安全管理论文石油化工装置中控制阀的安全保护.doc

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1、此材料由网络搜集而来，如有侵权请告知上传者立即删除。材料共分享，我们负责传递知识。平安治理论文石油化工装置中操纵阀的平安保护随着石油化工消费装置消费规模的不断扩大，工艺反响过程的日益复杂，事故的发生率和危害度越来越遭到注重1，平安保护系统已成为当今石油化工装置重要的组成部分。平安保护系统是由检测元件、各种I/O卡件、逻辑运算单元（操纵单元）、最终执行元件及它们之间的信号传输关系构成一个完好的仪表系统2。最终执行元件操纵阀的平安保护已成为平安保护系统各个环节中的最为关键的部分，亦已成为设计者和过程维护人员特别关注的咨询题。石油化工消费装置中操纵阀的各种构成方式和数量繁多，本文就操纵阀的平安联锁保

2、护和信号失效平安自锁保护两大方面重点详细地进展阐述。1操纵阀的平安联锁保护 保护系统是专用于对装置中潜在的危险或不采取措施可能产生危险的事件发生响应，以减轻危险发生的后果或防止危险发生的系统。操纵阀安装在工艺设备和管道的介质流程上，对工艺介质流量的大小和打开关闭起着全过程的操纵作用。操纵阀的平安联锁保护是指用于操作监视装置（或独立单元）所属的操纵阀，假如外部条件或过程参数超出了平安操作范围，通过对气动操纵阀的附件电磁阀或电动操纵阀电源的不同操纵要求，就能够使过程进入平安状态，以确保监视装置（或独立单元）随之进入平安状态3。1.1气动操纵阀的平安联锁保护1.1.1单作用执行机构操纵阀平安联锁保护

3、单作用气动操纵阀使用膜头或活塞式弹簧执行机构，平安联锁动作时关闭或打开操纵阀。应用如图1所示。假设联锁关闭，气开式操纵阀正常操作时，操纵阀气源正常，阀打开；联锁发生时，阀气源切断，阀关闭。假设联锁打开，气关式操纵阀正常操作时，阀气源正常，阀关闭；联锁发生时，操纵阀气源切断，阀打开。1.1.2双作用执行机构操纵阀平安联锁保护双作用气动操纵阀使用弹簧复位或无弹簧执行机构，平安联锁动作时关闭或打开操纵阀。其应用如图2所示。假设联锁关闭，操纵阀正常操作时，操纵阀气源正常，1-3，2-4为通路，阀打开；联锁发生时，操纵阀气源进气改变，1-4，2-3为通路，阀关闭。假设联锁打开，操纵阀正常操作时，操纵阀气

4、源正常，1-4，2-3为通路，阀关闭；联锁发生时，操纵阀气源进气改变，1-3，2-4为通路，阀打开。1.1.3气动操纵阀平安联锁保护气动操纵阀用于平安联锁动作时，在气源信号线上增加电磁阀，电磁阀的配气由I/P阀门定位器调理，平安联锁动作时，关闭或打开操纵阀。其应用如图3所示。 假设联锁关闭，气开式操纵阀正常操作时，操纵阀气源正常，1-3为通路，2关闭，阀由I/P阀门定位器调理；联锁发生时，操纵阀气源进气改变，2-3为通路，1关闭，气开式操纵阀关闭。假设联锁打开，气关式操纵阀正常操作时，操纵阀气源正常，1-3为通路，2关闭，阀由I/P阀门定位器调理；联锁发生时，操纵阀气源进气改变，2-3为通路，

5、1关闭，气关式操纵阀打开。1.2电动操纵阀的平安联锁保护电动操纵阀的电动执行器是以220V交流单项电源作为驱动电源，接受来自调理器的毫安信号或电压操纵信号来进展工作的。如今国内的电动操纵阀大多采纳进口的日本工装电子式电动执行器，电子式操纵单元常被设计成黑匣子方式，并用树脂浇铸，驱动电机采纳交流可逆电机，能够正驱动或反驱动；驱动量的反响检测采纳高功能的、高可靠性的电位器，以实现操纵调理功能。切断或调理电动操纵阀的平安联锁保护归根结底是通过平安联锁信号对驱动电机的驱动电源的操纵，以实现驱动电机的正转或反转，来到达对操纵阀的打开或关闭的目的。因而只要将平安联锁信号作为接点信号接人电动操纵阀的电源操纵

