摘要(yào)：緊急切(qiè)斷閥的(de)設置对(duì)于(yú)維護化(huà)工油(yóu)品罐(guàn)區(qū)安(ān)全(quán)具有(yǒu)重(zhòng)要(yào)意(yì)義，通(tòng)过(guò)HAZOP分(fēn)析、LOPA分(fēn)析明(míng)确安(ān)全(quán)儀表(biǎo)系(xì)統的(de)設置要(yào)求，根(gēn)據(jù)有(yǒu)關(guān)文(wén)件(jiàn)及設計(jì)規範，並(bìng)結合工程經(jīng)验(yàn)，讨論了緊急切(qiè)斷閥的(de)選型設計(jì)原则，特(tè)别研究了防火(huǒ)設計(jì)。以(yǐ)某苯罐(guàn)改造設計(jì)中(zhōng)緊急切(qiè)斷閥的(de)實(shí)際應(yìng)用(yòng)为(wèi)例，探讨了緊急切(qiè)斷閥在(zài)油(yóu)品罐(guàn)區(qū)應(yìng)用(yòng)的(de)選型設計(jì)及安(ān)全(quán)聯鎖方(fāng)案(àn)，为(wèi)今後(hòu)罐(guàn)區(qū)緊急切(qiè)斷閥的(de)工程設計(jì)提(tí)供參考。

關(guān)鍵词(cí)：緊急切(qiè)斷閥安(ān)全(quán)儀表(biǎo)系(xì)統化(huà)工油(yóu)品罐(guàn)區(qū)選型

近(jìn)年(nián)来(lái)，中(zhōng)国对(duì)化(huà)工油(yóu)品罐(guàn)區(qū)（以(yǐ)下(xià)简稱罐(guàn)區(qū)）安(ān)全(quán)生(shēng)産的(de)要(yào)求不(bù)斷提(tí)高(gāo)，安(ān)全(quán)儀表(biǎo)系(xì)統（SIS）作(zuò)为(wèi)一(yī)種(zhǒng)重(zhòng)要(yào)的(de)保護措施在(zài)罐(guàn)區(qū)中(zhōng)的(de)應(yìng)用(yòng)越来(lái)越廣泛。为(wèi)了确保安(ān)全(quán)生(shēng)産，对(duì)罐(guàn)區(qū)進(jìn)行系(xì)統的(de)危险及風(fēng)险分(fēn)析，識别出(chū)罐(guàn)區(qū)可(kě)能(néng)存在(zài)的(de)重(zhòng)大(dà)風(fēng)险和(hé)隐患，根(gēn)據(jù)風(fēng)险分(fēn)析結果(guǒ)，完善安(ān)全(quán)保護措施，降低(dī)事(shì)故發(fà)生(shēng)的(de)概率，提(tí)高(gāo)罐(guàn)區(qū)的(de)總(zǒng)體(tǐ)安(ān)全(quán)水(shuǐ)平［1］。作(zuò)为(wèi)SIS安(ān)全(quán)聯鎖的(de)最(zuì)终执行元(yuán)件(jiàn)，緊急切(qiè)斷閥的(de)合理(lǐ)選型及安(ān)全(quán)运行至(zhì)關(guān)重(zhòng)要(yào)。笔(bǐ)者(zhě)依據(jù)某罐(guàn)區(qū)改造項目，研究和(hé)總(zǒng)結了緊急切(qiè)斷閥的(de)選型設計(jì)及安(ān)全(quán)聯鎖方(fāng)案(àn)，探讨了其(qí)在(zài)罐(guàn)區(qū)中(zhōng)的(de)實(shí)際應(yìng)用(yòng)問(wèn)題(tí)。

1罐(guàn)區(qū)緊急切(qiè)斷閥和(hé)SIS的(de)設置依據(jù)

罐(guàn)區(qū)緊急切(qiè)斷閥安(ān)裝(zhuāng)于(yú)儲罐(guàn)進(jìn)出(chū)口(kǒu)管(guǎn)道(dào)上(shàng)，遇到(dào)緊急情(qíng)況时(shí)能(néng)夠通(tòng)过(guò)SIS聯鎖或(huò)手(shǒu)動(dòng)控制快(kuài)速切(qiè)斷，避免事(shì)故範圍擴大(dà)，減少(shǎo)事(shì)故損失。

