在化工生產(chǎn)中, 壓力是指由氣體或液體均勻垂直地作用于單位面積上的力。在工業(yè)生產(chǎn)過程中,壓力往往是重要的操作參數(shù)之一。壓力的檢測與控制,對保證生產(chǎn)過程正常進(jìn)行,達(dá)到高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、低消耗和安全是十分重要的。而實(shí)際工作中,壓力表給我們帶來了哪些難題呢?我們又是如何處理它們呢?
1、壓力連鎖故障
故障現(xiàn)象:
某石化企業(yè)重油總管壓力報警連鎖系統(tǒng),由于鍋爐燃料油的重油總管壓力下降,并且備用泵不能自動啟動。導(dǎo)致重油壓力繼續(xù)下降,直到鍋爐聯(lián)鎖動作切斷重油而停車,造成故障。
故障分析:
正常情況下,當(dāng)重油總管壓力下降到一定值時,備用泵應(yīng)自動啟動,使重油保持一定的流量和壓力?,F(xiàn)由于備用泵沒有啟動.說明備用泵沒有接到壓力下降的信號,也就是說本系統(tǒng)的壓力變送器沒有感受到總管壓力的變化:
檢查原因是導(dǎo)管內(nèi)隔離液被放掉,重油進(jìn)入導(dǎo)壓管以及變送器正壓室腔內(nèi):由于采用隔離液測量總管壓力,導(dǎo)壓管和儀表沒有采用保溫伴熱,重油凝固點(diǎn)比較低.因此在導(dǎo)壓管和膜腔內(nèi)凝結(jié),不能感應(yīng)和傳遞總管壓力的變化。同時,由于重油固化而體積膨脹,傳感器元件受力指示偏高,也一直保持這一值。
當(dāng)總管壓力下降時,此值不變,備用泵不啟動.直至造成停車事故。
處理方法:
用蒸汽吹掃導(dǎo)壓管,儀表膜腔拆卸用汽油清洗干凈。儀表重新投用前要對儀表進(jìn)行靜壓試驗(yàn),檢驗(yàn)合格后,在導(dǎo)壓管內(nèi)重新充滿隔離液。
2、壓力指示回零
故障現(xiàn)象:
某石化企業(yè)一裂解汽油壓力檢測系統(tǒng)中測壓導(dǎo)管由于保溫伴熱關(guān)閉不久,出現(xiàn)壓力指示回零,控制閥關(guān)死,裂解塔不出料.因塔液位太高造成停車事故。
故障分析:
由于該系統(tǒng)平時運(yùn)行時壓力波動較大,采用了開大一次取壓閥,用針閥控制阻力的辦法,可以減小儀表指示的波動。由于儀表工不了解該表的具體情況,啟動儀表指示波動太大,即把一次取壓閥關(guān)小。因?yàn)橐淮稳洪y口徑比較大,很難控制,一旦一次取壓閥關(guān)小到壓力指示波動在允許范圍內(nèi)時。
實(shí)際上該閥門已基本處于全關(guān)位置,而平時也沒有注意到這個問題,當(dāng)關(guān)閉保溫后,即出現(xiàn)指示為零,控制閥全關(guān)現(xiàn)象。原因在于保溫蒸汽關(guān)閉后,導(dǎo)壓管冷卻了,導(dǎo)壓管內(nèi)原來全部汽化的介質(zhì)冷凝成液體,體積減小,壓力驟降(幾乎為零),如取壓閥門沒有關(guān)死,介質(zhì)冷凝成液體,體積減小,塔內(nèi)介質(zhì)向?qū)Ч苤醒a(bǔ)充,才使儀表受壓,與塔內(nèi)壓力一致。
閥門關(guān)死變成一個封閉容器,由于保溫時介質(zhì)處于汽化狀態(tài),壓力較高或不變,當(dāng)溫度變低時,介質(zhì)液化壓力變小,指示回零。儀表信號為零,通過調(diào)節(jié)器使控制閥全關(guān),致使塔液位迅速上升而造成停車事故。
處理方法:
打開一次取壓閥,指示恢復(fù)正常。應(yīng)當(dāng)注意,對一些壓力較大的檢測控制系統(tǒng)常常通過節(jié)流阻力來減小檢測波動,但阻力要控制適當(dāng),否則就會出現(xiàn)上述故障,造成嚴(yán)重后果。
3、壓力測量不準(zhǔn)
故障現(xiàn)象:
某一被測壓力為p=6.5MPa,使用彈簧管壓力表進(jìn)行壓力檢測,儀表所處的環(huán)境溫度為+40℃,工藝要求則準(zhǔn)確到1%,精度等級為0.5級。所選儀表則是范圍為O~20MPa,工藝操作人員反映該表不準(zhǔn) 。
