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紧急切断阀有哪些特殊要求?   发布时间:19-12-16

一、概述
目前国内情况下,紧急切断阀和防火分区(fire zone)没有什么联系,对于“紧急切断阀“这一术语的理解还停留在概念的感性认知上,知道这个阀很重要,紧急状况必须保证动作,仅此而已。
所以简单的做如下区分:防火用紧急切断阀和非防火用紧急切断阀。


紧急隔离阀(EBV)通常分为以下四种类型:
(1) A型安装在设备上的手动操作阀,这类阀门安装在发生泄漏但不会发生火灾的场所;此处一般为工艺阀门。
(2) B型安装在工艺管道上的手动操作阀;这类阀门安装在离着火泄漏点25英尺(7.6m)以外的场所,且阀门尺寸不大于8英寸,压力等级不超过ASME CLASS300。此处一般为工艺阀门。
(3) C型安装在工艺管道上的动力操作阀;这类阀门安装在离着火泄漏点25英尺(7.6m)以外的场所,且阀门尺寸大于8英寸,高度不高于15英尺,压力等级超过ASME CLASS300。
(4) D型动力操作的阀门,并能通过安装在现场和控制室的按钮关闭阀门。这类阀门的安装位置没有太多限制,但控制按钮应安装在离着火泄漏点40英尺(12.2m)以外的火灾危险区以外。火灾危险区域Fire Zone内的执行机构、控制电缆、动力管路等采用防火设计或者设计成火灾情况下,操作不会失效,配管配线的支架也采用防火设计。
根据实际工程经验,我们平常接触的紧急隔离阀EBV一般采用D型的要求。
而在执行机构的选择上有电动、气动、液动等,下文以气动执行机构为例进行论述。根据国际电工委员会(IEC)对调节阀(国外叫做控制阀Control Valve)的定义,调节阀由执行机构和阀体部件两部分组成。
二、阀体部件的耐火性能/fire-test
阀门耐火性能定义为阀门在高温火焰中保持正常工作的能力,是衡量阀门安全性能的重要指标之一,阀门的耐火试验是确定其耐火性能的唯一方法。
需要注意的是,阀门具有耐火性能,并不是指阀门在高温火焰中完全不漏,一直不漏;而是指阀门在高温火焰中,在一定时间内(一般30分钟)允许一定的泄露量(阀门耐火试验主要的泄漏指标及操作要求有火烧期间内漏、火烧期间外漏、冷却后低压试验及操作试验等)。故在SH/T3005-2016中,针对阀体、阀内件、阀盖与填料上均提出了本质fire-safe要求。
工程实践中,上游专业没有提出防火要求,该如何判定该阀是否需要fire-safe呢,一般在材料等级规定中,比如工艺阀会注有“防火、防静电、防喷出”等安全要求,此时即可认为该阀需要fire-safe。
耐火试验不仅仅有API标准,还有其他国家和组织的标准,在工程中要区别对待(主要是美国API和欧洲BS, ISO)。
三、执行机构防火要求---防火罩
阀门阀体部件有fire test要求,但电动、气动、液动这3种执行机构却没有这个要求,而 SH/T3005-2016规定采用防火罩,而防火罩应取得船级社认证的符合UL1709的型式批准证书,在执行机构遭遇火灾30分钟内,防火罩内部温度仍处于执行机构工作温度范围内。
四、工程惯例-以气动阀为例
如果非防火紧急切断阀(可以认为在Fire Zone外),则按照普通的开关阀进行工程选择,满足工艺要求。
当该阀是防火用紧急切断阀时(可以认为在Fire Zone内),分为以下两种情况:
情况一:工艺要求火情下,该阀立即动作。
在火灾发生时,工艺要求切断物料起到隔离作用,可以在第一时间有效控制火情,进而为下一步的消防灭火工作创造有利条件,避免恶性安全事故发生。在此要求的情况下,选择满足API标准耐火性能的阀门就可以满足fire safe要求(除了执行机构)。对于执行机构可以不做要求。毕竟此时需要的是满足工艺要求的阀门按需动作(时间要求),切断物料起隔离作用。至于阀门的动作时间,一般以工艺要求为主(考虑水锤和汽锤原因,也可能是慢动作,慢动作过长,也要根据实际情况考虑执行机构的防火要求,装置内很少很少此类要求)。
除此之外,可以优选故障安全位置(一般FC)模式的弹簧复位型执行机构;或者采用在执行机构上安装易熔塞;或者在靠近阀门的一段气源管线选择耐日晒的易熔断材质(比如聚乙烯管)等等,实现在火灾时执行故障安全位置(一般FC)要求。这些都是从本质安全角度考虑的设置要求。
当然,也有一种观点认为,执行机构最好也做防火设计(防火罩),以避免因火灾损坏执行机构导致阀位失控。采用在执行机构上安装易熔塞。。。
情况二:工艺要求火情下,阀位需要延迟动作
但是,在火灾发生时,经常会有在火情状况下连续操作的工艺要求。此时,在隔离高火灾危险设备的同时,保证不发生更大的工艺安全事故。上述方法(阀体部件满足API 防火要求)就无法保证阀门的连续操作的要求。比如,气源管线(Tube管)接头可能会因为高温变形造成仪表风大量泄露而无法操作阀门。在此种情况下,气动执行结构和其配套的气源管线的防火设计就必须予以重要考虑。
SH/T3005-2016要求采用安装防火保护罩,从而满足UL1709耐火(1093℃)时间不小于30分钟的要求。
除此之外,还需要同时采用耐火电缆、气源管线、电缆桥架防火包裹等,以到达整体防火设计的要求。
五、总结
简单综述,紧急切断阀的设置有工艺专业根据标准或者工程惯例而定;
1)没有防火要求,按照常规开关阀门进行工程设计,或者根据实际需要进一步满足API防火要求;
2)有防火要求,按需及时动作,阀体部件部分满足API防火要求,根据实际情况考虑采用易熔塞或者易熔气源管线,或者根据实际需要进一步满足执行机构防火

3)有防火要求,延迟动作,需要阀体部件+执行机构整体防火要求,满足API+UL 1709,同时考虑配管配线及桥架的防火要求。
注:这里的实际需要指的是考虑阀门配管和防火区域的相对位置,以及现实中的其它考虑等等。
六、特别说明
任何标准都有适用的体系问题,业主和工程承包公司可以做出自己的要求,在工程中尤其注意标准的适用性和工程公司或业主的规范外的特殊要求,避免过度设计。

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