緊急切斷閥的概念、熔斷閥適用范圍和選型條件

緊急切斷閥的概念、適用范圍和選型條件熔斷閥

關于緊急切斷閥的問題，困惑的主要是以下幾個問題:

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（SIS）到底是一種什么樣的關系，SIS系統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問題

考慮到適用范圍的普遍性，一般引用的標準都是國標或專業標準，國外標準、地方標準和企業標準一般不引用。當然如果國標或專業標準沒有涉及的部分，或者國外標準被強制采納時，我會引用國外標準和企業標準來進行描述，但僅供大家參考而已。

       好了，下面開始討論第一個問題，緊急切斷閥是不是一種專用的閥門。關于緊急切斷閥的定義，目前在標準規范中，只有以下幾個標準規范對緊急切斷閥這個術語進行了定義，詳情如下：

《GB-T22653-2008 液化氣體設備用緊急切斷閥》

     3.1 緊急切斷閥：安裝在槽車、罐式集裝箱、儲罐或管道上，應急情況下，可手動或自動快速關閉的閥門。

《GB-T24918-2010 低溫介質用緊急切斷閥》

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

中國石化安〔2010〕635號 印發《中國石油化工集團公司液化烴球罐區安全技術管理暫行規定》的通知

      2.2  緊急切斷閥：安裝在球罐進出口管道上、發生事故或異常情況時能夠快速緊密關閉（TSO）的閥門，緊急切斷閥的允許泄漏量等級應達到ANSI B16.104（FCI 70-2）CLASS V級或以上級。該閥門應具有熱動、手動及遙控手動（帶手柄的遙控）關閉的功能。

中國石化〔2011〕518號文《液化烴球罐緊急切斷閥選型設計規定》

    3.1緊急切斷閥（emergency shutoff valve）：專用于安裝在液化烴球罐的進出口管道上，當罐區內發生火災、泄漏等事故時能夠快速及緊密切斷（TSO）和隔離易燃及有毒物料的開關閥。當球罐液位達到或超過高高液位*，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，其間距應符合配管安裝、閥門維修和工藝要求。緊急切斷閥應具有自動和手動關閉功能，手動關閉功能應包括控制室遙控手動關閉及現場手動關閉。

    通過上述三個定義，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出現緊急狀態時（火災、泄露事故等）用來隔斷物料的閥，防止出現潛在的事故以及將事故限制在一定的范圍內。

       接下來，我們討論第二個問題，緊急切斷閥在什么情況下需要設置。關于緊急切斷閥的設置，標準及條文中的規定比較零散，且范圍雜亂無章，為了更好地理解緊急切斷閥的強制要求，有必要來捋順一下相關的標準條文，我將按照標準及條文發布的年份來依次說明：

《SH3136-2003 液化烴球形儲罐安全設計規范》

6.1 液化石油氣球形儲罐液相進出口應設置緊急切斷閥，其位置宜靠近球形儲罐。

 安監總局令〔2011〕40號 《危險化學品重大危險源監督管理暫行規定》

第十三條 對重大危險源中的毒性氣體、劇毒液體等重點設施，設置緊急切斷裝置。

安監總管三〔2013〕76號 《關于進一步加強危險化學品建設項目安全設計管理》

有毒物料儲罐、低溫儲罐及壓力球罐進出物料管道應設置自動或手動遙控的緊急切斷設施。

 《SH-T3007-2014 石油化工儲運系統罐區設計規范》

6.4.1 液化烴儲罐底部的液化烴出入口管道應設可遠程操作的緊急切斷閥。緊急切斷閥的執行機構應有故障安全措施。

安監總管三〔2014〕68號 《進一步加強化學品罐區安全管理通知》

大型、液化氣體及劇毒化學品等重點儲罐要設置緊急切斷閥。

安監總管三〔2016〕62號 《國家安全監管總局關于印發遏制危險化學品重特大事故工作意見的通知》

自2017年1月1日起，凡是構成一級、二級重大危險源，未設置緊急停車（緊急切斷）功能的危險化學品罐區，一律停止使用。

 2017.11 安監總管三〔2017〕121號文《化工和危險化學品生產經營單位重大生產安全事故隱患判定標準》

五、構成一級、二級重大危險源的危險化學品罐區未實現緊急切斷功能；

《GB 50160-2018 石油化工企業設計防火標準》

6.4.2 站內無緩沖罐時，在距裝卸車鶴位10米以外的裝卸管道上應設便于操作的緊急切斷閥。

  歸納以上的條文和標準，總結出需要設置緊急切斷閥的范圍如下：

（1）構成一級、二級重大危險源的危化品罐區；

（2）大型、液化氣體及劇毒化學品等重點儲罐；

（3）液化石油氣球形儲罐的液相進出口；

（4）構成三級、四級重大危險源中的毒性氣體、劇毒液體等設施

（5）有毒物料儲罐、低溫儲罐和壓力球罐的物料進出管道；

（6）液化烴儲罐（非球形儲罐也包含在內）底部的物料進出管道；

（7）裝卸站內無緩沖罐的裝卸管道； 

       最后我們討論第三個問題，緊急切斷閥在實際運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，一個是選型條件，一個是操作條件。我先把標準中關于緊急切斷閥的要求歸納列舉如下：

