化工企业仪表自动化设备的预防性维护研究

化工企业仪表自动化设备的预防性维护研究

何文华

中石化南京化学工业有限公司江苏南京210044

摘要：人民对美好生活的向往推动了化工企业的飞速发展，大型化、集团化超大规模级企业不断涌现。仪表自动化设备不仅满足了大企业的生产需求，而且为化工生产的安全、稳定运行提供了保障。仪表自动化设备不能局限于测量仪表设备，广泛使用的设备如DCS系统、控制阀及附件、电磁阀、继电器等也要纳入仪表自动化设备，这样才能组成一套完整的自动化控制系统满足各类规模的化工企业安全、稳定生产。因此如何确保不因仪表自动化设备的原因影响生产也成了企业普遍追求的目标，在传统巡检、发生故障再处理的基础上，如何预防性维护仪表自动化设备就成了重中之重。

关键词：企业发展；仪表自动化设备；预防性维护

引言

随着人民对美好生活的向往不断提升，伴随着社会的进步，整个社会对各种消费品的需求呈现爆发式的增长，尤其是对各类化工产品的需求，这推进了我国化工行业的飞跃发展。大型化、集团化超大规模级企业不断涌现，使得仪表自动化设备在化工行业上得到广泛的使用，大型企业的仪表自动化设备台件数甚至达到近亿台。由于自动化程度的广泛应用，仪表自动化设备起了举足轻重的作用。因此如何预防性的维护仪表自动化设备保障生产的稳定运行成了各家的重点研究的方面。本文从自身的工作经历及所见所闻出发对仪表自动化设备如何预防性维护谈一些看法。

1影响化工企业仪表自动化设备的因素

在化工企业中，需要用到的仪表自动化设备种类较为繁杂，其主要是用于对生产过程中的温度、压力、流量、液位、成分等数据进行测量的仪表自动化设备，随着自动化程度的提高，仪表自动化设备不能局限于这些测量设备了，其他如DCS系统、控制阀际附件、电磁阀、继电器等也因和测量设备一样纳入仪表自动化设备维护范围。在化工企业中使用的仪表自动化设备在使用过程中，受制于维护人员的水平、使用环境、选型等问题，直接影响着仪表自动化设备的稳定性和生命周期。

现在的化工企业产品种类繁多，对仪表自动化设备的要求也大大超出常规，恶劣工况、超高压、超高温工艺也要靠仪表自动化设备来实现自动化控制；新化工工艺的需求也导致部分仪表的选型无从参考；社会上仪表的专业维护人员缺失，或者维护人员水平跟不上仪表自动化的提升等限制了仪表自动化设备的安全、稳定使用。

所以我们要做的就是对仪表自动化设备的使用环境进行提前分析，并根据仪表自动化设备使用环境的不同来制订出相应的具有针对性的维护方案；对于新工艺对仪表的需求要广泛评估；而最为关键的是人员的培养和技能的提升，通过这些手段来提高仪表自动化设备运行的平稳定，保障企业安全生产，提高企业的经济收益。导致仪表自动化设备出现故障的原因除了上述因素之外，化工操作人员人为因素对仪表自动化设备的影响也是巨大的，因为工作人员的操作不当导致仪器出现故障造成人员伤亡的现象时有发生，所以，化工企业应对相关仪表的操作人员定期展开培训，增强其专业技能，提高其专业知识的储备量，尽量减少人为因素对仪表自动化设备正常运行造成的影响。

在化工企业中，除了常规仪表外，DCS（DistributedControlSystem，分散控制系统）的维护更是重中之重。DCS是大脑，大脑不好手脚再好也无济于事。生产装置的控制中心一般由各种操作系统组成，国外的品牌有霍尼韦尔、横河等；这几年国产系统异军突起如浙大、和利时等。由于卡件质量、系统报警发现不及时、处理能力有限也导致了系统的故障发生。

在对化工企业中的仪表自动化设备进行预防性维护工作之前，相关人员需要对各种不同类型的仪表自动化设备之前出现的各种故障数据进行统计分析，以此来明确出各种不同的仪表自动化设备出现故障的原因，为之后的预防性维护工作奠定一个良好的基础。之后，目前大型化工企业如都有自己的设备运维系统，通过关键数据的收集、积累形成了具有特色的数据库，这有利于维护计划制定人员根据数据库内造成不同设备出现故障的不同原因来制订出一个具有针对性的预防性维护方案，以此来为不同的仪表自动化设备提供最有效的维护工作，保障化工装置的平稳运行，同时提高化工企业的经济收益。

