緊急切斷閥的概念、適用范圍和選型條件熔斷閥

關(guān)于緊急切斷閥的問題，困惑的主要是以下幾個(gè)問題:

第一，緊急切斷閥是不是一種專用的閥門。

第二，緊急切斷閥到底在什么情況下需要設(shè)置。

第三，緊急切斷閥本身需要什么樣的條件，包括安裝條件和操作條件。

第四，緊急切斷閥和安全儀表系統(tǒng)（SIS）到底是一種什么樣的關(guān)系，SIS系統(tǒng)中的緊急切斷閥又該滿足什么樣的條件。

 今天我們要討論的是前三個(gè)問題

考慮到適用范圍的普遍性，一般引用的標(biāo)準(zhǔn)都是國標(biāo)或?qū)I(yè)標(biāo)準(zhǔn)，國外標(biāo)準(zhǔn)、地方標(biāo)準(zhǔn)和企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)一般不引用。當(dāng)然如果國標(biāo)或?qū)I(yè)標(biāo)準(zhǔn)沒有涉及的部分，或者國外標(biāo)準(zhǔn)被強(qiáng)制采納時(shí)，我會引用國外標(biāo)準(zhǔn)和企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)來進(jìn)行描述，但僅供大家參考而已。

       好了，下面開始討論第一個(gè)問題，緊急切斷閥是不是一種專用的閥門。關(guān)于緊急切斷閥的定義，目前在標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范中，只有以下幾個(gè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范對緊急切斷閥這個(gè)術(shù)語進(jìn)行了定義，詳情如下：

《GB-T22653-2008 液化氣體設(shè)備用緊急切斷閥》

     3.1 緊急切斷閥：安裝在槽車、罐式集裝箱、儲罐或管道上，應(yīng)急情況下，可手動(dòng)或自動(dòng)快速關(guān)閉的閥門。

《GB-T24918-2010 低溫介質(zhì)用緊急切斷閥》

     3.1 緊急切斷閥：安裝在罐車（槽車）、儲罐或管道上，出現(xiàn)事故時(shí)，用手動(dòng)或自動(dòng)快速關(guān)閉的閥門。

中國石化安〔2010〕635號 印發(fā)《中國石油化工集團(tuán)公司液化烴球罐區(qū)安全技術(shù)管理暫行規(guī)定》的通知

      2.2  緊急切斷閥：安裝在球罐進(jìn)出口管道上、發(fā)生事故或異常情況時(shí)能夠快速緊密關(guān)閉（TSO）的閥門，緊急切斷閥的允許泄漏量等級應(yīng)達(dá)到ANSI B16.104（FCI 70-2）CLASS V級或以上級。該閥門應(yīng)具有熱動(dòng)、手動(dòng)及遙控手動(dòng)（帶手柄的遙控）關(guān)閉的功能。

中國石化〔2011〕518號文《液化烴球罐緊急切斷閥選型設(shè)計(jì)規(guī)定》

    3.1緊急切斷閥（emergency shutoff valve）：專用于安裝在液化烴球罐的進(jìn)出口管道上，當(dāng)罐區(qū)內(nèi)發(fā)生火災(zāi)、泄漏等事故時(shí)能夠快速及緊密切斷（TSO）和隔離易燃及有毒物料的開關(guān)閥。當(dāng)球罐液位達(dá)到或超過高高液位*，緊急切斷閥能用于防止物料溢罐。從緊急切斷閥到球罐管口之間除了接管外不得安裝任何其它管件或閥門，其間距應(yīng)符合配管安裝、閥門維修和工藝要求。緊急切斷閥應(yīng)具有自動(dòng)和手動(dòng)關(guān)閉功能，手動(dòng)關(guān)閉功能應(yīng)包括控制室遙控手動(dòng)關(guān)閉及現(xiàn)場手動(dòng)關(guān)閉。