原国家(jiā)安(ān)全(quán)生(shēng)産監督管(guǎn)理(lǐ)總(zǒng)局(jú)第(dì)121号(hào)文(wén)《化(huà)工和(hé)危险化(huà)學(xué)品生(shēng)産經(jīng)營單位(wèi)重(zhòng)大(dà)生(shēng)産安(ān)全(quán)事(shì)故隐患判定标(biāo)準（試行）》［2］中(zhōng)将“構成(chéng)一(yī)級、二(èr)級重(zhòng)大(dà)危险源的(de)危险化(huà)學(xué)品罐(guàn)區(qū)未實(shí)現(xiàn)緊急切(qiè)斷功能(néng)；涉及毒性(xìng)气(qì)體(tǐ)、液化(huà)气(qì)體(tǐ)、劇毒液體(tǐ)的(de)一(yī)級、二(èr)級重(zhòng)大(dà)危险源的(de)危险化(huà)學(xué)品罐(guàn)區(qū)未配備獨立的(de)安(ān)全(quán)儀表(biǎo)系(xì)統”判定为(wèi)重(zhòng)大(dà)生(shēng)産安(ān)全(quán)事(shì)故隐患。

罐(guàn)區(qū)緊急切(qiè)斷閥與(yǔ)SIS的(de)設置相輔相成(chéng)，通(tòng)过(guò)設置緊急切(qiè)斷閥構建安(ān)全(quán)聯鎖保護系(xì)統，可(kě)實(shí)現(xiàn)緊急停车功能(néng)，有(yǒu)效維護罐(guàn)區(qū)安(ān)全(quán)。

依據(jù)GB/T50770—2013《石(dàn)油(yóu)化(huà)工安(ān)全(quán)儀表(biǎo)系(xì)統設計(jì)規範》［3］和(hé)IEC615111—2003FunctionalSafetySafetyInstrumentedSystemsfortheProcessIndustrySector［4］的(de)規定，对(duì)罐(guàn)區(qū)工藝过(guò)程進(jìn)行过(guò)程危险和(hé)風(fēng)险分(fēn)析（HAZOP分(fēn)析等），确定保護层需求，提(tí)出(chū)需設置報警和(hé)聯鎖的(de)安(ān)全(quán)儀表(biǎo)功能(néng)（SIF）回(huí)路(lù)，通(tòng)过(guò)保護层分(fēn)析（LOPA）等方(fāng)法(fǎ)确定各(gè)SIF回(huí)路(lù)的(de)安(ān)全(quán)完整性(xìng)等級（SIL），最(zuì)终来(lái)配置SIS。对(duì)于(yú)未進(jìn)行危险及風(fēng)险分(fēn)析和(hé)SIL等級評估的(de)罐(guàn)區(qū)，则應(yìng)滿足原国家(jiā)安(ān)全(quán)生(shēng)産監督管(guǎn)理(lǐ)總(zǒng)局(jú)文(wén)件(jiàn)及相關(guān)規定，对(duì)涉及毒性(xìng)气(qì)體(tǐ)、液化(huà)气(qì)體(tǐ)、劇毒液體(tǐ)的(de)一(yī)級或(huò)二(èr)級重(zhòng)大(dà)危险源的(de)罐(guàn)區(qū)應(yìng)配備獨立的(de)SIS，SIL等級應(yìng)按SIL2考慮。

2罐(guàn)區(qū)緊急切(qiè)斷閥的(de)選型設計(jì)

緊急切(qiè)斷閥與(yǔ)普通(tòng)開(kāi)關(guān)閥的(de)主(zhǔ)要(yào)功能(néng)區(qū)别在(zài)于(yú)緊急切(qiè)斷閥在(zài)發(fà)生(shēng)事(shì)故时(shí)仍能(néng)执行動(dòng)作(zuò)且(qiě)響應(yìng)快(kuài)速，因(yīn)此(cǐ)在(zài)選型时(shí)对(duì)于(yú)緊急切(qiè)斷閥的(de)配置要(yào)求更(gèng)高(gāo)。笔(bǐ)者(zhě)在(zài)設計(jì)过(guò)程中(zhōng)除了依據(jù)SH/T3005—2016《石(dàn)油(yóu)化(huà)工自(zì)動(dòng)化(huà)儀表(biǎo)選型設計(jì)規範》［5］，還(huán)重(zhòng)點(diǎn)參考了《液化(huà)烴球罐(guàn)緊急切(qiè)斷閥選型設計(jì)規定》（中(zhōng)国石(dàn)化(huà)建［2011］518号(hào)文(wén)），該規定对(duì)于(yú)緊急切(qiè)斷閥的(de)技術(shù)性(xìng)能(néng)、閥門(mén)材質(zhì)、执行機(jī)構選型、檢验(yàn)與(yǔ)測試等都做了比较詳细(xì)的(de)規定。

