紧急切断阀的自身安全性问题

    作为专业的液体散化仓储公司，自去年以来便接到上级主管部门的强制要求对储罐及码头公用管线安装紧急切断阀的要求，也收到国家安全部门等方面的要求安装紧急切断阀的“令”，我们公司花了巨大的资金进行了整改，这个就不多讲了，安全投入再大也值得。
     但自去年改造开始时，我们一直有一个疑惑：为应对事故状态，紧急切断阀在断电、断气或故障时，阀门会在很短的时间内自动关闭。在前期HAZOP分析阶段分析有这样一种情况：在船舶向岸罐输料过程（这可能是一个比较长的时间，可能为一天甚至几天），如紧急切断阀出现断气、断电等故障情况，阀门自动快速关闭，正常输送的流体突然被截断，在管道内形成巨大的水击作用，系统局部压力瞬间以几何级数上升，就有可能导致系统的薄弱点(如船岸软管等）破裂，造成大型安全环保事故。
    不知道大家如何来防范这方面的风险，有没有好的应对方法。我们也担心，现紧急切断阀安装好了，但是反而给正常作业带来了其它方面的隐患。

学习

可以使用熔断紧急阀：但温度达到一定值，阀门（熔断设备熔断）阀门自动关闭。无需气源或电源（此阀为常开型）可手动打开与关闭。

熔断紧急阀只有在温度达到一定值时，阀门（熔断设备熔断）阀门才会自动关闭。当储罐仅仅出现漫溢，并无火灾发生，需要紧急停止进料时，这类型的阀门就没作用了。关于系统局部压力瞬间急剧上升问题，如果在管道上设置膨胀管是否能起到释放压力的作用呢？

请问楼主，贵公司储罐区除安装了紧急切断阀以外，有没有安装独立的安全仪表系统？当地安监部门有没有要求必须安装？

安全仪表系统要不要做要看存储的介质和工艺危险性，要做也不一定是要独立的安全仪表系统。可以先做HAZOP分析和SIL安全等级评定，确认是否要做SIS。另外如果只是SIL1的话，安规范SIS与DCS是可以共用测量仪表的。如果等级高的话，那就只能上独立的SIS系统了，价格可是非常非常高的！尤其是TUV SIL认证的检测、执行元件和阀门，应该是可以把企业做破产的（我指的是仓储企业）

为了保证紧急情况下的安全隔离，设置紧急切断阀是很有必要的，是符合安全原则的。
至于阀门考虑为FO或是FC，主要取决于上下游的情况，及相互的影响。
对于楼主提到的卸船工况，一般是考虑为FC的，紧急情况下两个隔离更为合理。
至于楼主担心的水击现象，可以进行一定的计算之后再行确定。
可以通过设置辅助的措施进行保护，如适当调整阀门关闭时间、增加安全阀、提升管线设计压力等措施。

薄荷人生 发表于 2017-5-30 16:06
为了保证紧急情况下的安全隔离，设置紧急切断阀是很有必要的，是符合安全原则的。
至于阀门考虑为FO或是FC ...

确实如此，有道理。我们也在考虑，在阀门关闭时间上面进行调整，尽可能地将可能的水击降低在安全许可范围之内。

列：DN150电磁动紧急切断阀关闭时间为25秒之间，本阀带有泄压防水击（阀突然停止工作）或阀前爆管冲击

你说的是有这种可能，但是如果这个阀门非常重要，既然FC会突然关，那就要考虑气源、电源可靠性的保证了，如果电动阀，那就双路供电，任何情况下都不允许断电，如果是气动阀，除了保证仪表气管线的连接可靠性（大多数气源管线都是仪表专业选的，他们通常最大选DN15的，这个规格的管线说实话非常不可靠，很容易断裂、松脱之类的，这时就应该选用DN25的管道，基本上可以不考虑断裂、松脱等事情），如果是气源的问题，那最好在阀门周围单独设置仪表气缓冲罐，起码要考虑半小时以上的缓冲能力（一定要提高缓冲罐的操作压力，至少提高到供气压力的2~3倍以上，否则气源压力和阀门所需压力非常接近的话，就算是1万方的储罐也没有意义），通过这些技术手段，一般都可以保证阀门不失效。反正就是从失效的可能性上去解决失效的问题。

zhangzsh 发表于 2017-6-29 23:37
你说的是有这种可能，但是如果这个阀门非常重要，既然FC会突然关，那就要考虑气源、电源可靠性的保证了，如 ...