故障分析:
進(jìn)行現(xiàn)場閥門關(guān)閉壓力時,儀表運(yùn)行仍良好,但不能如實(shí)指示過程的壓力。將壓力表拆下送至壓力檢定室檢定,其值仍符合規(guī)程要求。根據(jù)檢測儀表選擇原則,被測量值應(yīng)在測量儀表的上限值處2/3左右,由此來選擇測量儀表的量程,即
6.5×2/3= 9.75 MPa
所以選擇儀表的量程為0~10MPa。
查表知彈簧壓力表的溫度系約為0.0001~0.001,溫度系=0.0001則測溫附加誤差值
6.5×0.0001×(40-20)=0.013 MPa
這樣儀表允許的絕對誤差為
=0.065-0.013=0.052 MPa
儀表量程選擇太大,因而測量不準(zhǔn)。
處理方法:
選擇儀表量程為0~10MPa,精度為0.5級為宜,所以更換量程為0~10MPa的儀表后,保持原0.5級精度,便能消除測量時壓力不準(zhǔn)的故障。
4、單法蘭壓力測量儀表毛細(xì)管斷裂故障
故障現(xiàn)象:
某裝置使用單法蘭測量壓力,出現(xiàn)毛細(xì)管斷裂現(xiàn)象,造成系統(tǒng)停車事故。
故障分析:
儀表毛細(xì)管斷裂的原因有以下幾個方面。
機(jī)械損傷。單法蘭毛細(xì)管式壓力測量儀表,由法蘭、毛細(xì)管及變送器組成。在運(yùn)輸、調(diào)校、安裝過程中稍有不慎,都有可能造成毛細(xì)管的損傷,使用過程中周圍人員的活動也有可能造成意外損傷。
振動損傷。如果儀表安裝在高壓回路中振動較大的部位,毛細(xì)管長年受振動產(chǎn)生疲勞而斷裂。
材質(zhì)問題。如果測量介質(zhì)具有腐蝕易結(jié)晶的特點(diǎn),一旦毛細(xì)管選擇材質(zhì)不當(dāng),就有可能產(chǎn)生以下問題:其一,單法蘭一次膜片損壞后,測量介質(zhì)迅速進(jìn)入毛細(xì)管內(nèi),造成毛細(xì)管內(nèi)部腐蝕而斷裂;其二,在測量環(huán)境中時常有氨等腐蝕物質(zhì)存在,也會造成毛細(xì)管因外部腐蝕而斷裂。
質(zhì)量問題。如毛細(xì)管與變送器及法蘭之間焊接材質(zhì)不對,焊接不牢等,也可能造成毛細(xì)管斷裂。
填充硅油選擇不當(dāng)。硅油填充量不足,可能造成一次膜擊穿,從而造成毛細(xì)管斷裂。
處理方法:
由于每種儀表都有使用周期及使用壽命,所以特殊環(huán)境下重要位置的同類儀表,每個檢修周期都要及時更換新的變送器。儀表生產(chǎn)廠家要針對特殊使用場合,選用專用材質(zhì)來加工生產(chǎn)儀表的關(guān)鍵部件,以達(dá)到最佳使用效果。運(yùn)輸、調(diào)校、安裝過程中要特別注意儀表安全。定期進(jìn)行儀表檢查和維護(hù)。
5、大風(fēng)大雨時爐膛負(fù)壓大幅度波動
故障現(xiàn)象:
某廠加熱爐爐膛負(fù)壓在大風(fēng)大雨條件下,壓力大幅度波動。
故障分析:
加熱爐爐膛負(fù)壓是工藝生產(chǎn)過程嚴(yán)格控 制的工藝指標(biāo),不允許大幅度波動。在大風(fēng)大雨條件下引起負(fù)壓大幅度波動的原因有如下幾個。
下雨天負(fù)壓側(cè)滲水。
由于爐膛負(fù)壓很小(-80Pa左右):一般使用差壓變送器測量爐膛負(fù)壓,由于刮大風(fēng)使變送器改變了作用力,特別是在不規(guī)則的大風(fēng)速情況下,使變送器輸入信號大幅度波動。調(diào)節(jié)器輸出波動,執(zhí)行機(jī)構(gòu)也大幅度波動,這樣使系統(tǒng)負(fù)反饋形成惡性循環(huán),因此造成儀表指示大幅度波動。
處理方法如下:
改變變送器安裝方式,負(fù)壓側(cè)通大氣端加一導(dǎo)壓短管,方向向下.或者把交送器負(fù)壓室的出口引向背風(fēng)處.不讓雨水形成靜壓力,避免大風(fēng)對儀表的影響:
