的集成電路將大大降低了軟件開發(fā)者的資金成本﹔第二，降低了開發(fā)支出管理成本，高效率、高標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)字計(jì)算測量能力大大減少了重復(fù)計(jì)算測量的次數(shù)，節(jié)約大量的人力物力資源。由此我們可以預(yù)見，隨著現(xiàn)代信息處理技術(shù)的不斷發(fā)展，自動(dòng)化信息處理技術(shù)將不斷的完善和發(fā)展。

結(jié)束語

綜上所述，我國的石油化工行業(yè)危險(xiǎn)系數(shù)高、科技含量高，要想真正的適應(yīng)新工藝的變革，提高生產(chǎn)效能，必須對(duì)四類儀表的性能、工作流程和作用進(jìn)行詳細(xì)的分析。安裝與調(diào)試的工作是要在一個(gè)完全真實(shí)的工況下進(jìn)行﹐收集最準(zhǔn)確的、具有指導(dǎo)意義的數(shù)據(jù)。另外，還需要結(jié)合石油化工行業(yè)的具體情況，開展自動(dòng)化儀表的宣傳、教育、普及工作，讓更多的工作人員參與到儀表使用工作中，以技術(shù)的更新和因地制宜的調(diào)整優(yōu)化措施，促進(jìn)石油化工行業(yè)的發(fā)展，提高石油化工行業(yè)的經(jīng)濟(jì)收益，助推社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。

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