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自动调压阀在危险化学品领域中防止流体危害的措施

2021-06-17 已有0人浏览 美国米勒进口阀门

  自动调压阀在危险化学品领域中防止流体危害的措施

  根据“控制阀安全要求”一文,对危险化学品领域内自力式调压阀在应用过程中存在的安全隐患进行了分析,分析了目前采用单膜片执行机构存在流体危险时的缺陷及危害,介绍了新型膜片冗余显示报警产品的结构、防流体危害的功能及应用,以达到自力式调压阀的使用安全要求。

  自动式调压阀最初用于城市供热控制,后来在工业过程控制领域得到了应用。随著石化行业的发展,自力式调压阀也在不断地被应用于具有强爆、易燃、爆炸等特性的介质过程控制中,因此该产品的安全问题受到了极大的关注。按照GB30436.4----2013工业自动化产品安全要求第四部分:控制阀的安全要求,浙江派沃自控仪表有限公司对自动压力调节阀进行了改进设计,采用膜片冗余技术和显示报警功能,提高了产品功能安全性,取得了很好的效果。

  一种自适应调压阀门的原理和特点。

  1.1基本原则。

  自动调压阀是由调压机构、执行器和加压导管三部分组成,如图1所示。这种调节阀不需要外加能量的驱动和接受外部信号的控制,而是通过比较被控介质的压力作用下膜片上弹簧的受力与反力作用下的作用来改变液体流量,从而实现自动调节被控压力。

  1.2特征

  采用双隔膜复合冗余功能。执行机构由两组隔膜组成,一组是工作隔膜,另一组是安全备用隔膜,或称检测隔膜。当阀门执行器正常工作时,工作膜与介质直接接触,起到压力信号测量和放大比较的作用,完成自动压力调节阀的压力控制。这时,备用隔膜不与过程介质接触,不参与控制。在工作膜片破裂时,介质与备用膜片室与备用膜片接触,避免介质外泄,此时压力信号的测控、放大、比较功能由备用膜片完成,从而保证自力式压力调节阀安全运行,防止流体危险事件的发生,避免人身伤害和环境污染。

  2)报警功能。在工作膜片正常时,由于控制介质没有进入备用膜片室,备用膜片室压力表显示为零;当工作膜片发生破裂泄漏时,由于介质进入备用膜片室,备用膜片室压力上升,此信号可通过电接点压力表传递到控制室,从而提醒操作者及时进行处理。

  四结论。

  自动调压阀是一种节能仪表,适用于无仪表气源、调节精度要求不高的场合,应用于危险化学品领域,采用带有膜片余量和膜片显示报警功能的自力式调压阀,提高了系统的可用性和安全性,受到用户一致好评。

  普通调整器只有阀体受流体的压力、温度、介质性质影响,从自力式调整器的结构和原理可知,在实现压力控制的过程中,其调整器和执行机构都直接与工艺介质密切接触,并连续受到介质参数和特性的影响,特别是在有无接触的情况下,自力式调整器执行机构考虑功能安全性要比普通调整器严格得多,两者的区别见图2、图3,图中阴影部分为接触介质部分。

  2自力式调压阀存在结构缺陷和潜在的安全隐患。

  2.1自动调压阀的结构缺陷。

  当前,大多数自力式压力调节阀都是采用单膜片执行器的结构形式,与介质直接接触从而实现控制,在使用过程中会有因高压泄漏、执行器破裂等造成的潜在危险。虽然通过采用滚动式隔膜或金属隔膜可以提高隔膜的性能,通过选择耐腐蚀和耐腐蚀隔膜材料可以提高隔膜的安全性和使用寿命,但由于隔膜在结构设计上没有采取隔膜断裂后的余量措施,以及隔膜在诸如丙烯腈、发烟硫酸、苯等有害化学品领域的应用,隔膜破裂的后果会非常严重。

  自动调压阀在设计制造时,应考虑正常使用时可能遇到的流体危险,并对操作者或周围环境提供保护。因此,不管是正常使用还是单一故障情况下,执行机构的部件都不会因破裂和触电造成危险。

  2.2潜在的结构缺陷危险。

  2.2.1失效自动控制的危险。

  因为自力式调节阀是由被控变量的变化而直接作用于动力元件膜片,当膜片破裂时,由于被控介质的泄漏必然会引起控制阀的泄漏,它会使阀体在设定弹簧的作用下处于阀后控制型的全开状态,又使阀体处于阀前控制型的全开状态,从而使调节作用失效。

  2.2.2危险的介质泄漏。

  因单膜片执行器内的膜片与被控介质相接触,另一面与大气相通,膜片一旦破裂,介质就会直接向外泄漏,这样危险的化学品介质就会直接引起操作者中毒、烧伤,甚至设备损坏,对环境造成污染。

  2.2.3无隔膜失效显示危险报警功能。

  使用单膜片执行器的自力式调压阀,当膜片破裂时,若不能显示报警功能,介质泄露和控制功能失效,不能及时发现和处理,会使事故的危害性越来越大,安全后果也越来越严重。

  需要指出的是,即使采用图4中所示的2台自力式压力调节阀构成“2取1”的冗余控制,也不可能克服膜片破裂所带来的后果,这是一种潜在的流体危险。由于这种冗余控制只对设定值满足P2的设置值。

  3自力式调压阀的防漏危险对策

  自力式调压阀是一种抗流体危害的自力式调压阀,它在阀体结构上与一般自力式调压阀没有什么区别,区别在于执行机构的结构和功能。本实用新型采用双膜片复合形式,增加了工作隔膜在破裂或泄漏时的报警显示功能。