在變送器輸出管線上加一個氣容.也可減小指示波動。
6、裂解爐爐膛負(fù)壓指示偏低
故障現(xiàn)象:
壓力變送器指示信低
故障分析:
裂解爐負(fù)壓測量采用積水罐。以防止?jié)窨諝庵欣淠M(jìn)入負(fù)壓變送器,增加測量誤差。從圖可知,濕空氣中水分不斷冷凝成水,當(dāng)導(dǎo)壓管積水罐水位上升到高于右邊管道進(jìn)口處高度時,即積水罐水位高于一點(diǎn)時,由于爐膛負(fù)壓的影響,會引起一段水柱,水柱高度記為H,液柱產(chǎn)生附加壓力 (r為水的相對密度)。附加壓力作用在壓力(真空度)變送器上的力正好與爐膛負(fù)壓聲,作用力相反,因此負(fù)壓指示偏低一個值。
處理方法:
裂解爐負(fù)壓測量采用積水罐,以防止?jié)窨諝庵欣淠M(jìn)入負(fù)壓變送器,增加測量誤差。從圖可知,濕空氣中水分不斷冷凝成水,當(dāng)導(dǎo)壓管積水罐水位上升到高于右邊管道進(jìn)口處高度時,即積水罐水位高于一點(diǎn)時,由于爐膛負(fù)壓的影響,會引起一段水柱,水柱高度記為H,液柱產(chǎn)生附加壓力 (r為水的相對密度)。附加壓力作用在壓力(真空度)變送器上的力正好與爐膛負(fù)壓聲,作用力相反,因此負(fù)壓指示偏低一個值。
式中p——差壓變送器的指示壓力。
由于Hr存在,故,所以壓力指示偏低。
處理方法:定期排除積水,尤其是停車期間,濕空氣進(jìn)入管內(nèi),積水更多,所以在開爐前最好排放掉積水。其次是改配管,爐膛導(dǎo)壓管改為虛線所示,這樣也可以減少排液次數(shù)。
7、壓力測量示值波動
故障現(xiàn)象:
某天然氣壓力調(diào)節(jié)系統(tǒng),引起后工段系統(tǒng)波動,將該調(diào)節(jié)器轉(zhuǎn)到手動控制,后工段各系統(tǒng)波動的現(xiàn)象消失,但壓力調(diào)節(jié)器測量指示照樣波動,只是現(xiàn)象明顯減弱。
故障分析:
檢查壓力變送器,將排污閥門打開后,壓力很快泄掉,還有一點(diǎn)尾氣,判斷是一次取壓閥堵塞所致。由于一次閥門堵塞,導(dǎo)壓管又很長,管道中壓力變化之后,很久才能傳遞到變送器檢測元件中,這種滯后累計的壓力傳遞必然引起變送器輸出始終變化。當(dāng)調(diào)節(jié)器切到自動控制時,調(diào)節(jié)器對假信號進(jìn)行調(diào)節(jié),必然引起系統(tǒng)介質(zhì)壓力波動,所以波動現(xiàn)象更嚴(yán)重。
處理方法:
拆去導(dǎo)壓管,發(fā)現(xiàn)閥門結(jié)炭黑嚴(yán)重,幾乎堵死,用鐵絲捅通一次取壓閥,重新開表,該表運(yùn)行正常。
8、旁路切斷閥泄露引起示值偏低
故障現(xiàn)象:
壓力示值偏低。
故障分析:
檢查壓力變送器工作正常,調(diào)節(jié)閥已全關(guān),說明調(diào)節(jié)系統(tǒng)正常。用手摸管道發(fā)現(xiàn)旁路管道溫度很高,說明工藝旁路切斷閥泄露嚴(yán)重。
處理方法:
通知工藝操作人員,檢修旁路切斷閥之后,壓力控制恢復(fù)正常。
壓力系統(tǒng)的故障診斷 。
9、以蒸汽壓力調(diào)節(jié)系統(tǒng)為例做如下說明:
蒸汽管路壓力記錄值突然降到零,而安全閥起跳,表之間出現(xiàn)故障時,調(diào)節(jié)閥開度突變,引起蒸汽壓力猛增,而記錄儀表卻無反應(yīng),此時可先切到手動遙控調(diào)節(jié)閥,再處理故障。
蒸汽管路壓力記錄值未高于設(shè)定值,安全閥起跳,儀表人員可以對照相關(guān)儀表,如各點(diǎn)溫度正常,則安全閥未調(diào)好;如各點(diǎn)溫度值開麗,則為壓力記錄值低于真實(shí)壓力。
壓力波動雖大,但緩慢,一般應(yīng)從工藝上查找原因。
壓力波動呈快速振動狀態(tài)要從參數(shù)整定及儀表本身查找原因。