    通過上述三個(gè)定義，中石化的定義相對來說比較具體一些，綜合理解一下，可以看出緊急切斷閥從型式上來說，并不是一種專用的閥門，只要能滿足切斷的功能，無論閘閥、球閥還是蝶閥都可以用作緊急切斷。另外，從功能上來講，緊急切斷閥卻是一種專用的閥門，他的功能就是專門用于當(dāng)出現(xiàn)緊急狀態(tài)時(shí)（火災(zāi)、泄露事故等）用來隔斷物料的閥，防止出現(xiàn)潛在的事故以及將事故限制在一定的范圍內(nèi)。

       接下來，我們討論第二個(gè)問題，緊急切斷閥在什么情況下需要設(shè)置。關(guān)于緊急切斷閥的設(shè)置，標(biāo)準(zhǔn)及條文中的規(guī)定比較零散，且范圍雜亂無章，為了更好地理解緊急切斷閥的強(qiáng)制要求，有必要來捋順一下相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)條文，我將按照標(biāo)準(zhǔn)及條文發(fā)布的年份來依次說明：

《SH3136-2003 液化烴球形儲罐安全設(shè)計(jì)規(guī)范》

6.1 液化石油氣球形儲罐液相進(jìn)出口應(yīng)設(shè)置緊急切斷閥，其位置宜靠近球形儲罐。

 安監(jiān)總局令〔2011〕40號 《危險(xiǎn)化學(xué)品重大危險(xiǎn)源監(jiān)督管理暫行規(guī)定》

第十三條 對重大危險(xiǎn)源中的毒性氣體、劇毒液體等重點(diǎn)設(shè)施，設(shè)置緊急切斷裝置。

安監(jiān)總管三〔2013〕76號 《關(guān)于進(jìn)一步加強(qiáng)危險(xiǎn)化學(xué)品建設(shè)項(xiàng)目安全設(shè)計(jì)管理》

有毒物料儲罐、低溫儲罐及壓力球罐進(jìn)出物料管道應(yīng)設(shè)置自動(dòng)或手動(dòng)遙控的緊急切斷設(shè)施。

 《SH-T3007-2014 石油化工儲運(yùn)系統(tǒng)罐區(qū)設(shè)計(jì)規(guī)范》

6.4.1 液化烴儲罐底部的液化烴出入口管道應(yīng)設(shè)可遠(yuǎn)程操作的緊急切斷閥。緊急切斷閥的執(zhí)行機(jī)構(gòu)應(yīng)有故障安全措施。

安監(jiān)總管三〔2014〕68號 《進(jìn)一步加強(qiáng)化學(xué)品罐區(qū)安全管理通知》

大型、液化氣體及劇毒化學(xué)品等重點(diǎn)儲罐要設(shè)置緊急切斷閥。

安監(jiān)總管三〔2016〕62號 《國家安全監(jiān)管總局關(guān)于印發(fā)遏制危險(xiǎn)化學(xué)品重特大事故工作意見的通知》

自2017年1月1日起，凡是構(gòu)成一級、二級重大危險(xiǎn)源，未設(shè)置緊急停車（緊急切斷）功能的危險(xiǎn)化學(xué)品罐區(qū)，一律停止使用。

 2017.11 安監(jiān)總管三〔2017〕121號文《化工和危險(xiǎn)化學(xué)品生產(chǎn)經(jīng)營單位重大生產(chǎn)安全事故隱患判定標(biāo)準(zhǔn)》

