安全閥泄放管路上切斷閥的設(shè)置分析

王兵兵

(中國(guó)五環(huán)工程有限公司，湖北 武漢 430223)

安全閥泄放管路上切斷閥的設(shè)置分析

王兵兵

(中國(guó)五環(huán)工程有限公司，湖北 武漢 430223)

國(guó)內(nèi)外標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范均表明，需要滿足一定的前提才允許安全閥泄放管路上設(shè)置切斷閥，但對(duì)于具體需要的設(shè)置沒(méi)有明確統(tǒng)一的規(guī)定。本文在對(duì)比分析相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范、明確設(shè)置切斷閥帶來(lái)利弊的基礎(chǔ)上，對(duì)安全閥進(jìn)出口管路上切斷閥合理設(shè)置的情況進(jìn)行了研究，并提出了切斷閥設(shè)置的相關(guān)建議。

安全閥 ；泄放管路；切斷閥；旁路；備用

doi：10.3969/j.issn.1004-8901.2016.06.013

隨著國(guó)家經(jīng)濟(jì)建設(shè)的迅猛發(fā)展，工程項(xiàng)目中帶有壓力運(yùn)行的設(shè)備越來(lái)越多，安全閥作為承壓系統(tǒng)的泄壓保護(hù)裝置，在企業(yè)生產(chǎn)中起到至關(guān)重要的作用，安全閥泄放管路的合理設(shè)計(jì)顯得尤為重要。依據(jù)工藝介質(zhì)、系統(tǒng)狀況、工藝要求等的不同，有時(shí)安全閥泄放通道上會(huì)設(shè)置切斷閥。現(xiàn)依托國(guó)內(nèi)外標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，就安全閥泄放管路上閥門的合理設(shè)置進(jìn)行分析討論。

1 安全閥泄放管路設(shè)置切斷閥的標(biāo)準(zhǔn)要求

國(guó)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范GB 12441、GB/T 24921.2、HG 20570.2、TSG D0001和TSG ZF001等中明確表明，在切斷閥設(shè)置鉛封開或鎖開、不違背國(guó)家的法律或規(guī)范的要求或?qū)τ谟嘘P(guān)的潛在危險(xiǎn)，必須在有適當(dāng)控制措施的前提下才可以安裝切斷閥。GB 150和TSG R0004分別表示：對(duì)于連續(xù)操作的容器，可在容器與泄放裝置之間設(shè)置截?cái)嚅y專供檢修用；為便于安全閥的清洗與更換，對(duì)于盛裝毒性程度為極度、高度、中度危害介質(zhì)，易爆介質(zhì)，腐蝕、黏性介質(zhì)或者貴重介質(zhì)的壓力容器，可裝設(shè)截止閥門。

API RP 520講到，切斷閥可以用來(lái)隔斷壓力泄放裝置和其保護(hù)的設(shè)備或下游的排放系統(tǒng)。如果壓力泄放裝置在使用時(shí)有泄漏、堵塞或其他影響閥門性能的嚴(yán)重問(wèn)題存在，可能需要提供切斷閥和泄放裝置備件。

ASME B31.3指出，在切斷閥鉛封開啟或大多數(shù)組合切斷閥關(guān)閉且不會(huì)導(dǎo)致未受影響泄壓裝置的泄放能力時(shí)，可在泄放通道上安裝切斷閥。ASME《鍋爐和壓力容器規(guī)范》第Ⅷ卷講到，在容器與泄壓裝置之間，或者在泄壓裝置與泄放口之間均不得裝設(shè)切斷閥，以下情況除外：①若這些切斷閥在結(jié)構(gòu)上或可靠控制上能在大多數(shù)連鎖閥同時(shí)關(guān)閉時(shí)不會(huì)使未受影響的泄壓裝置的泄放能力降到所需的泄放排量以下；②按非強(qiáng)制性附錄M提出的條件。非強(qiáng)制性附錄M講到，僅在使用者確認(rèn)的前提下，在切斷閥關(guān)閉的同時(shí)也切斷壓力源。為了便于泄壓裝置的維修，在關(guān)閉后不會(huì)超過(guò)裝置的耐壓極限并按程序能及時(shí)采取糾正措施、火災(zāi)狀況是唯一的超壓因素等幾種情況下可以使用切斷閥。

國(guó)內(nèi)外的標(biāo)準(zhǔn)一致表明，在一定前提下均可設(shè)置切斷閥，但是并沒(méi)有對(duì)什么情況下使用切斷閥做明確統(tǒng)一的規(guī)定，而且對(duì)增設(shè)切斷閥均保持慎重的態(tài)度。