2.1閥體(tǐ)的(de)選择

球閥、閘閥和(hé)蝶閥均可(kě)用(yòng)作(zuò)罐(guàn)區(qū)緊急切(qiè)斷閥。球閥結構简單、密封(fēng)性(xìng)好(hǎo)，但大(dà)口(kǒu)徑球閥價格较高(gāo)，因(yīn)此(cǐ)一(yī)般用(yòng)于(yú)DN200及以(yǐ)下(xià)管(guǎn)道(dào)或(huò)要(yào)求管(guǎn)道(dào)全(quán)通(tòng)徑的(de)场(chǎng)合；蝶閥密封(fēng)性(xìng)能(néng)较差、價格便宜，但对(duì)于(yú)加工精度(dù)更(gèng)高(gāo)的(de)三(sān)偏心(xīn)高(gāo)性(xìng)能(néng)蝶閥，密封(fēng)性(xìng)能(néng)提(tí)高(gāo)，造價也(yě)相應(yìng)更(gèng)高(gāo)，總(zǒng)體(tǐ)性(xìng)價比不(bù)高(gāo)；閘閥密封(fēng)性(xìng)能(néng)好(hǎo)，启閉省(shěng)力，适用(yòng)于(yú)大(dà)口(kǒu)徑管(guǎn)道(dào)，因(yīn)此(cǐ)閘閥是(shì)罐(guàn)區(qū)常用(yòng)的(de)閥門(mén)，儲罐(guàn)進(jìn)出(chū)口(kǒu)通(tòng)常選用(yòng)双閘闆閘閥，單閘闆閘閥具有(yǒu)調节(jié)流量(liàng)的(de)性(xìng)能(néng)，一(yī)般用(yòng)于(yú)供料泵出(chū)口(kǒu)管(guǎn)道(dào)。

2.2閥門(mén)执行機(jī)構的(de)選择

《液化(huà)烴球罐(guàn)緊急切(qiè)斷閥選型設計(jì)規定》中(zhōng)規定:當罐(guàn)區(qū)有(yǒu)可(kě)靠的(de)儀表(biǎo)空气(qì)系(xì)統时(shí)，應(yìng)選用(yòng)气(qì)動(dòng)緊急切(qiè)斷閥；當罐(guàn)區(qū)無儀表(biǎo)空气(qì)系(xì)統、但有(yǒu)負荷分(fēn)級为(wèi)一(yī)級負荷的(de)電(diàn)力電(diàn)源系(xì)統时(shí)，應(yìng)選用(yòng)電(diàn)液执行機(jī)構或(huò)電(diàn)動(dòng)执行機(jī)構驅動(dòng)的(de)緊急切(qiè)斷閥。在(zài)實(shí)際應(yìng)用(yòng)中(zhōng)，電(diàn)動(dòng)控制閥響應(yìng)動(dòng)作(zuò)慢(màn)，且(qiě)不(bù)能(néng)實(shí)現(xiàn)故障安(ān)全(quán)狀态，因(yīn)此(cǐ)不(bù)建議作(zuò)为(wèi)緊急切(qiè)斷閥使用(yòng)，在(zài)無儀表(biǎo)气(qì)源的(de)情(qíng)況下(xià)優先(xiān)選用(yòng)電(diàn)液控制閥。當切(qiè)斷閥的(de)执行機(jī)構为(wèi)气(qì)動(dòng)型时(shí)，首選故障安(ān)全(quán)型單作(zuò)用(yòng)气(qì)缸执行機(jī)構；若采用(yòng)气(qì)動(dòng)双作(zuò)用(yòng)气(qì)缸执行機(jī)構时(shí)應(yìng)配儲气(qì)罐(guàn)；若必須采用(yòng)電(diàn)動(dòng)型执行機(jī)構时(shí)，其(qí)電(diàn)源應(yìng)采用(yòng)負荷分(fēn)級为(wèi)一(yī)級負荷中(zhōng)特(tè)别重(zhòng)要(yào)的(de)電(diàn)力電(diàn)源供電(diàn)。

2.3關(guān)斷时(shí)間(jiān)