2化工企业仪表自动化设备的预防性维护

2.1分级管理下的预防性维护

对仪表自动化设备的预防性维护前必须做到分级管理，目前各企业对故障分级管理没有统一标准，中石化企业正在逐步建立推广。企业传统分A类设备（在主流程上不可旁路或无备用，一旦出现故障影响全装置生产稳定运行的仪表自动化设备。）、B类设备（在主流程上可旁路或有备用，一旦出现故障影响较大必须立即抢修的仪表，对生产造成局部影响的仪表自动化设备）、C类设备（除A、B类以外的仪表自动化设备）。目前的分类通过类似EM系统的数据来源在逐步细化，引入了KPI指标，参考了要素分类，甚至通过计算来确定故障等级。总之是越来越细、越来越有针对性。

2.2仪表自动化设备生命周期的预防性维护

（1）现场各类仪表自动化设备

在对仪表自动化设备进行寿命管理时需要通过（EM）系统的数据采集，以此来探寻出各种仪表自动化设备在同一工作环境中可能出现的各种问题，并及时对其进行预防、更新、检修。达到提高仪表自动化设备运行的安全性和稳定性。在对化工工作中应用到的各种仪表自动化设备进行维护之前，相关人员可以根据仪表运用的不同功能对其进行划分，区分出所有出现故障就可能给整个生产过程的稳定性带来较大影响的设备，并着重对其进行处理，加强该部位的维护力度与深度，以此来为设备的运行稳定性提供保障，降低操作过程中的安全风险，提高企业的经济收益。

（2）加强对DCS（DistributedControlSystem，分散控制系统）的预防维护

DCS控制系统具有可靠性高和稳定性强的特点，这也是DCS控制系统能够在化工生产领域种得到广泛应用的一个主要原因，但是DCS控制系统不出问题罢了，一出问题就是致命性的，平时的维护工作尤其是预防性维护就显得分外重要了。平时的维护各企业已经自成体系了有相应的制度，缺失的往往是预防性维护，除了平时的维护还需需要做的是要定期升级、周期检测。同时还可利用系统的扩展功能对重要监控点建立预警系统，假如能和短信推送功能结合那就更好了。系统的预防性维护还要考虑网络的安全，适时打补丁、更新防护墙更是必不可少的步骤。化工企业会采用DCS系统和SIS系统相结合的方式对生产装置进行控制，系统中包含了完整的自诊断功能和报警联锁功能，相对于其他控制系统来说更加的稳定可靠，所以，在对其进行预防性维护工作之前，相关人员需要对系统的生命周期的特点进行适当的研究，并根据系统所具有的特点来制订出一个科学合理的预防性维护方案。

（3）加强对仪表调节阀的预防性维护

随着技术的进步，测量仪表自动化设备及DCS控制系统的可靠性、稳定性已经大大提高，完全能满足生产需要了。但作为执行者的控制阀的作用就显得尤其重要了，甚至超过了仪表。尤其在国家对环保、安全要求空前高压的形势下，控制阀不仅起着控制作用，有的阀门还起着安全切断的功能，对阀门的预防性检修就显得尤为重要了。

2.3应用自诊断技术对设备进行预防维护

智能化仪表故障诊断技术是一种将人工智能技术、故障诊断技术进行有效融合的技术，这种技术主要是通过对仪表自动化设备的工作状态进行有效的监测和诊断来发现设备中存在的各种问题，并对其进行及时的排查并发出某个指令或显示代码来提醒操作及维护人员注意，及时处理故障问题，并做好相应防范措施，来降低仪表自动化设备运行过程中存在的风险。

2.4预防性维护的具体措施

2.4.1维护仪表自动化设备的使用寿命

在化工企业中使用的仪表自动化设备主要包括对温度、压力、流量、液位、成分等参数进行测量的仪表自动化设备，仪表自动化设备均是电子设备，是电子设备往往都有使用寿命。各企业对电子设备的使用寿命要求均不同，结合我的经验来看可采用8年为一个周期，重点对关键仪表自动化设备、重要联锁仪表自动化设备进行有计划的更新；其他非重要的仪表自动化设备可采取延长年限的方式更新。仪表自动化设备不仅要考利使用年限，也要考虑动作频率如电磁阀、继电器之类的仪表元件。这些使用寿命的要求可统计动作次数结合专业生产厂家对产品的要求来制定。

对于仪表自动化设备而言，当处于不同的工作环境下其使用寿命也是存在着比较大的差异的，尤其是某些特殊情况下含有一定腐蚀性的气体接触到仪表自动化设备的时候，会对仪表自动化设备产生一定的损伤及影响，因此当工作于不同的工作环境之下，对设备本身也会产生不一样的影响。这些主要的影响因素可以概括成以下几种情况：温度对设备的影响、工艺介质对设备的影响。采取科学有效的方法对自动化仪表自动化设备进行维护保养是非常重要的一件事，如果自动化仪表自动化设备出现故障，应该在第一时间内对其进行检查，找到问题所在，并做好相应的防范措施，只有这样才可以更好的对其进行维修工作。