2 安全閥泄放管路設(shè)置切斷閥的必要性

隨著現(xiàn)在的化工裝置趨向大型化，出于經(jīng)濟(jì)效益的考慮，延長(zhǎng)開車周期，減少停車次數(shù)，是業(yè)主所關(guān)心的問(wèn)題，但是，對(duì)于安全閥的強(qiáng)制校驗(yàn)以及一定情況下安全閥的失效是無(wú)法避免的。

安全閥定期校驗(yàn)是確保安全閥穩(wěn)定運(yùn)行的必要手段。TSG ZF001中規(guī)定“安全閥定期校驗(yàn)，一般每年至少1次，安全技術(shù)規(guī)范有相應(yīng)規(guī)定的從其規(guī)定”。雖然安全閥校驗(yàn)周期可在一定條件下適當(dāng)延長(zhǎng)，但實(shí)際操作中滿足條件較為困難。而近些年隨著工程項(xiàng)目技術(shù)的提升及安全可靠性的提高，裝置逐漸實(shí)施了3年甚至5年的長(zhǎng)周期運(yùn)行，重要設(shè)備、工序上的檢修直接影響到生產(chǎn)系統(tǒng)的開停，給企業(yè)造成經(jīng)濟(jì)損失，也違背了長(zhǎng)周期運(yùn)行的初衷。

安全閥失效可分為長(zhǎng)期運(yùn)行后固有缺陷的失效和不定期隨機(jī)事件出現(xiàn)后的失效。長(zhǎng)期運(yùn)行后的失效可歸納為內(nèi)件腐蝕或銹蝕、泄放通道被堵塞、彈簧腐蝕斷裂、彈簧部分腐蝕或高溫軟化和密封面腐蝕損壞等情況[1]。短期的失效有安裝不當(dāng)導(dǎo)致的密封面泄漏需更換墊片、安全閥本身質(zhì)量問(wèn)題需重新調(diào)試或檢修等情況。無(wú)論短時(shí)間還是長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行后的失效，如果因檢修而頻繁停車，將會(huì)帶來(lái)較大的經(jīng)濟(jì)損失。2012年大慶石化化肥廠尿素裝置合成塔出氣高壓安全閥出現(xiàn)安全閥頻繁起跳情況[2]，由于該裝置安全閥是兩開一備，在進(jìn)行故障安全閥檢修期間，只需關(guān)閉相應(yīng)的切斷閥，開啟備用安全閥就可以保證生產(chǎn)正常進(jìn)行。由此可見(jiàn)，增設(shè)切斷閥確實(shí)會(huì)帶來(lái)切實(shí)的方便與效益。

不可否認(rèn)，增設(shè)切斷閥帶來(lái)經(jīng)濟(jì)效益的同時(shí)，切斷閥意外關(guān)閉，為了檢修安全閥，關(guān)閉切斷閥，在此期間無(wú)安全閥保護(hù)等問(wèn)題也帶來(lái)安全隱患，這也是國(guó)內(nèi)外規(guī)范資料中并沒(méi)有明確規(guī)定是否需要加裝的原因。由此，筆者將對(duì)設(shè)備和裝置需要增設(shè)切斷閥的情況以及安全閥增設(shè)旁路的情況分別予以分析討論。

2.1 安全閥進(jìn)口管道設(shè)置切斷閥

(1)需要連續(xù)操作。

(2)生產(chǎn)或貯存污染性或危險(xiǎn)性較高的氣體和液體。

(3)壓力泄放裝置在使用時(shí)有泄漏、堵塞或其他影響閥門性能的嚴(yán)重問(wèn)題存在。

(4)壓力泄放裝置起跳較為頻繁。

(5)火災(zāi)狀況是唯一超壓原因。

(6)另外一種增加切斷閥的情況是依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)HG 20570，在某些重要的場(chǎng)合，有時(shí)需要安裝互為備用的兩個(gè)安全閥。兩個(gè)安全閥的進(jìn)口和出口切斷閥宜采用機(jī)械聯(lián)鎖裝置，以確保在任何時(shí)候(包括維修、檢修期間)都能滿足容器所要求的泄放面積。