《SH-T 3005-2016 石油化工自動化儀表選型設計規范》

10.1.6當工藝對調節閥有緊密切斷（TSO）要求或參與緊急切斷聯鎖時，調節閥的允許泄漏等級應選擇GB/T 4213 或 ANSI/FCI 70-2 標準規定的V 級或以上。

10.3.6.7 在用于緊急切斷閥的氣動執行機構的氣缸上應能加裝易熔塞，易熔塞的熔點宜為 250℃，當氣缸溫度達到或超過易熔塞的熔點時，易熔塞熔化將氣缸內的壓力泄放掉，使另一側氣缸內的彈簧或儲氣罐內的壓縮空氣推動活塞將閥門關閉。

10.3.6.14  用于緊急切斷閥的氣動執行機構及其附件應有防火措施，安裝防火保護罩，防火保護罩應符合UL 1709標準，能夠在1093℃下，抵抗烴類火災30分鐘。 

10.3.7.11 用于緊急切斷閥的電動執行機構及其附件應有防火措施，安裝防火保護罩，防火保護罩應符合UL 1709標準，能夠在1093℃下，抵抗烴類火災30分鐘。

10.3.7.12 用于緊急切斷閥的電動執行機構的動力電纜及信號電纜宜采取防火保護措施。

《SH-T 3007-2014 石油化工儲運系統罐區設計規范》

6.4.1 液化烴儲罐底部的液化烴出入口管道應設可遠程操作的緊急切斷閥。緊急切斷閥的執行機構應有故障安全措施。（關于故障安全措施，條文解釋有以下幾種形式：a）選用故障安全型單氣缸氣動執行機構；b）選用雙作用氣缸氣動執行機構時，配置事故空氣罐；c)選用電動執行機構時，采用UPS備用電源或自帶蓄能裝置的電動執行機構）

《SH-T 3104-2013 石油化工儀表安裝設計規范》

9.4.1 用于緊急停車聯鎖的調節閥與開關閥可不設隔斷閥和旁路閥。

 《SH-T 3184-2017 石油化工罐區自動化系統設計規范》    

5.4.1.13 用于聯鎖切斷進料的緊急切斷閥，應在火災危險區外設置現場手動關閥按鈕或開關，用于危險情況時現場手動操作。

 安監總管三〔2013〕76號《關于進一步加強危險化學品建設項目安全設計管理》 

（二十二）有毒物料儲罐、低溫儲罐及壓力球罐進出物料管道應設置自動或手動遙控的緊急切斷設施。

 《GB 50160-2018 石油化工企業設計防火標準》

6.4.2 站內無緩沖罐時，在距裝卸車鶴位10m以外的裝卸管道上應設便于操作的緊急切斷閥；

   歸納以上的條文和標準規范，總結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行機構及其附件應有防火措施，安裝防火保護罩，防火保護罩應符合UL 1709標準，能夠在1093℃下，抵抗烴類火災30分鐘；

（2）電動執行機構的動力電纜及信號電纜宜采取防火保護措施；

（3）切斷閥的允許泄漏等級應選擇 GB/T 4213 或 ANSI/FCI 70-2 標準規定的 V 級或以上；

（4）緊急切斷閥的執行機構應具有故障關閉功能；

（5）應在火災危險區外設置現場手動關閥按鈕或開關；

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

（7）緊急切斷閥可不設隔離閥和旁路閥；

       上述所總結出來的關于緊急切斷閥的滿足條件還是比較籠統和零碎的，在可操作性和可執行性方面缺乏指導，細節方面很不完善，比如關于閥體的選型，執行機構的設計，關閉行程的時間、防火的具體措施等等都沒有詳細論述。目前國內關于緊急切斷閥的詳細選型有指導性意義的文件有兩個，一個是2011年中石化發布的518號文《液化烴球罐緊急切斷閥選型設計規定》，另外一個是2010年中石化發布的635號文《中國石油化工集團公司液化烴球罐區安全技術管理暫行規定》。尤其是518號文，詳細規定了緊急切斷閥的選型條件。雖然中石化發布的兩個文都是針對液化烴球罐的，但對于需要設置緊急切斷閥的非球罐儲存裝置和設施，依然可以參考該文件。

         最后我要再說一點，關于緊急切斷閥，相較于國標來說，國外API（美國石油協會）標準則描述的更為詳實和具體了，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》