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阀门联锁产品功能和原理

发布于:2015-09-30 15:56

  阀门联锁简介

  有一个普通的原理,就是正确的操作会有安全的结果,错误的操作却会造成灾难性的后果。石油、天然气以及化工加工等工业对设计和操作一般都有严格的工艺流程,通常需遵守公认的国际标准,并由监管机构和认证组织强制实施。虽然优良的工程源于优良的设计,但最终还得取决于“人为因素”。

  现代工艺装置高度自动化,并采用DCS系统进行控制,由原理装置现场的人员进行监控。然而在很多情况下,总是需要人为进行干预而中断自动工艺。安全阀的检修或更换、管道收发球装置的装卸、机器的检修和油罐、货船装卸软管的拆接等都涉及人为干预,所以这些都有可能发生工作人员的误操作。另外,长期以来,要在工艺操作中对顺序进行控制,通常是通过“工作许可证”(PtW)及附带的书面指示来实现的。而这同样受人为因素的影响:思想不集中、未能正确理解和对系统不熟悉等都可能导致操作人员犯错误,对工业事故产生不同程度的影响。

  在全球公布的与石油化工行业相关的事故中,70%来源于人为失误,这些失误导致了该行业90%的财产损失。为避免损失的发生,采取更加完善的安全管理措施就成为企业在生产运营过程中必须要考虑的重要问题之一。

  “现代安全关林的基本原则是强制使用最佳操作。”机械钥匙安全联锁是一种技术,该技术可以为复杂、危险的工艺应用提供全面的技术解决方案,并且在全世界范围内广泛的应用,以保护人员、设备及周围环境的安全。

  不同的API和ASME标准都承认运行设备上的安全泄压系统的错误操作顺序所带来的危害,并建议使用联锁来消除危害的产生。API RP 520(炼化装置的压力泄放系统—第二部分第4节切断阀的要求)和API RP 14E(海上生产平台管道系统的设计和安装—第5.8 b[2]泄压装置管道)明确建议在这种情形中必须使用联锁,以确保对设备(超)压力保护的重视。

  另外,机械钥匙安全联锁是确保遵循在装、卸清管球的过程中已经普遍认可的、要求唯一的技术保证,即在打开管道密封门之前必须先进行放空泄压。在放空阀解锁并打开后,一把钥匙被释放,然后才可以去打开密封门的机械装置。ASME和API标准都承认清管站误操作的危害——特别是关于管道仍处于压力状态而打开密封门所带来的危害。1996年4月,英国将《管道安全规定1996》写入法律,要求管道运营商必须提供安全的系统以确保操作人员的安全和健康,同时再次对擅自打开残留压力的管道清管站密封门所引发的危险给予说明。很多主要运营商也将安全联锁作为清管站设计的基本要求而列入设计标准。

  作为国际设计标准的一部分,阀门机械安全联锁已成为石油、天然气和化学加工行业中不可或缺的应用之一。

  阀门锁定的历史

  在早期工艺设备的设计阶段,工艺工程师会确定一些关键的阀门必须为铅封开或铅封关。在管道仪表流程图上这些阀门被标准为“CSO”或“CSC”,即铅封开或铅封关。这两个术语来源于早期石油工业的铁路运输需求。当时采用了铅封锁,即将一根粗钢丝穿过被锁的物品如门栓、门框后,用可熔化的铅将钢丝的末端封在一起,从而确保他人无法轻易的用手将其打开,而唯一能打开的方法是借助一把重型钢丝钳。目前这种最简单而基本的方法也时常用于阀门的暂时打开和关闭。铅封锁的优点是成本低、使用简便,缺点是仅作为一次性使用,且不能100%避免人为误操作。

  当阀门需要在某个位置被锁定时,替代的选择包括了使用健锁和专用的阀门锁。与铅封锁相比,链锁的特点是不再为一次性使用,而是与可以用钥匙打开的挂锁相结合,当需要将阀门由开启切换到关闭(或相反的操作)时,唯有特许操作人员才可以使用钥匙将锁打开,从而对阀门进行操作。链锁的优点是不再是一次性使用的安全工具,但缺点是不能100%避免人为误操作。首先,当阀门被链锁锁定时,即使没有钥匙,操作人员依然可以轻微的转动阀门,知道链锁的链子被拉到最紧。在某些工况下,阀门是被要求100%严格锁定的,即使是微小(如5%~10%)的开启状态也会引发异常甚至是及其危险的操作事故。其次,如果考虑到人为破坏的因素,健锁依然不是最安全的方式。因此选配专用的阀门锁就成为将人为误操作的概率降至最低的一个最优选择。

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