DBB閥門作為罐根閥的實踐與分析

閆凌杰(深圳承遠航空油料有限公司，廣東 深圳 518128)

0 引言

國家安全生產(chǎn)監(jiān)督部門將罐根閥定義為應(yīng)急閥，要求罐根閥盡量貼近儲罐，當(dāng)儲罐發(fā)生火災(zāi)時，閥門能夠快速、有效地對儲罐進行隔離，阻止火勢蔓延。此外，其閥體及密封還應(yīng)具備優(yōu)良的防火性能，特別是避免閘板與閥座之間的主密封因著火而失效。

1 閥門結(jié)構(gòu)原理與防火性能

相對DBB閥門，輕型平板閘閥屬于閘閥類。其重量輕、防火密封性能優(yōu)，傳動結(jié)構(gòu)簡單、動作速度取決于執(zhí)行器(電動、氣動或電液聯(lián)動等)的選配和傳動部件機械性能的改良，即便手動操作也能實現(xiàn)1 min內(nèi)完全關(guān)閉，更適合作為應(yīng)急閥在罐根位置使用。閥門關(guān)閉狀態(tài)時，執(zhí)行器通過閥桿(提升螺母)直接作用于閘板，推動閘板PTFE密封緊貼出口端閥座，壓縮它直到閘板與閥座上金屬密封面吻合，這樣就形成了雙重密封(首先是PTFE對金屬密封，然后是金屬對金屬密封)(如圖1所示)。儲罐火災(zāi)時，即便PTFE密封被燒毀，彈簧自動回位、金屬密封結(jié)構(gòu)能起到第二道保護，且其不銹鋼閘板相對DBB閥門較厚(如圖2所示)，受熱時型變較小。輕型平板閘閥作為不常動作的應(yīng)急閥，其特點是應(yīng)急性能優(yōu)、代價小。

圖1 輕型平板閘閥密封工作原理

圖2 輕型平板閘閥與DBB閥門的閥板對比

相對輕型平板閘閥，DBB閥門屬于旋塞閥。其優(yōu)點在于摩擦、扭矩相對較小，手動操作輕便，但傳動結(jié)構(gòu)復(fù)雜、動作速度受限于內(nèi)部結(jié)構(gòu)，更適合用于頻繁操作的位置。閥門關(guān)閉狀態(tài)時，執(zhí)行器通過旋塞擠推密封滑片與閥體貼合，其橡膠密封[1]產(chǎn)生一定的壓縮變形量實現(xiàn)密封(如圖3所示)。發(fā)生火災(zāi)時，如橡膠密封失效，則橡膠密封環(huán)的位置就會形成空隙，無雙重密封可能導(dǎo)致火勢蔓延，耐火性能[2]不如閘閥的雙重密封可靠。此外，DBB閥門關(guān)閉過程中，旋塞存在垂直與水平運動切換環(huán)節(jié)，其快速關(guān)斷性能受限、不如改造后的閘閥(如電液聯(lián)動或氣液聯(lián)動閥門)。DBB閥門作為不常動作的應(yīng)急閥的消防性能不如閘閥，且代價較大。

圖3 DBB閥門密封工作原理

2 日常運行管理

DBB閥門的出現(xiàn)取代了過去兩道手動閘閥的笨重設(shè)計，因此它是一種降低勞動強度的替代品，絕非必需品。

在日常運行中，罐根閥不宜作為工作閥(頻繁動作)，應(yīng)保持常開狀態(tài)、做好日常維護保養(yǎng)，防止構(gòu)件磨損降低密封性能、確保應(yīng)急狀態(tài)下快速、有效地關(guān)閉。如將DBB閥門即作為罐根閥，又作為工作閥，或?qū)⒉捎肈BB閥門作為罐根閥、輕型平板閘閥作為操作閥，則罐根第一道閥門日常需保持常閉狀態(tài)，存在使用運行、維修等問題，投入的成本也相對較高，下面舉幾個例子進行說明。

2.1 罐根閥(DBB)常閉、操作閥(閘閥)常閉

存在兩個閥門之間的壓力、管廊安全閥無法向儲罐釋放的問題，且金屬軟管原本為承壓薄弱點，該模式不可取。

作業(yè)時需要動作兩道閥門，且輕型平板閘閥作為頻繁動作閥門磨損加劇，由此帶來的后期維修成本過大。

2.2 如罐根閥(DBB)常閉、操作閥(閘閥)常開

根據(jù)卸油來源，收油進罐管道通常為兩路(或以上)，進油時需先關(guān)閉一路閘閥、打開罐根閥，形成了前后均為操作閥的局面，依然存在閘閥頻繁操作磨損和后期維修成本的問題；此外管廊安全閥無法釋放進罐(需要改造)、輕型平板閘閥的作用被弱化(僅維修時使用)，該模式不可取。