6、回路中，当平安联锁信号动作时，也确实是接点信号动作，使得正驱动电源或反驱动电源接通，实现操纵阀的打开或关闭。图4所示为电动操纵阀较复杂的平安联锁保护接线图，通过接入定时器联锁操纵电动操纵阀的打开和关闭。在图4行2中，引入平安联锁保护接点信号，接点闭合时，继电器4503KA线圈得电，行3中4503KA常开接点7-4闭合，定时器KA-4502A开场计时，行4中4503KA常开接点8-5闭合，继电器4503KA1线圈得电，行6中4503KA1常开接点7-4闭合，电动操纵阀4503KA3正转，阀门打开；当定时器KA-4502A计时到设定值时，其触点动作，行4中定时器KA-4502A常闻接点8-5打开，

7、继电器4503KA1线圈失电，行6中4503KA1常开接点7-4打开，电动操纵阀4503KA3正转失电，同时行5中KA-4502A触点8-6闭合，继电器4503KA2线圈得电，行6中4503KA2常开接点7-4闭合，电动操纵阀4503KA3反转得电，阀门关闭。2信号失效操纵阀的平安自锁保护 操纵阀的失效平安自锁保护是指非平安联锁保护信号以外的操纵阀本身的操纵信号过低或没有时，执行构造没有信号动力来源的情况下，操纵阀本身对自我平安的一种保护措施。关于气动操纵阀是指当操纵阀操纵供气压低于预先确定的值时，执行机构的活塞或类似膜头构造会移至气缸的顶部或底部，充满供气压力的储气罐在供气压力失去时会给执行

8、机构提供负载压力，如此就能够把活塞或膜头移到所需要的位置；当供气压力恢复正常时，自动操作回到原来的操纵调理状态，同时储气罐被重新充气，以备下一次操纵阀的失效平安时重新使用。关于电动操纵阀是指当操纵阀运转的毫安或电压输入信号断电时，电子执行机构会执行相应的操作，使输出轴停在相应的位置，而到达操纵阀的失效平安时处于平安保护状态。2.1信号失效气动操纵阀平安保护气动锁定系统与气动操纵阀一起使用时，能够在气动操纵阀失去供气压力时锁定执行机构当前的负载压力，且这种气动锁定系统与储气罐一起使用时，在失去气源压力时把阀门移至全开、全关或保持原位。在功能上类似的构造也能够提供应薄膜执行机构的操纵阀，典型适用于

9、气缸活塞执行机构的气动操纵阀信号失效平安保护。2.1.1信号失效气动操纵阀全开或全关平安保护在图5中，1号管路为仪表供气管路，2号管路为给气缸顶部压力的管路，3号管路为给气缸顶部操纵压力的管路，4号管路为给气缸底部压力的管路，5号管路为给气缸底部操纵压力的管路，6号为锁定部件上下膜片来回运动的排气口，7号为储气罐提供应气缸底部的供气口，8号为储气罐提供应气缸顶部的供气口，9号管路为储气罐提供应操纵部件供气压力的管路，10号管路为储气罐提供应气缸顶部或底部供气压力的管路。在图5中，当操纵阀信号失效时，储气罐提供气缸顶部的供气压力，气缸底部的供气压力被排空，给气缸底部和气缸顶部的操纵压力被阻断，锁