五、構(gòu)成一級、二級重大危險(xiǎn)源的危險(xiǎn)化學(xué)品罐區(qū)未實(shí)現(xiàn)緊急切斷功能；

《GB 50160-2018 石油化工企業(yè)設(shè)計(jì)防火標(biāo)準(zhǔn)》

6.4.2 站內(nèi)無緩沖罐時(shí)，在距裝卸車鶴位10米以外的裝卸管道上應(yīng)設(shè)便于操作的緊急切斷閥。

  歸納以上的條文和標(biāo)準(zhǔn)，總結(jié)出需要設(shè)置緊急切斷閥的范圍如下：

（1）構(gòu)成一級、二級重大危險(xiǎn)源的?；饭迏^(qū)；

（2）大型、液化氣體及劇毒化學(xué)品等重點(diǎn)儲罐；

（3）液化石油氣球形儲罐的液相進(jìn)出口；

（4）構(gòu)成三級、四級重大危險(xiǎn)源中的毒性氣體、劇毒液體等設(shè)施

（5）有毒物料儲罐、低溫儲罐和壓力球罐的物料進(jìn)出管道；

（6）液化烴儲罐（非球形儲罐也包含在內(nèi)）底部的物料進(jìn)出管道；

（7）裝卸站內(nèi)無緩沖罐的裝卸管道； 

       最后我們討論第三個(gè)問題，緊急切斷閥在實(shí)際運(yùn)用中需要滿足什么樣的條件，在這里我把需要滿足的條件分為兩類，一個(gè)是選型條件，一個(gè)是操作條件。我先把標(biāo)準(zhǔn)中關(guān)于緊急切斷閥的要求歸納列舉如下：

《SH-T 3005-2016 石油化工自動(dòng)化儀表選型設(shè)計(jì)規(guī)范》

10.1.6當(dāng)工藝對調(diào)節(jié)閥有緊密切斷（TSO）要求或參與緊急切斷聯(lián)鎖時(shí)，調(diào)節(jié)閥的允許泄漏等級應(yīng)選擇GB/T 4213 或 ANSI/FCI 70-2 標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的V 級或以上。

10.3.6.7 在用于緊急切斷閥的氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的氣缸上應(yīng)能加裝易熔塞，易熔塞的熔點(diǎn)宜為 250℃，當(dāng)氣缸溫度達(dá)到或超過易熔塞的熔點(diǎn)時(shí)，易熔塞熔化將氣缸內(nèi)的壓力泄放掉，使另一側(cè)氣缸內(nèi)的彈簧或儲氣罐內(nèi)的壓縮空氣推動(dòng)活塞將閥門關(guān)閉。

10.3.6.14  用于緊急切斷閥的氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)及其附件應(yīng)有防火措施，安裝防火保護(hù)罩，防火保護(hù)罩應(yīng)符合UL 1709標(biāo)準(zhǔn)，能夠在1093℃下，抵抗烴類火災(zāi)30分鐘。 

10.3.7.11 用于緊急切斷閥的電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)及其附件應(yīng)有防火措施，安裝防火保護(hù)罩，防火保護(hù)罩應(yīng)符合UL 1709標(biāo)準(zhǔn)，能夠在1093℃下，抵抗烴類火災(zāi)30分鐘。

10.3.7.12 用于緊急切斷閥的電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的動(dòng)力電纜及信號電纜宜采取防火保護(hù)措施。

《SH-T 3007-2014 石油化工儲運(yùn)系統(tǒng)罐區(qū)設(shè)計(jì)規(guī)范》

6.4.1 液化烴儲罐底部的液化烴出入口管道應(yīng)設(shè)可遠(yuǎn)程操作的緊急切斷閥。緊急切斷閥的執(zhí)行機(jī)構(gòu)應(yīng)有故障安全措施。（關(guān)于故障安全措施，條文解釋有以下幾種形式：a）選用故障安全型單氣缸氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)；b）選用雙作用氣缸氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)時(shí)，配置事故空氣罐；c)選用電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)時(shí)，采用UPS備用電源或自帶蓄能裝置的電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)）

《SH-T 3104-2013 石油化工儀表安裝設(shè)計(jì)規(guī)范》

9.4.1 用于緊急停車聯(lián)鎖的調(diào)節(jié)閥與開關(guān)閥可不設(shè)隔斷閥和旁路閥。

 《SH-T 3184-2017 石油化工罐區(qū)自動(dòng)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》    

5.4.1.13 用于聯(lián)鎖切斷進(jìn)料的緊急切斷閥，應(yīng)在火災(zāi)危險(xiǎn)區(qū)外設(shè)置現(xiàn)場手動(dòng)關(guān)閥按鈕或開關(guān)，用于危險(xiǎn)情況時(shí)現(xiàn)場手動(dòng)操作。