2.2 安全閥出口管道設(shè)置切斷閥

(1)由于安全閥出口壓力可認(rèn)為是常壓，且不會(huì)受其他系統(tǒng)影響，可直接排向大氣系統(tǒng)不用增設(shè)切斷閥。

(2)多個(gè)安全閥出口匯總后排放到火炬或密閉系統(tǒng)，檢修時(shí)閥后管路需要與系統(tǒng)隔開，通常在安全閥出口管道上裝一個(gè)切斷閥并鉛封開，以便于該安全閥故障維修時(shí)切出火炬或密閉系統(tǒng)，否則整個(gè)火炬或密閉系統(tǒng)都要停工。

2.3 安全閥旁路的設(shè)置

設(shè)置安全閥旁路的目的是為了使得安全閥保護(hù)的設(shè)備和系統(tǒng)不需要停工就能維修安全閥。安全閥旁路安裝于安全閥進(jìn)出口管線的切斷閥外側(cè)(切斷閥介于旁路和安全閥之間)，一般跟入口管同徑。若檢修時(shí)安全閥沒(méi)有備用，為防止檢修過(guò)程中系統(tǒng)超壓造成安全事故，需要隨時(shí)依據(jù)設(shè)備壓力狀況進(jìn)行泄壓，由此也可以認(rèn)為，在設(shè)置旁路的同時(shí)，要有相應(yīng)的壓力檢測(cè)裝置與之配套使用。安全閥需要送出檢修，檢修時(shí)間以天計(jì)，這時(shí)旁路用24 h觀察并手動(dòng)排放就顯得不太現(xiàn)實(shí)，可以認(rèn)為，僅以維修安全閥為目的，旁路的設(shè)置不是必須的。同時(shí)，旁路的另外一個(gè)重要作用是可以在開、停工期間，對(duì)設(shè)備和系統(tǒng)進(jìn)行吹掃的同時(shí)，也能打開旁路吹掃到火炬系統(tǒng)。

3 結(jié)語(yǔ)

安全閥泄放管路上增設(shè)切斷閥的目的是在對(duì)正常生產(chǎn)操作影響降到最低的同時(shí)，方便安全閥的校驗(yàn)與維修，這些一次投資的費(fèi)用遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于開停車一次的費(fèi)用。筆者認(rèn)為，在次要、不易損壞部位可不加切斷閥，以減少入口管道阻力和閥門購(gòu)置費(fèi)；旁路主要起到短時(shí)在線檢修或者吹掃管線時(shí)使用，不建議作為檢修泄壓管路目的設(shè)置；重要部位、安全閥易損壞部位，最好設(shè)置一開一備，甚至設(shè)置多開一備，并增設(shè)機(jī)械聯(lián)鎖裝置保證不會(huì)產(chǎn)生誤操作。有理由認(rèn)為，真正實(shí)現(xiàn)安全閥的檢修而不影響裝置的正常生產(chǎn)，安全閥的備用顯得十分必要，這也將是安全閥安全配備的一個(gè)趨勢(shì)。

[1] 劉匯源，陳學(xué)東，等.石化企業(yè)承壓設(shè)備安全閥失效模式及失效原因[J].壓力容器，2005，22(4):32-36，13.

[2] 王家?guī)?，孔祥夷，?安全閥常見(jiàn)故障的分析與處理[J].化工設(shè)備與管道，2012，49(3)：79-81.

[3] 邵廣義.尿素合成塔出氣高壓安全閥頻繁起跳的解決[J].中國(guó)科技博覽，2014(4)：42.

[4] 艾克利，胡維波.加強(qiáng)安全閥日常管理保障裝置安全經(jīng)濟(jì)長(zhǎng)周期運(yùn)行[J].廣東化工，2013，40(2)：130-131.

修改稿日期：2016-07-20

Analysis on Setting of Stop Valve on Relief Path of Safety Valve

WANG Bing-bing

(WuhuanEngineeringCo.,Ltd.,WuhanHubei430223China)

The domestic and international standards and norms indicate that the stop valve can’t be set on the relief path of safety valve until meeting certain conditions.However, there are no clear and uniform provisions for the specific setting needs.Based on the comparison and analysis of related standards, and the advantages and disadvantages of setting stop valve, this paper studies the reasonable setting of stop valve in import and export pipeline of safety valve, and puts forward the relevant suggestions for setting stop valve.

safety valve; relief path; stop valve; bypass; spare parts

王兵兵(1987年-)，男，河北滄州人，2012年畢業(yè)于天津大學(xué)化學(xué)工程專業(yè)，碩士，工程師，現(xiàn)主要從事管道布置等工作。

10.3969/j.issn.1004-8901.2016.06.013

TQ 055.81

B

1004-8901(2016)06-0037-02