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浅谈紧急切断装置应用中的安全问题

2015/11/27 16:30:30

    紧急切断阀是压力容器、压力管道运行中的一个非常重要的安全附件。经常应用到一些特殊场合,诸如液化石油气、天然气、液氨、液氯等易燃易爆、有毒有害介质的储存容器、运输槽罐车、及其一些特殊工艺装置管道中。在实际检验中也经常发现:由于历史原因须设而未设紧急切断装置、是否装配紧急切断装置存有疑问,同时紧急切断装置在安装、使用、检修、检验中需特殊注意的事项等问题。鉴于上述问题,需要对紧急切断装置在应用中的一些安全问题进行探讨,便于正确安全应用紧急切断阀。
    1、紧急切断阀的作用、设置原则、分类、原理
    (一)紧急切断装置的作用:紧急切断装置是装设在液化石油气或液化气体罐车等液、气接口处的一种安全装置,当管道破裂或其他原因造成介质泄漏时,管内介质流速急增,阀门立即自行关闭,进行紧急止漏,防止介质大量泄漏,避免或减少事故的发生。
    (二)紧急切断装置的设置原则
    在下列情况下一般应考虑设置紧急切断装置:(1)在液化气体罐车上的罐体与液相管、气相管接口处必须分别装一套内置式紧急切断装置;(2)在液化石油气储罐及其可燃性液化气体的低温储罐的液体入口及出口处应设置紧急切断装置;    (3)紧急切断阀不能兼做他用(如负荷不能完全切断液体时,可与负荷阀并用)。
    (三)紧急切断装置的组成及紧急切断阀的分类
    (1)紧急切断装置包括紧急切断阀、远控系统、易熔塞、自动切断装置。(2)紧急切断阀按其切断方式分为油压式、气压式、电动式、手动式(机械牵引)四种;按照安装方法分为內闭式和外置式两种;按照通道形式分为角式和直通式;按结构又可分为过流保护和无过流保护。
    (四)紧急切断阀的工作原理
    (1)手动式紧急切断阀工作原理。手动式紧急切断阀通常安装在罐体底部的液相和气相接管凸缘处,通过软钢索与近程和远程操纵机构连接。开始装卸时,利用近程操纵机构使软钢索牵动紧急切断阀杠杆,凸轮把阀杆向上顶起后,先导阀首先开启。此时通过先导阀作用于主阀(过流阀)上的大弹簧弹力消失,罐内介质穿过阀杆与主阀座之间的间隙,流入阀腔并逐渐汽化,充满主阀以下的低压腔和管路。当其压力升至接近主阀上部压力时,主阀下部的的流体作用力加上小弹簧压力向上推开主阀,紧急切断阀处于全开启状态。这时即可缓慢打开其后的截止阀,进行装卸作业。介质装卸完毕后,再利用近程操纵机构,使杠杆在拉弹簧作用下带动凸轮离开先导杆。由于大弹簧弹力大于小弹簧弹力,大弹簧将推动先导阀与主阀阀瓣回到关闭状态,保持密封。如因管道破裂介质外泄而无法接近阀门操作时,可远程操纵紧急切断阀上的杠杆,使阀门关闭。紧急切断阀与软钢索用易熔合金接头连接,在火灾事故中,如遇温度骤然升至70±5℃时,易熔合金熔化,使软钢索与紧急切断阀脱开,在拉簧作用下杠杆复位,从而使阀门关闭。(2)油压式紧急切断阀工作原理。利用油泵将油压送到紧急切断阀的上部油缸中,把油缸中的活塞压下,通过活塞杆带动阀芯下降而开启阀门,液化石油气通过紧急切断阀流出。当发生事故需要紧急切断时,即把油缸中的油放出,活塞在弹簧作用下向上移动,从而带动阀芯向上关闭阀门,达到紧急切断的目的。同时,紧急切断阀的上部还装有易熔合金塞,发生火灾时由于温度急剧升高,易熔合金迅速熔化,使油缸中的油漏出而关闭阀门。(3)气压式紧急切断阀的工作原理。利用压缩空气压入阀内,使阀开启,事故发生时放掉压缩空气使阀门自行关闭。(4)电动式紧急切断阀工作原理。通电时,由于电磁阀吸引,阀门开启,断电时,阀门即自行关闭。
    内置式紧急切断阀通常安装在储罐(凸缘)上;外置式紧急切断阀安装于接管上。液化气体罐车上专用的紧急切断阀,安装时应根据罐车的特点,做成135度角接式,并带有过流关闭装置。
    2、国家安全技术规范中对紧急切断阀的要求
    (一)《石油化工企业设计防火规范》GB50160-2008
    (1)液化烃设备抽出管道应在靠近设备根部设置切断阀。容积超过50m3液化烃设备与其抽出泵的间距小于15m时,该切断阀应为带手动功能的遥控阀,遥控阀就地操作按钮距抽出泵的间距不应小于15m。(液化烃是指在15℃时,蒸汽压大于0.1MPa的烃类液体及其他类似的液体,不包括液化天然气)(2)可燃液体的铁路装卸设施应符合下列规定:在距装车栈台边缘10m以外的可燃液体(润滑油除外)输入管道上应设便于操作的紧急切断阀;(3)可燃液体的汽车装卸站应符合下列规定:站内无缓冲罐时,在距装卸车鹤位10m以外的装卸管道上应设便于操作的紧急切断阀。(4)液化烃铁路和汽车的装卸设施应符合下列规定:在距装卸车鹤位10m以外的装卸管道上应设便于操作的紧急切断阀。(5)可燃液体码头、液化烃码头应符合下列规定:在距泊位20m以外或岸边处的装卸船管道上应设便于操作的紧急切断阀。