10、定部件下膜片的加载压力被排空，储气罐给气缸顶部提供的压力，会将阀门推至全关的位置，使操纵阀在信号失效时处于关闭的平安状态。在图6中，各个数字标志说明同图5。当操纵阀信号失效时，储气罐提供气缸底部的供气压力，气缸顶部的供气压力被排空，给气缸顶部和底部的操纵压力被阻断，锁定部件的下膜片的加载压力被排空，储气罐给气缸底部提供的压力，会将阀门推至全开的位置，使操纵阀在信号失效时处于全开的平安状态。 2.1.2信号失效气动操纵阀保持平安保护在图7中，各个数字标志说明同图5。当操纵阀信号失效时，储气罐同时提供气缸顶部和底部的供气压力，给气缸顶部和底部的操纵压力被阻断，锁定部件下膜片的加载压力被排空，储气罐

11、给气缸顶部和底部同时提供同样的压力，会将阀门的活塞锁定在信号失效时原来的位置，如此使操纵阀的执行机构保持不动，使操纵阀信号失效处于保持的平安状态，到达工艺所需要的平安状态。在以上的信号失效操纵阀平安保护示意图中，止回阀在信号失效时，会保证储气罐的储气压力输送到气缸的顶部、底部或顶部和底部。当供气压力恢复到正常时，止回阀恢复到原来的位置，以保证储气罐充满所需要的气压，以备下次信号失效时接着发挥它的作用。2.2信号失效电动操纵阀的平安保护电动操纵阀的关键部件在于其内部树脂浇铸的操纵器，其接受来自调理器的毫安或电压信号和来自开度检测器的开度信号，将两信号相比拟并放大，向消除其差值的方向驱动和操纵电机

12、，其结果是使得来自调理器信号和开度信号之间的偏向被减小，当偏向消除时操纵部分令电机停顿在该位置上，到达调理和操纵的目的。当信号失效时，输出轴在相应的时间内仍处于运转状态，假如没有相应的操纵措施，会停留在某一个位置，而失去对电动操纵阀的平安保护。依照工艺过程的需要，在电动操纵阀的设计选型和安装过程中，就应该留意到信号失效时电动操纵阀的平安保护。在图8电动操纵阀电子式执行器内部接线图中，信号失效时依照工艺过程的需要使阀门开度仍然处于信号失效前的位置时，将图中的3和4断开，接通5，就能够使输出轴停顿在原位置，使阀门开度保持不变。在图8中，信号失效时依照工艺过程的需要使阀门全部打开时，将4和5断开，接

13、通3，就能够使输出轴接着运转到上限限位开关动作后停顿，使阀门全开。信号失效时依照工艺过程的需要使阀门全部关闭时，将图中的3和5断开，接通4，就能够使输出轴接着运转到下限限位开关动作后停顿，使阀门关闭。3完毕语当今石油化工装置中的操纵阀的品种和方式多种多样，操纵阀的平安保护措施也会出现各种不同的情况。关于操纵阀的平安联锁保护中气动操纵阀联锁要求的不同方式，就需要考虑到电磁阀的阀体材质、压力等级、同意压差、流通才能、工艺连接方式、电磁阀的触点方式、防爆等级、防护等级等各方面的要求；关于操纵阀的平安联锁保护中电动操纵阀联锁要求的不同方式，就需要考虑到电子执行机构的方式、电源规格、触点方式、联锁动作的

14、时间等各方面的要求。关于信号失效气动操纵阀的平安保护，就需要考虑到气动操纵阀的操纵信号压力，储气罐的容积、各管路的气压、工艺过程等各方面的要求；关于信号失效电动操纵阀的平安保护，就需要考虑到电动操纵阀的操纵信号类型、电源规格、工艺过程等各方面的要求等。因而在工程设计中考虑平安设计、选型、配置时，必须依照平安保护的设计原则和相关要求，标准标准，结合工艺过程的平安要求，细心琢磨斟酌操纵阀平安保护设计的每个环节，确保操纵阀在工艺过程发生危险情况下真正发挥平安保护的作用。参考文献：1唐丹蓉.电磁阀在石油化工装置平安联锁保护过程中的设计和应用.石油化工自动化，2003，（4）：12152张华莎.平安仪表系统逻辑设计浅谈.石油化工自动化，2003，（4）：373SHB-Z06-1999.油化工紧急停车及平安联锁系统设计导则4fisher.操纵阀附件.操纵阀信息.2004，1（15）：2527