如該模式與原有罐區(qū)設(shè)備位置不統(tǒng)一、操作模式不相同，會造成油庫運行管理復(fù)雜化(閥門編號規(guī)則、后期維修、備品備件、安全泄放等)，作業(yè)風(fēng)險大于設(shè)備風(fēng)險。

應(yīng)重視應(yīng)急閥的作用，除了閥門密封性能外，更重要的是事故時儲罐能否快速切斷。經(jīng)實踐，多數(shù)電液聯(lián)動閥采取了平板閘閥，閘閥經(jīng)過改良后是比較容易實現(xiàn)快速關(guān)斷的(國內(nèi)相關(guān)產(chǎn)品已達到10秒內(nèi)完全關(guān)斷)；即使采用電動執(zhí)行機構(gòu)，目前國內(nèi)DN600電動閘閥也可以實現(xiàn)30秒以內(nèi)完全關(guān)閉；而DBB閥門受運行軌跡限制，更適用于日常頻繁操作的位置，不宜快速關(guān)閉，多數(shù)動作時間控制在1分鐘。

2.3 罐根閥、操作閥均為DBB閥門的模式

日常操作中，機場航空煤油儲罐會遇到空罐進油控制流速、反向靜壓排氣等操作。但DBB閥門受限于其旋塞結(jié)構(gòu)，不適宜采用半開模式，即便是靜壓倒油的沖擊力也不可小覷。而閘閥則不受限，便于調(diào)整閥門開度以達到控制流速的目的。特別是在電力驅(qū)動的模式下，與伺服液位計、PLC控制系統(tǒng)匹配可以監(jiān)控并實時調(diào)整進罐流速。

3 罐根閥質(zhì)量較大存在風(fēng)險

DBB(DN500)閥門質(zhì)量一般在1.2～1.3 t范圍內(nèi)，同規(guī)格輕型平板閘閥質(zhì)量在600～700 kg，罐壁的承壓風(fēng)險不可忽視，嚴(yán)重時可能引發(fā)儲罐底角焊縫疲勞、出現(xiàn)裂縫，造成油料泄露及環(huán)境污染等后果，引起重大安全事件和區(qū)域影響。

設(shè)計階段時，應(yīng)特別注意考慮閥門質(zhì)量因素，選擇對應(yīng)的鋼板、補強圈及閥門彈簧支撐，應(yīng)選擇留有一定安全余量的彈簧支撐，避免設(shè)備過重等因素引發(fā)事故的發(fā)生。

施工階段，鋼板應(yīng)準(zhǔn)確下料，儲罐四周應(yīng)留有足夠的邊緣板、保證擋水板與環(huán)墻的可活動間距，避免間距過引發(fā)邊緣板變型、底角焊縫拉裂。受油罐不同液位的重力變化及熱脹冷縮的形變影響，環(huán)墻阻擋了擋水板與底板共同位移和形變，經(jīng)過長期積累，會導(dǎo)致儲罐底板邊緣板變型；如彈簧支撐起不到作用、環(huán)墻填料下沉或基礎(chǔ)沉降引起的罐底板空隙，也會造成罐壁或底板變型，應(yīng)盡量避免這種風(fēng)險。

儲罐建造時，罐底板在焊接安裝過程中容易出現(xiàn)焊接變形問題，且難以避免，造成了罐底板與環(huán)墻上表面之間存在一定的位移空間。由于DBB罐根閥沒有得到有效支撐，較大的設(shè)備重量通過罐壁傳導(dǎo)至罐底板、長期壓縮底板與環(huán)墻上表面之間的空隙、造成儲罐發(fā)油卸載后無法回彈至原有位置等問題也是不可忽視的。

對已建成的儲罐，應(yīng)注意是否存在擋水板與環(huán)墻間距過小等現(xiàn)象，發(fā)現(xiàn)及時解決、避免風(fēng)險進一步增大。日常檢查方面，應(yīng)不局限于跑冒滴漏現(xiàn)象，要高度關(guān)注儲罐邊緣板、管道、泄漏檢查孔的異常情況，并定期測試彈簧支撐的有效性。

4 結(jié)語

“設(shè)備采購、工程建設(shè)、生產(chǎn)運行、設(shè)備管理、固定資產(chǎn)、技術(shù)創(chuàng)新應(yīng)用、經(jīng)驗固化”等形成了安全生產(chǎn)全鏈條的生態(tài)環(huán)境，技術(shù)工作無處不在、至關(guān)重要。為此，編者謹(jǐn)以此文與廣大建設(shè)者、安全管理者共同探討，筑牢“建用結(jié)合”的工作思路。