安装不规范竟然会导致高位槽溢料？

内容来源：《仪表问答案例汇编》第一章第六节称重传感器安装不规范导致高位槽溢料 89页（书籍详情见文末）

基本情况

某医药化工厂反应装置用二氯甲烷作为反应的溶剂。该装置于2010年2月建成投产，2019年4月进行自动化改造。

工况简介：

改造前二氯甲烷高位槽设置了就地的磁翻板液位计，位号LG2305，材质为304，量程范围为0~900mm，就地磁翻板液位计连接法兰接口直径为DN25。此次，自动化改造二氯甲烷高位槽的主要设备参数如表1-1所示。

表1-1主要设备参数表

改造后二氯甲烷高位槽增加了称重模块WT2305及进料切断阀XV-2305，设置WTH2305用于重量高联锁，切断进料；重量达到高限时，停二氯甲烷进料泵，延时5s关二氯甲烷进料切断阀。该联锁逻辑由DCS实现，在投用前仅对系统通道和执行器进行了联锁调试，测试动作正常，未对称重传感器进行调试试验就于2019年4月22日投入了使用。

仪表情况：

称重模块成套仪表（含称重传感器、称重显示器、防爆箱、接线盒、线缆），型号为MM CS550（单只模块550kg，总计3只模块，33P100000A00301 1只/接线盒1个/线缆15m/防爆箱1个）。重量信号在现场称重显示屏显示，称重量程范围0~1400kg，称重高联锁值为1000kg，一路4~20mA电流信号进入DCS。

故障描述及处理过程

故障前工艺情况：

根据《危险化学品安全专项整改三年行动计划》有关要求，储罐流程应实现自动化控制和液位高自动联锁切断进料，结合车间操作过程中，二氯甲烷高位槽计量不准，生产过程中冒料的现象时有发生，对产品质量和安全生产造成很大的影响，故对二氯甲烷高位槽计量进行了自动化改造。

故障现象：

2019年4月23日10时09分，二氯甲烷高位槽联锁投入，自动开始打料，10时25分操作工巡检时发现二氯甲烷高位槽发生冒料，立即手动关闭进料切断阀。

影响范围：

高位槽溢料，造成物料损耗，环境污染，现场的有机材料设备（二氯甲烷对有机物的溶解能力较强）腐蚀，对安全生产及环保造成很大的影响。

仪表及系统处理过程：

首先检查DCS系统WT2305的重量趋势，发现重量值没有达到高限，然后测试联锁，其动作正常，由于现场的液位没有远传，无法查看液位趋势。现场就地磁翻板液位计满，已超出量程900mm，（液位为800mm时，重量对应为1200kg），高位槽溢料，表明真正的重量肯定超过联锁高限1000kg，初步判断重量指示不准。

在二氯甲烷高位槽称重模块现场，检查称重模板安装情况，发现高位槽的进料管和高位槽的出料管全部采用管道硬连接，导致高位槽不能处于自由状态，重量指示不准。把所有的进出管线全部换成软连接，对称重模块进行单体调试，多次调试不合格。经仔细检查发现，称重传感器的保护垫片未进行拆除。拆除完成后，重新校验调试合格，称重显示正常。整改后的二氯甲烷高位槽称重模块现场安装图如图1-1所示。

图1-1 整改后的二氯甲烷高位槽称重模块现场安装图

故障性质：

二氯甲烷高位槽称重不准确是由于称重传感器安装不符合规范要求，高位槽的进料管线和出料管线未采用软连接，称重传感器的保护垫片未进行拆除，属于安装问题。

故障原因分析

投运前调试和风险评估：

自动化改造安装时，施工单位未考虑称重模块的安装要求和使用注意事项，也未实时模拟进行试验调试；公司仪表技术负责人未落实安装技术要求，未进行现场技术交底和现场技术指导、监督，造成管理缺陷。双方也未评估指示失效造成联锁失效的后果，未试验分析联锁回路的可靠性；现场就地磁翻板液位计没有把远传信号引入DCS，导致称重指示失效时，高位槽没有其它可参考的参数，中控室操作人员无法实时监控高位槽运行状态。