理想状态和实际的工艺状态是有区别的，很多事不是坐在办公室里空想就能想出来的。
1、仪表气管最脆弱的地方是在和气动阀的连接部分，这部分的气源管别说用DN25的，DN15的我也从没见过。要不您来指导一下我们的气动阀厂家（honeywell），让他们把气源管的接口设计成DN25的？当然，主进气管别说的DN25的，DN80的也可以给你上，但最终还是要转接到电磁阀的。
2、所谓的双回路供电，怎么供，从两个不同供电线路的变压器引进吗？不计成本什么事都能做。不间断电源我们倒可以上的，但双回路就没有故障吗，现场的接线和电动部件就永远不会有故障吗？
3、库区这么大，阀门周围都设单独的仪表气缓冲罐，现场怎么布置，管线怎么走？我真是不知该如何吐槽，设计院如果这样给人设计的话，估计很快就会滚蛋的。
说实话，紧急切断阀我们都上了，但您这种说法，我表示实在是无法接受。我之所以提出这个仪题，是想在合理的情况下，有没有在故障的情况下，有可行的方法避免紧急切断阀快速关闭造成严重的后果。而不是说只要保证不出故障就可以了。
我可以负责任的透露一个事实：在某实力雄厚的某国有石化企业（也就是不差钱的那种），三年内的5次停车事故，是由SIS系统故障导致的。

cjgj008 发表于 2017-5-30 17:02
确实如此，有道理。我们也在考虑，在阀门关闭时间上面进行调整，尽可能地将可能的水击降低在安全许可范围 ...

事实上，关于液化烃的紧急切断阀是有详细要求的，包括对关闭时间的要求。
在确定关闭时间要求的前提下，可以对水击时产生的压力进行计算，根据需要设置安全泄压措施即可。

管线源头：上岸接口装稳压减压阀（紧急切断阀阀前），保持阀后压力，阀前压力增大，阀后还是固定压力，很多机场，军用油库多装有减压稳压阀，图片是目前机场、军用加油库普遍使用了减压稳压阀

您说得情况应该是要紧急切断阀保持可操作性，紧急切断阀的执行机构、电气线路等可以采取防火措施，避免在火灾情况下气路或电路故障引起阀门关闭。   

API2218  
5.1.8 火场情景内的动力线路和控制线路

5.1.8.1 电力和设备线路 用于启动需要控制火势或减弱火灾后果的应急系统（如紧急关闭系统、紧急隔离系统或紧急 减压系统）的电力系统、仪表系统和控制系统应能抵御火灾侵害，除非它们有遇火时失效防 护的设计。和控制/减弱火势无关的电力系统、仪表系统或控制系统应根据风险评估考虑防 护需求。如果在火灾中用于启动应急系统的控制线路可能遇火，应为该线路提供能够抵御 14到 30分钟 UL 1709（或等效）标准的火灾。

避免电缆在火灾中过早损坏的主要方法包括： a. 将缆线埋在地下。 b. 绕过高火灾可能性的区域。 c. 如果以上两种房屋无法使用且起火时最好继续缆线使用，则可能需要采取如下进一步防 护方法以争取操作时间： - 使用耐高温缆线（最少能抵御 UL 1709或等效标准火灾 15到 30分钟），如不锈钢蒙皮 （MI/SI）无机绝缘电缆，并有膨胀型防火保护。 - 在生产厂家建议下，使用衬箔吸热包裹绝缘系统密封。

- 使用具有防火设计的缆线托盘：    1. 购方特别定制的防火托盘系统    2. 由镀锌金属板制成，内置绝缘耐火纤维或硅酸钙隔绝的全封闭托盘    3. 由硅酸钙绝缘板包覆，并由硅酸钙垫块将缆线托起不接触托盘底部的缆线托盘    4. 外表面由镀锌金属板制成并包覆防火胶泥材料的托盘 - 使用能在 1200°F (650°C)条件下工作的管道绝缘手段，并以不锈钢板包覆，不锈钢箍和 螺丝安装。上述元件均不可使用铝质材料。

选择的防护系统应能证明可以在受认可的测试中保证缆线的温度在工作极限之内【对常规的 聚氯乙烯电缆来说通常低于 300°F (150°C)】。当处于温度为 2000°F (1093°C)的 UL 1709烃 类火焰下，防护措施应能将电缆工作时间延长以触发关键的阀门和关闭设备。

5.1.8.2 气压和水压仪表的线路 出于和电缆同样的原因，气压和水压仪表的线路也需要保护。保护方法与 5.1.8.1中保护电 缆的方法相同。ASTM 304型，316型和 321型不锈钢管在烃类火焰中非常不易损毁，不需 要用绝热材料保护

SH/T 3005-2016  
10.3.6.14  用于紧急切断阀的气动执行机构及其附件应有防火保护措施，首选安装防火保护罩。防火保护罩应符合UL1709标准，能够在1093℃，抵抗烃类火30分钟。
10.3.7.11用于紧急切断阀的电动执行机构及其附件应有防火保护措施，首选安装防火保护罩。防火保护罩应符合UL1709标准，能够在1093℃，抵抗烃类火30分钟。

这两条实际上对执行机构自身的防火保护做了要求。 要求在符合UL1709的1093℃烃类火中，耐火30分钟，执行机构不失效（即从环境极端最高温度或执行机构运行时的温度，到执行机构的失效温度，30分钟内保证不失效。）