關(guān)斷时(shí)間(jiān)是(shì)緊急切(qiè)斷閥的(de)重(zhòng)要(yào)指标(biāo)之(zhī)一(yī)，文(wén)獻［5］中(zhōng)規定:緊急切(qiè)斷閥的(de)最(zuì)大(dà)行程时(shí)間(jiān)不(bù)應(yìng)超过(guò)10s，而(ér)《液化(huà)烴球罐(guàn)緊急切(qiè)斷閥選型設計(jì)規定》中(zhōng)要(yào)求为(wèi)“1s/英寸(cùn)閥門(mén)通(tòng)徑”。閥門(mén)口(kǒu)徑越大(dà)对(duì)關(guān)斷时(shí)間(jiān)越不(bù)利，實(shí)際應(yìng)用(yòng)中(zhōng)應(yìng)結合工藝要(yào)求選择合适的(de)關(guān)斷时(shí)間(jiān)。对(duì)于(yú)气(qì)動(dòng)执行機(jī)構来(lái)说(shuō)，關(guān)斷时(shí)間(jiān)還(huán)與(yǔ)气(qì)缸大(dà)小、气(qì)源管(guǎn)路(lù)尺(chǐ)寸(cùn)等因(yīn)素有(yǒu)關(guān)。閥門(mén)廠(chǎng)家(jiā)一(yī)般会(huì)根(gēn)據(jù)實(shí)際工況進(jìn)行核算，采取(qǔ)加大(dà)气(qì)缸、增大(dà)气(qì)源管(guǎn)徑或(huò)加裝(zhuāng)气(qì)控閥等措施滿足緊急切(qiè)斷閥对(duì)關(guān)斷时(shí)間(jiān)的(de)要(yào)求。

2.4防火(huǒ)設計(jì)

緊急切(qiè)斷閥是(shì)否進(jìn)行防火(huǒ)設計(jì)應(yìng)根(gēn)據(jù)工藝需求，《罐(guàn)區(qū)隐患整改攻坚戰指導意(yì)見(jiàn)》（集团(tuán)工單安(ān)風(fēng)［2016］39号(hào)文(wén)）中(zhōng)指出(chū):需設置獨立SIS的(de)儲罐(guàn)，其(qí)進(jìn)出(chū)口(kǒu)管(guǎn)道(dào)上(shàng)的(de)罐(guàn)根(gēn)閥——緊急切(qiè)斷閥要(yào)采取(qǔ)防火(huǒ)措施，應(yìng)具有(yǒu)手(shǒu)動(dòng)操作(zuò)功能(néng)。笔(bǐ)者(zhě)認为(wèi)罐(guàn)區(qū)緊急切(qiè)斷閥的(de)防火(huǒ)設計(jì)是(shì)非(fēi)常有(yǒu)必要(yào)的(de)，原因(yīn)是(shì):罐(guàn)區(qū)儲存的(de)介質(zhì)具有(yǒu)易燃易爆的(de)特(tè)性(xìng)，發(fà)生(shēng)火(huǒ)灾事(shì)故的(de)可(kě)能(néng)性(xìng)极(jí)高(gāo)，一(yī)旦發(fà)生(shēng)火(huǒ)灾事(shì)故危害性(xìng)极(jí)強(qiáng)，而(ér)緊急切(qiè)斷閥通(tòng)常处于(yú)火(huǒ)灾危险區(qū)域中(zhōng)，只(zhī)有(yǒu)采取(qǔ)必要(yào)的(de)防火(huǒ)保護措施才能(néng)保證其(qí)在(zài)發(fà)生(shēng)火(huǒ)灾的(de)时(shí)候仍能(néng)發(fà)揮有(yǒu)效作(zuò)用(yòng)，确保罐(guàn)區(qū)安(ān)全(quán)。結合文(wén)獻［5-6］及《液化(huà)烴球罐(guàn)緊急切(qiè)斷閥選型設計(jì)規定》（中(zhōng)国石(dàn)化(huà)建［2011］518号(hào)文(wén)），可(kě)采取(qǔ)的(de)防火(huǒ)措施主(zhǔ)要(yào)有(yǒu)以(yǐ)下(xià)幾(jǐ)點(diǎn):

