浅析紧急切断阀在油库中的应用

摘要：紧急切断阀在维护化工油品罐区的安全具有重要意义，主要用于在发生紧急情况时迅速切断油品输送，防止事故扩散，保障库区和人员的安全。本文将浅析紧急切断阀的工作原理、技术要求及选型等。通过对紧急切断阀的全面分析和研究，可以提高油品罐区的安全性，减少事故风险，保护人员和设备的安全。

关键词：紧急切断阀油库选型

引言

成品油极具易燃、易爆等特点，一旦发生事故，不仅威胁到人的生命安全，同时对大气和水土环境造成污染以及重大财产损失。近年来发生的重大危险化学品事故大都与安全仪表失效或设置不当有关。随着社会经济的发展和能源需求的增加，油库罐区作为能源储存和供应的重要环节，其安全性越来越受到关注。然而，当前油库罐区紧急切断设备选择和布置策略的研究相对较少，缺乏系统性和科学性。基于此，本研究旨在综合分析现有的技术和经验，针对油库罐区特殊的特点和安全需求，提出切实可行的紧急切断设备选择和布置策略方案，为油库罐区的安全管理提供有益的参考。

一、紧急切断阀的工作原理

紧急切断阀是一种关键的安全装置，用于在紧急情况下迅速切断流体流动，以保护人员、设备和环境的安全，在接受到紧急信号时，能够迅速关闭或打开，以阻断或恢复油品的流动。其工作原理通常包括以下几个方面：

感应与控制系统：紧急切断阀通常与传感器和控制系统相连接，这些传感器可以检测到压力、温度、流量等参数的异常变化。

执行机构：接收到紧急信号后，执行机构（如电动、气动或液动装置）迅速动作，驱动阀门关闭。

反馈机制：阀门的状态（开或关）会实时反馈给控制系统，以确保操作的准确性和及时性。

二、紧急切断阀的技术要求及选型

2.1阀体及电缆的选择

紧急切断阀根据使用场合和管道要求，常选用闸阀、球阀和蝶阀。球阀具有结构简单、密封性良好的特点，适用于小口径（DN≤200mm）的管道或需要保证全通径的场合，但大口径的球阀价格较高，在经济考虑下，球阀选择需要权衡成本和性能。

蝶阀则相对于球阀来说，具有较为经济实惠的价格，但密封性能较差。对于加工精度更高的三偏心高性能蝶阀，其密封性能有所提高，但相应地造价也较高。因此，在综合性价比方面，蝶阀的表现相对较一般。

闸阀具有良好的密封性能和省力的启闭特点。适用于大口径的管道，因此在罐区常常用作紧急切断阀。储罐的进出口通常选择双闸板闸阀，而单闸板闸阀则具备调节流量的功能，常用于供料泵的出口管道。

2.2阀门执行机构的选择与要求

在选择紧急切断阀的执行机构时，可以考虑气动型、液压型或电动型。当罐区配备可靠的仪表空气系统时，优先选择气动紧急切断阀，当罐区缺少仪表空气系统，但有一级负荷的电力电源系统时，可以选择电液执行机构或电动执行机构驱动的紧急切断阀。这样的执行机构可以通过电力电源来驱动，提供可靠的切断功能。在实际应用中，电动执行机构响应动作较慢，且无法实现故障安全状态。因此，不建议将电动执行机构作为紧急切断阀的首选。在没有仪表空气的情况下，优先考虑使用电液控制阀。当选择气动型执行机构时，首选故障安全型的单作用气缸执行机构。如果必须采用气动双作用气缸执行机构，应配置储气罐以确保正常工作，而如果必须使用电动型执行机构，其电源应采用一级负荷中特别重要的电力电源供电，以确保可靠性。

电动型执行机构应配备应急电源（如UPS、EPS、应急发电机组等，应急电源还应能满足同时关断多组紧急切断阀的容量要求），并采取火灾安全保护措施，首选安装防火保护罩。