2.4.2改善仪表自动化设备的使用要求

对于化工企业而言，工作环境是各不相同的，这样就使得仪表自动化设备处于不同工作环境下其使用寿命存在着很大的差别。由于工作环境的不一样，也使得温度、湿度以及工作压力大小、工艺介质的化学物理特性存在比较大的差异，这时候对自动化仪表自动化设备选用材质也提出全新的要求。

对于仪表自动化设备而言，最根本的任务就是通过测量仪器，对化工工艺温度、物位高低以及流量压力的数据进行测量与控制。从这个角度来看在对仪表自动化设备进行预防性维护的时候要具有很强的针对性，对工作环境可能对仪表自动化设备产生的影响应该进行综合性分析，非常有针对性的找出问题所在，制定有效的方法对其进行维护以及保养工作。对于一些比较重要的部位，应该进行区别对待，按照仪表自动化设备的实际使用时间建立起科学有效的设备生命周期档案，对正常运行的时间段应该进行认真的规范，而且对于可能出现故障的时间段应该进行计划性避免，尤其当设备处于容易出现故障的时间段，要经常对设备进行监控跟踪，真正将设备的检查以及维修工作落实到实处，如果发现仪表自动化设备所出现的故障是不能进行维修的，应该及时对设备进行更换，最好的方法是在达到预期生命周期前，进行深度维修保养或更新。

2.4.3仪表自动化设备运用自诊断技术

对于仪表自动化设备的自诊断技术，主要指的就是对设备进行实时监控，这样做的主要目的就是可以在第一时间内发现仪表自动化设备在运行过程中可能出现的隐患，并且将故障的具体原因找到，通过这样的一种方法可以让相关工作人员在第一时间对设备进行维护，并且将故障解决。现在一些厂家通过现场测量仪表和对应的控制系统通过软件的应用能对在线仪表进行诊断，尤其是对控制阀的诊断测试评估；同时通过读出仪表的辅助参数（膜盒温度）还可以对伴热保温进行监控。

2.4.4对仪表自动化设备的使用规格进行确定

由于当初与不一样的工作环境之下，仪表自动化设备的使用规格是存在着比较大的差异的。所以对于化工企业而言，当安装设备之前，对其工作环境以及操作的具体环境应该进行综合性分析，只有这样才可以更加充分地对仪表自动化设备的使用寿命以及使用过程中的具体治疗进行确保。在对仪表自动化设备进行安装的过程中，应该严格按照设备的具体安装流程以及相关要求进行安装，这样就可以杜绝由于没有正确安装而使设备无法使用的情况。当仪表自动化设备正常运转之后，应该经常对其进行维护保养工作，只有这样才可以从源头上面将仪表自动化设备的使用寿命提升上去，减少事故的发生次数。

2.4.5对仪表自动化设备进行分级管理制度

要有效的开展仪表自动化设备的预防性维护工作，除了确定分类以外，还需培养一批专业的可靠性管理工程师，只有两者相辅相成才能全面、有效开展工作并且取得实效。在维护工作开展之前制定相应的管理计划，对仪表自动化设备及进行分级管理，加大仪表自动化设备中关键部位的维护力度，这样做可以有效减少仪表自动化设备在运行过程中发生事故的几率，将化工装置的工作效率提升到最大化。

当对仪表自动化设备进行使用的时候，仅仅建立起巡回检查的制度是不够的。制度的建立尽管可以对仪表自动化设备的维护工作起到非常积极的作用。随着化工企业的规模不断变大，仪表自动化设备的数量也正在逐渐增加，由于没有足够的人数对设备进行维护性保养，对于化工企业而言，应该不断创新现有的工作管理模式，并且结合其他的一些巡检制度，采取分级管理的方法对仪表自动化设备进行维护管理工作，除了传统的A\B\C分类，更应该引入中石化正在推广实施的可靠性管理，通过专业机构培训企业的可靠性工程师，通过企业和机构的合作不断提升仪表自动化设备的预防性维护。

结束语

仪表自动化设备对于确保化工企业的正常生产运作起到了非常重要的作用，不断加强对仪表自动化设备的预防性维护工作是具有很强的现实意义的。对于化工企业而言，应该在日常生产过程中建立起非常完善的关于仪表自动化设备的预防性维护保养系统，在实际工作过程中不断积累、创新。使得维护工作更加具有目的性，并且变得更加有效，这样才能真正将仪表自动化设备的保养维护质量提升上去，提升仪表自动化设备的稳定性、可靠性，为化工企业创造更多的经济效益。

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