1）緊急切(qiè)斷閥的(de)閥體(tǐ)、閥座、閥內(nèi)件(jiàn)、閥蓋與(yǔ)填料的(de)選用(yòng)皆應(yìng)符合API607—2016《轉(zhuǎn)1/4周閥門(mén)和(hé)非(fēi)金(jīn)屬閥座閥門(mén)的(de)耐火(huǒ)試验(yàn)》或(huò)API6FA—1999《閥門(mén)耐火(huǒ)試验(yàn)規範》［78］。文(wén)獻［7］一(yī)般用(yòng)于(yú)旋轉(zhuǎn)90°的(de)閥門(mén)，如球閥、旋塞閥、蝶閥等，主(zhǔ)要(yào)針(zhēn)对(duì)软(ruǎn)閥座閥門(mén)的(de)耐火(huǒ)試验(yàn)；文(wén)獻［8］是(shì)通(tòng)用(yòng)标(biāo)準，可(kě)以(yǐ)用(yòng)于(yú)硬(yìng)密封(fēng)閥門(mén)，設計(jì)中(zhōng)根(gēn)據(jù)實(shí)際需要(yào)選择。

2）用(yòng)于(yú)緊急切(qiè)斷閥的(de)执行機(jī)構及其(qí)附件(jiàn)應(yìng)有(yǒu)防火(huǒ)保護措施，首選安(ān)裝(zhuāng)防火(huǒ)保護罩(zhào)。防火(huǒ)保護罩(zhào)應(yìng)符合UL1709—2007《結構鋼(gāng)用(yòng)保護材料的(de)快(kuài)速升(shēng)温(wēn)燃烧試验(yàn)用(yòng)标(biāo)準》［9］，能(néng)夠在(zài)1093℃的(de)温(wēn)度(dù)下(xià)，抵抗烴類(lèi)火(huǒ)灾30min。

3）对(duì)于(yú)气(qì)動(dòng)执行機(jī)構，若從經(jīng)濟角(jiǎo)度(dù)考慮不(bù)便安(ān)裝(zhuāng)防火(huǒ)保護罩(zhào)时(shí)，可(kě)以(yǐ)選择在(zài)气(qì)缸上(shàng)加裝(zhuāng)易熔塞。當發(fà)生(shēng)火(huǒ)灾时(shí)由于(yú)温(wēn)度(dù)急劇升(shēng)高(gāo)，气(qì)缸温(wēn)度(dù)达(dá)到(dào)或(huò)超过(guò)易熔塞的(de)熔點(diǎn)时(shí)，易熔塞熔化(huà)将气(qì)缸內(nèi)的(de)壓力洩放(fàng)掉，使另(lìng)一(yī)側气(qì)缸內(nèi)的(de)彈簧或(huò)儲气(qì)罐(guàn)內(nèi)的(de)壓縮空气(qì)推動(dòng)活塞将閥門(mén)自(zì)動(dòng)關(guān)閉。

4）在(zài)罐(guàn)區(qū)防火(huǒ)堤外(wài)應(yìng)設置緊急切(qiè)斷閥的(de)現(xiàn)场(chǎng)操作(zuò)開(kāi)關(guān)，其(qí)接點(diǎn)信(xìn)号(hào)直(zhí)接送至(zhì)气(qì)動(dòng)执行機(jī)構的(de)電(diàn)磁閥或(huò)電(diàn)液、電(diàn)動(dòng)执行機(jī)構的(de)緊急停车系(xì)統（ESD）動(dòng)作(zuò)端子或(huò)相應(yìng)的(de)SIS，用(yòng)于(yú)在(zài)緊急情(qíng)況下(xià)現(xiàn)场(chǎng)手(shǒu)動(dòng)開(kāi)關(guān)緊急切(qiè)斷閥。

5）用(yòng)于(yú)緊急切(qiè)斷閥及現(xiàn)场(chǎng)操作(zuò)開(kāi)關(guān)的(de)電(diàn)缆(lǎn)應(yìng)采取(qǔ)防火(huǒ)保護措施或(huò)采用(yòng)防火(huǒ)電(diàn)缆(lǎn)，保護控制信(xìn)号(hào)的(de)傳輸在(zài)發(fà)生(shēng)火(huǒ)灾初期(qī)不(bù)会(huì)立即中(zhōng)斷，确保發(fà)生(shēng)火(huǒ)灾时(shí)能(néng)及时(shí)切(qiè)斷緊急切(qiè)斷閥。

3罐(guàn)區(qū)緊急切(qiè)斷閥的(de)應(yìng)用(yòng)

首先(xiān)对(duì)工藝过(guò)程進(jìn)行HAZOP分(fēn)析，确定是(shì)否采用(yòng)SIS作(zuò)为(wèi)SIF的(de)