如負(fù)荷、加料回流、溫度等變化以及操作不當(dāng),均會引起設(shè)備內(nèi)部壓力的變化,要從工藝操作上找原因。
對每臺儀表的平時壓力波動情況應(yīng)心中有數(shù),分清是異常情況還是正常情況,并可參照其他工藝參數(shù)做出判斷。
設(shè)備維修,儀表先行 。這是化工廠一線儀表工道出的心聲。
工作流程:
準(zhǔn)備工具、用具——記錄壓力數(shù)據(jù)——關(guān)閉壓力表根部閥——打開卸壓閥卸凈壓力——拆卸壓力表——清理出變形舊墊片及雜物——安裝新壓力表(墊片)——關(guān)閉卸壓閥——緩慢打開壓力表根部閥——驗(yàn)漏——確認(rèn)、記錄壓力數(shù)值、新舊壓力表表號,——清理現(xiàn)場衛(wèi)生、回收工具、用具。
按規(guī)定穿戴好勞動保護(hù)
按規(guī)定穿戴好勞動保護(hù),防止服裝被纏繞和在易燃易爆場所產(chǎn)生靜電 。
準(zhǔn)備工具、用具:
活動扳手或開口扳手、壓力表、壓力表接頭、螺絲刀、絲扣布、細(xì)紗布、工作壓力介于壓力表量程1/3至2/3之間壓力表墊子若干、肥皂水1瓶 (驗(yàn)漏用)。
檢查壓力表:
檢查鉛封完好、
在檢驗(yàn)有效期內(nèi)
檢查指針是否歸零;
輕敲有位移
各部位螺釘緊固;
防塵孔完好;
通氣孔暢通;表螺絲完好無損壞;
精度等級符合要求;
表盤無裂痕,刻度清晰;
拆卸壓力表:
先緩慢關(guān)閉壓力表截止閥,待指針歸零后方可拆卸。用活動扳手固定表接頭,用開口扳手拆卸壓力表,拆卸時不能損壞壓力表;
壓力表卸松后用手扶好壓力表,邊卸邊輕輕左右晃動,卸掉表內(nèi)余壓;
將卸下的壓力表放在干燥無塵的地方送有關(guān)部門進(jìn)行檢驗(yàn);
用棉紗布與螺絲刀清理壓力表接頭內(nèi)贓物,檢查壓力表接頭絲扣是否完好,引壓孔是否堵塞,檢查時壓力表接頭如正常不需更換,緊固壓力表接頭。
記錄壓力數(shù)據(jù),關(guān)閉壓力表根部閥,緩慢打開卸壓閥,待確認(rèn)壓力卸凈后,使用活動扳手固定壓力表根部閥,用開口扳手拆卸壓力表;
壓力表卸松后用手扶好壓力表,邊卸邊輕輕左右晃動,卸掉表內(nèi)余壓;
將卸下的壓力表扣放在大布上(或壓力表盒)
用棉紗布與鉤針清理壓力表考克內(nèi)贓物,檢查壓力表考克內(nèi)絲扣是否完好,引壓孔是否暢通;
風(fēng)險提示:
選擇合理站位,側(cè)身站位,防止閥門刺漏傷害人身安全;
關(guān)閉舊壓力表控制閥門,截斷壓力源;
卸表時,不能用手抓在壓力表頂部,防止余壓將壓力表打出傷手;
用活動扳手和固定扳手按正確的方向拆卸舊壓力表,當(dāng)卸至壓力表與接頭特別松動時,用手邊擰壓力表邊晃動,泄掉表內(nèi)余壓。
風(fēng)險提示:切勿將頭部貼近管線出口,防止余壓刺傷。
清除壓力表接頭內(nèi)的密封帶和雜物,以防堵塞壓力表進(jìn)氣孔 。
風(fēng)險提示:切勿赤手伸進(jìn)變絲內(nèi),應(yīng)選用合適工具(螺絲刀、錐子)進(jìn)行清理。
安裝壓力表:
將檢驗(yàn)合格的壓力表在螺紋上按逆時針方向纏上密封帶,注意不要堵塞進(jìn)氣孔 。
按順時針方向給壓力表絲扣纏好密封帶3-5圈,
用手扶正壓力表在接頭上,先用手?jǐn)Q幾扣,再用扳手上緊 ,壓力表方向要與管線平行,便于觀察;
用手扶正壓力表找正,把壓力表安裝在接頭上 ,旋上幾扣,用固定扳手和活動扳手上緊壓力表。
要領(lǐng):壓力表垂直于管線,朝向便于觀察
風(fēng)險提示:緊固時切勿過分用力,憋壓值小于0.05MPa ,防止憋壓打壞表針。
試壓驗(yàn)漏:
關(guān)閉壓力表考克卸壓閥,緩慢打開根部閥,讓壓力緩慢上升以防壓力猛增打壞指針
當(dāng)達(dá)到工作壓力,壓力在壓力表量程的1/3-2/3之間,不滲不漏為合格
記錄壓力數(shù)值,新、舊壓力表表號,清理現(xiàn)場回收工具、用具。