 安監(jiān)總管三〔2013〕76號《關(guān)于進(jìn)一步加強(qiáng)危險(xiǎn)化學(xué)品建設(shè)項(xiàng)目安全設(shè)計(jì)管理》 

（二十二）有毒物料儲罐、低溫儲罐及壓力球罐進(jìn)出物料管道應(yīng)設(shè)置自動(dòng)或手動(dòng)遙控的緊急切斷設(shè)施。

 《GB 50160-2018 石油化工企業(yè)設(shè)計(jì)防火標(biāo)準(zhǔn)》

6.4.2 站內(nèi)無緩沖罐時(shí)，在距裝卸車鶴位10m以外的裝卸管道上應(yīng)設(shè)便于操作的緊急切斷閥；

   歸納以上的條文和標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，總結(jié)出緊急切斷閥需要滿足的條件如下

（1）用于緊急切斷閥的執(zhí)行機(jī)構(gòu)及其附件應(yīng)有防火措施，安裝防火保護(hù)罩，防火保護(hù)罩應(yīng)符合UL 1709標(biāo)準(zhǔn)，能夠在1093℃下，抵抗烴類火災(zāi)30分鐘；

（2）電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的動(dòng)力電纜及信號電纜宜采取防火保護(hù)措施；

（3）切斷閥的允許泄漏等級應(yīng)選擇 GB/T 4213 或 ANSI/FCI 70-2 標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的 V 級或以上；

（4）緊急切斷閥的執(zhí)行機(jī)構(gòu)應(yīng)具有故障關(guān)閉功能；

（5）應(yīng)在火災(zāi)危險(xiǎn)區(qū)外設(shè)置現(xiàn)場手動(dòng)關(guān)閥按鈕或開關(guān)；

（6）有毒物料儲罐、低溫儲罐及壓力球罐的緊急切斷閥應(yīng)具有自動(dòng)或手動(dòng)遙控功能；

（7）緊急切斷閥可不設(shè)隔離閥和旁路閥；

       上述所總結(jié)出來的關(guān)于緊急切斷閥的滿足條件還是比較籠統(tǒng)和零碎的，在可操作性和可執(zhí)行性方面缺乏指導(dǎo)，細(xì)節(jié)方面很不完善，比如關(guān)于閥體的選型，執(zhí)行機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)，關(guān)閉行程的時(shí)間、防火的具體措施等等都沒有詳細(xì)論述。目前國內(nèi)關(guān)于緊急切斷閥的詳細(xì)選型有指導(dǎo)性意義的文件有兩個(gè)，一個(gè)是2011年中石化發(fā)布的518號文《液化烴球罐緊急切斷閥選型設(shè)計(jì)規(guī)定》，另外一個(gè)是2010年中石化發(fā)布的635號文《中國石油化工集團(tuán)公司液化烴球罐區(qū)安全技術(shù)管理暫行規(guī)定》。尤其是518號文，詳細(xì)規(guī)定了緊急切斷閥的選型條件。雖然中石化發(fā)布的兩個(gè)文都是針對液化烴球罐的，但對于需要設(shè)置緊急切斷閥的非球罐儲存裝置和設(shè)施，依然可以參考該文件。

         最后我要再說一點(diǎn)，關(guān)于緊急切斷閥，相較于國標(biāo)來說，國外API（美國石油協(xié)會）標(biāo)準(zhǔn)則描述的更為詳實(shí)和具體了，我給大家列出來，有興趣的可以參考。

《API STD 2510-2011 Design and Construction of LPG Installations》

《API RP 2001-2012 FireProtection in Refineries》

《API RP 553-2012 RefineryValves and Accessories for Control and Safety Instrumented Systems》

《API STD 607-2016 Firetest for quarter-turn valves and valves equiped with Nonmetallic seats》

《API STD 6FA-2018 Specification For fire test for valves》

《UL 1709-2011 Rapid RiseFire Tests of Protection Materials for Structural Steel》