电动型执行机构应为开关型，每小时允许启动次数不小于60次。电动型执行机构手轮的最大操作力不应超过250N。应配置手动离合装置，手轮顺时针操作关阀。电动型执行机构应有以下保护装置：自动相位纠正、掉相保护、阀门防卡死保护、瞬间反向保护、电机过热保护、过力矩保护、过电压保护等。电动型执行机构应具有每次通电后自诊断功能，同时应具有参数及操作事件记录功能。无论电动型执行机构处于任何状态，只要接受ESD控制信号，阀门均按ESD控制要求动作，即ESD控制优先权最高。

2.3安装位置及耐火要求

紧急切断阀的阀体应为锻钢或铸钢材质，且具备耐火性能的密封结构。油库与储罐直接相连的进出工艺物料管道上均应依规设置紧急切断阀，且应设置在储罐与柔性连接之间，并采取有效防水击措施。根据《油气储存企业紧急切断系统基本要求（试行）》要求“紧急切断阀全行程关闭时间应满足工艺要求，自动关闭时间不宜超过180s”，综合考虑紧急切断阀在事故状态下能够迅速关闭，同时避免关闭过快产生水击压力对管道和金属软管等设备造成超压破坏，采用SPS软件进行稳态计算及水击工况分析，故推荐油库有联锁保护停泵功能的紧急切断阀关闭时间不小于15s，对于口径小于DN300最大不宜超过30s；对于口径大于DN350最大不宜超过50s。

对于管道油库，油库与管道站场控制系统建立通讯连接，储罐高高液位报警联锁关闭储罐罐根阀并通知管道控制站场，管道操作人员自行关闭输油泵。

电动执行机构的动力电缆和信号电缆应采取防火保护，可采用耐火电缆、直埋敷设、电缆沟充砂敷设、在耐火电缆槽盒或耐火保护管内敷设等一种措施或多种复合措施实现。

2.4 控制系统

紧急切断阀配套电液执行机构和气动执行机构时，执行机构内ESD关断电磁阀应采用冗余独立电源进行供电；当安全仪表系统独立设置时，紧急关阀命令和阀门关到位状态反馈信号需接到安全仪表系统，其余过程信号接到过程控制系统；当安全联锁功能在过程控制系统中实现时，紧急关阀命令和阀门关到位状态反馈信号需接到过程控制系统独立设置的模块，其余过程信号接到过程控制系统其他共用模块。若油库设有独立的安全仪表系统，安全仪表系统宜与储罐区液位监控系统实现网络或串口通讯，在系统软件上通过液位计数据设置高高液位及低低液位预报警限值，高高液位预报警限值低于高高液位开关安装高度，低低液位预报警限值高于低低液位开关安装高度。当高高液位开关报警但未达到预报警限值时，不执行联锁动作；当低低液位开关报警但未达到预报警限值时，不执行联锁动作。预报警限值高度差应大于10min储罐进出油的液位高度。

三、紧急切断阀的应用场景

在油库中，紧急切断阀的应用场景主要包括但不限于以下几种：

管道输送系统：在油品输送管道中，安装紧急切断阀可以在发生泄漏时迅速切断油品流动，避免大量油品外泄。

储罐区：在储罐的进出口管线处安装紧急切断阀，可在储罐发生破裂或火灾时切断油品进出，防止事故扩大。

装卸作业区：在油品装卸作业区，紧急切断阀可以在装卸过程中发生意外时迅速切断油品流动，保障作业人员的安全。

紧急切断阀应同时具备以下关闭功能：

1.液位超高联锁关闭进料切断阀。

2.通过阀门本体手动关闭切断阀。

3.在防火堤外手动按钮关闭切断阀。

4.在控制室内手动遥控关闭切断阀。

四、结论

紧急切断阀能够在紧急情况下快速响应，及时切断油品流动，可以减少油品的浪费和经济损失，有效防止事故的扩大，从而保障油库及周边环境的安全。