    (二)罐式危险品运输车及半挂车补充安全技术要求
    罐式危险品运输车及半挂车的底部出口应设置紧急切断装置。紧急切断装置应为与罐体相连的第一道关闭装置,紧急切断装置的设置应尽量靠近罐体根部,不应兼作他用。运输GB12268《危险货物品名表》中第2类第2项不燃气体的罐式危险品运输车及半挂车、压缩气体长管拖车可根据需要选装紧急切断装置。
注:
    紧急切断装置是指在装卸系统产生大量泄漏,或火灾环境下能切断并封闭装卸系统的装置。紧急切断装置一般由紧急切断阀、远程控制系统、以及易熔塞自动切断装置组成。
    (三)城镇燃气设计规范 
    燃气的应用:在下列场所宜设置燃气紧急自动切断:a、地下室、半地下室和地上密闭的用气房间;b、一类高层民用建筑;c、燃气用量大、人员密集、流动人口多的商业建筑;d、重要的公共建筑;e、有燃气管道的管道层。燃气管道自动切断的设置应符合下列要求:a、紧急自动切断阀应设在用气场所的燃气入口管、干管或总管上;b、紧急自动切断阀宜设在室外;c、紧急自动切断阀前应设手动切断阀;d、紧急自动切断阀宜采用自动关闭、现场人工开启型,当浓度达到设定值时,报警关闭。
    3、电动、气动、液压三种紧急切断阀特点及应用
    紧急切断阀执行机构动力来源有:电动、气动、液压三种。(1)电动执行机构电动机通常选择防火防爆结构,电缆采用阻燃型或耐火型。考虑电动机绝缘材料的影响,高湿场所不宜采用。(2)气动执行机构充足的动力气源供给和良好的气缸与活塞的配合和润滑是气动执行机构正常作业的关键。否则,就会发生关而不严和卡壳。(3)液动执行机构除要求液压液体无腐蚀,冬季不冻之外,不受更多因素制约,系统简单。
    4、燃气紧急切断阀应用场合及其使用中注意事项
    (1)燃气紧急切断阀是一种新型的燃气管道工程的安全配置,主要应用于以下场合:a、与可燃气体泄漏监测仪相连接。当仪器检测到可燃气体泄漏时,自动快速关闭主供气体阀门,切断燃气的供给,及时制止恶性事故的发生。b、与热力设备的极限温度(或压力)安全控制相连接。当设备内检测点的温度或压力超过设定的极限数值时,自动快速关闭供气阀门,停止燃料的供给。c、与高层建筑的中央消防报警系统相连接。当大厦发生火情时,自动切断大厦的燃气供应,防止燃气泄漏的发生。d、在城市或工厂的燃气供应管网内设置BZCK燃气紧急切断阀,可在中央控制室内集中控制,远距离遥控,紧急关闭事故现场的管线供气。适用于煤气、天然气及液化石油气等可燃气体,广泛应用于供气管网系统、燃气热能工厂车间,燃气锅炉房及住宅居住所的安全设施。
    (2)燃气紧急切断阀使用注意事项:a、保管时应将本阀的各个对外通路用塞子或盖板封闭,存放在干燥通风的室内,长期存放应经常检查,消除油污,并在加工面上涂防锈油,防止锈蚀。b、安装前应将本阀消防干净,将各螺纹连接处拧紧。c、切断阀采用止回阀原理,只能单向截断,安装时必须注意阀门标志,将要保护的一端作为阀门入口。
    5、铁路罐车、汽车罐车和罐式集装箱定期检验的要求:
    紧急切断装置检验包括外观检验、解体检验、性能校验和远控系统试验:(1)核实紧急切断装置型式、型号、操作方式、公称压力、制造单位等,检验外观质量是否良好;无产品制造许可证或者合格证的紧急切断阀不得使用;(2)进行清洗、解体,检验阀体、先导杆、弹簧、密封面、凸轮等有无损伤变形、腐蚀生锈、裂纹等缺陷;(3)检验紧急切断阀装置控制系统的手摇泵、管路、易熔塞是否完好,有无损伤、松脱、泄漏等现象,钢索控制系统是否操作灵活可靠、到位等;(4)检验油压式或者气压式紧急切断在工作压力下是否全开,并且持续放置情况下不致引起自然闭合,动作是否灵敏可靠;(5)紧急切断阀是否在5s内毕止;设有过流保护装置的,检验超过额定流量时过流保护装置是否自动关闭;(6)按照0.1MPa和罐体的设计压力进行气密性试验,保压时间不少于5min;(7)紧急切断远控系统在罐体气密性试验合格后进行控制试验,检验其动作是否灵敏可靠。
 
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