失效分析：

（1）直接原因：

称重模块及高位槽的进出料管线安装不符合规范要求，称重传感器的保护垫片未进行拆除，没有使高位槽和称重传感器处于自由称重状态，称重模块成套仪表（简称称重仪）没有正常投运。

（2）间接原因：

施工单位未按照产品说明书要求进行安装，安装完成后未按照施工规范进行安装验收；公司仪表技术人员未落实安装技术要求，未和施工单位一起进行称重模块单体模拟调试；制造商也未到现场进行安装指导和产品调试，致使产品测量失效，造成冒罐事件发生。

（3）管理原因：

企业技术人员和操作人员未开展产品使用前的专业技术培训，对称重模块产品结构和测量原理业务不熟悉，公司没有建立称重模块安装规范、调试校验规程、安装完成后的验收流程等管理程序文件。施工单位安装完成后也未进行施工验收、调试和记录，和车间没有交接手续。这些都会导致称重传感器测量失效，造成物料溢流，环境污染。

防范措施及建议

经验总结：

称重模块安装前，要有安装方案，以及要进行技术交底，安装过程中要进行现场进行技术指导和监督，防止安装不符合要求。由于称重仪会受到称重物体管道连接信号的影响，安装后要进行模拟运行及故障联锁联调，进行验收后才能投运。投运后要对仪表的运行进行在线核实，全量程测量对比检查。

遵循事前、事中、事后的工程建设全过程控制原则。整个工作形成闭环，层层管控。

防范措施：

公司工程部制定称重模块安装调试规范和相关的制度流程，将其下发至各部门车间，并进行培训和学习。

仪表人员必须熟悉称重模块安装规范和要求，安装完成后，进行称重模块零点、量程的正确调试，并出具调试记录报告，施工方、仪表车间、工艺车间共同签字确认。

改进建议：

就地磁翻板液位计增加远传功能，信号进入DCS，液位和进料切断阀进行联锁。

就地磁翻板液位计和称重模块可以互相进行参照对比，称重模块的质量大小和就地磁翻板液位的高低进行一一对应，在DCS可以进行趋势查询；液位高LTH2305和重量大WTH2305采用二取一的逻辑关系和进料切断阀XV-2305组成联锁控制回路，即使就地磁翻板液位计或者称重模块任一DCS信号检测器测量失效，也不会造成溢料的事故，更好地保证了高位槽平稳运行，提高了安全系数。

知识拓展

对称重模块的故障原因进行统计，安装不符合规范的原因占据了整个故障率的80%以上，在此重点介绍称重模块的安装规范和要求。

称重模块能够均匀承载：

地基础必须平整，并符合刚度要求，用垫片将每个称重模块的安装基础（地面汇总钢平台）的平面度调整在3mm之内，确保各传感器均匀受力，安装完成后，用水平仪测高位槽的垂直度，与地面必须90°垂直。

传感器保护：

如果称重模块没有保护称重传感器的限位螺栓，料罐不要急于落在称重传感器上，要先用工装（支撑螺栓）支撑以防安装时损坏传感器；在事先没有将传感器拿掉的情况下，不要在传感器附近进行焊接，否则，称重传感器会被焊接电流会穿过而损坏。检修时要将所有限位螺栓上抬，保证称重传感器不受力，检修结束后松开支撑螺栓，让传感器承重。

模块的上顶板和下底板必须在同一线上，以保证传感器垂直受力。

罐腿对称量精度的影响：

罐腿强度不足以支撑物料或者罐体由于热胀冷缩等原因，都有可能使罐腿发生一定量的变形，罐腿发生变形也会影响称量的精度，因此在罐体设计之初，检查罐腿强度，如果可能发生变形，则在罐腿添加加强筋。（图1-5）