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紧急切断阀知识—【阀门小知识】NO.01068期
01、紧急切断阀的定义
关于紧急切断阀的定义，目前在标准规范中，有以下几个标准规范对紧急切断阀这个术语进行了定义，如：
《液化气体设备用紧急切断阀》（GB/T 22653-2008）第3.1条“紧急切断阀：安装在槽车、罐式集装箱、储罐或管道上，应急状况下，可手动或自动快速关闭的阀门”。
《低温介质用紧急切断阀》（GB/T 24918-2010）第3.1条“紧急切断阀：安装在罐车(槽车)、储罐或管道上，出现事故时，用手动或自动快速关闭的阀门”。
《中国石油化工集团公司液化烃球罐区安全技术管理暂行规定》的通知（中国石化安635号印发）第2.2条“紧急切断阀：安装在球罐进出口管道上、发生事故或异常状况时能够快速紧密关闭(TSO)的阀门，紧急切断阀的允许泄漏量等级应达到ANSIB16.104(FCI70-2)CLASS V级或以上级。该阀门应具有热动、手动及遥控手动(带手柄的遥控)关闭的功能”。
《液化烃球罐紧急切断阀选型设计规定》（中国石化518号文）第3.1条“紧急切断阀(emergency shutoff valve)：用于安装在液化烃球罐的进出口管道上，当罐区内发生火灾、泄漏等事故时能够快速及紧密切断(TSO)和隔离可燃及有刺激性有腐蚀性物料的开关阀。当球罐液位达到或超过高高液位限时，紧急切断阀能用于防止物料溢罐。从紧急切断阀到球罐管口之间除了接管外不得安装任何其它管件或阀门，其间距应符合配管安装、阀门修理和工艺要求。紧急切断阀应具有自动和手动关闭功能，手动关闭功能应包括控制室遥控手动关闭及现场手动关闭”。
通过上述定义可以看出紧急切断阀从型式上来说，只要能满足切断的功能，无论闸阀、球阀还是蝶阀都可以用作紧急切断。另外，从功能上来讲，紧急切断阀却是一种远程快速切断关闭的阀门，它的功能就是特定用于当出现紧急状态时(火灾、泄漏事故等)用来隔断物料的阀，防止出现潜在的事故以及将事故限制在一定的范围内。
02、有关紧急切断功能的设置要求
任何生产系统的紧急停车功能的实现都应建立在安全的基础之上，即通过仪表设备合理选择、结构约束（冗余容错）、检验测试周期以及诊断技术等手段，优化安全仪表功能设计，确保实现风险降低要求。
2011年出台的《危险化学品重大危险源监督管理暂行规定》（国家安全生产监督管理总局令第40号）文件第十三条规定“一级或者二级重大危险源，具备紧急停车功能”，“对重大危险源中的毒性气体、剧毒液体和易燃气体等重点设施，设置紧急切断装置；毒性气体的设施，设置泄漏物紧急处置装置。涉及毒性气体、液化气体、剧毒液体的一级或者二级重大危险源，配备独立的安全仪表系统（SIS）”。
2016年出台的《国家安全监管总局关于印发遏制危险化学品烟花爆竹重特大事故工作意见的通知》（安监总管三〔2016〕62号）中进一步强调“自2017年1月1日起，凡是构成一级、二级重大危险源，未设置紧急停车（紧急切断）功能的危险化学品罐区，一律停止使用”。
应急管理部在2022年2月份下发《油气储存企业紧急切断系统基本要求（试行）》的通知》，对适用于油气储存企业在役的大型地上常压储罐紧急切断阀改造项目提出要求，“所有与储罐直接相连的工艺物料进出管道上均应设置紧急切断阀”。另外多个文件也提到设置紧急停车（紧急切断）功能的要求。
实现紧急停车功能就需要设置紧急停车系统，通过使用紧急切断阀来完成生产装置安全停车工作。那么，紧急切断阀在什么状况下需要设置呢？归纳为以下几种情况需要设置：
（1）构成一、二级重大危险源的化学品罐区；
（2）大型、液化气体及腐蚀刺激性化学品等重点储罐；
（3）液化石油气球形储罐的液相进出口；
（4）构成三级、四级重大危急源中的腐蚀刺激性气体、腐蚀刺激性液体和可燃气体等设施；
（5）腐蚀刺激性物料储罐、低温储罐和压力球罐的物料进出管道；
（6）液化烃储罐(非球形储罐也包含在内)底部的物料进出管道；
（7）装卸站内无缓冲罐的装卸管道；
（8）还有基于HAZOP分析/LOPA分析结果的工艺切断系统。
03、紧急切断阀的选型
《石油化工自动化仪表选型设计规范》（SHT 3005-2016）第10.1.6条“当工艺对调节阀有紧密切断(TSO)要求或参与紧急切断联锁时，调节阀的允许泄漏等级应选择GB/T 4213 或 ANSI/FCI 70-2标准规定的V级或以上”；
第10.3.6.7条“在用于气动紧急切断阀的执行机构的气缸上应能加装易熔塞，易熔塞的熔点宜为75℃±5℃，当气缸温度达到或超过易熔塞的熔点时，易熔塞熔化将气缸内的压力泄放掉，使另一侧气缸内的弹簧或储气罐内的压缩空气推动活塞将阀门关闭”；
第10.3.6.14条“ 用于紧急切断阀的气动执行机构及其附件应有防火措施，安装防火保护罩，防火保护罩应符合UL 1709标准，能够在1093℃下，反抗烃类火灾30分钟”；
第10.3.7.11 条“用于电动紧急切断阀的执行机构及其附件应有防火措施，安装防火保护罩，防火保护罩应符合UL 1709标准，能够在1093℃下，反抗烃类火灾30分钟”；
第10.3.7.12 条“用于紧急切断阀的电动执行机构的动力电缆及信号电缆宜采取防火保护措施”。
《石油化工储运系统罐区设计规范》（SH/T 3007-2014）第6.4.1条“液化烃储罐底部的液化烃出入口管道应设可远程操作的紧急切断阀。紧急切断阀的执行机构应有故障安全措施”
关于故障安全措施，条文解释有以下几种形式：(1)选用故障安全型单气缸气动执行机构；(2)选用双作用气缸气动执行机构时，配置事故空气罐；(3)选用电动执行机构时，采用UPS备用电源或自带蓄能装置的电动执行机构。
《石油化工仪表安装设计规范》（SH/T 3104-2013）第9.4.1条“用于紧急停车联锁的调整阀与开关阀可不设隔断阀和旁路阀”。
《石油化工罐区自动化系统设计规范》（SH/T 3184-2017）第 5.4.1.13条“用于联锁切断进料的紧急切断阀，应在火灾危急区外设置现场手动关阀按钮或开关，用于危急状况时现场手动操作”。
《关于进一步加强危急化学品建设项目安全设计管理》（安监总管三〔2013〕76号）第(二十二)项“腐蚀刺激性物料储罐、低温储罐及压力球罐进出物料管道应设置自动或手动遥控的紧急切断设施”。
《石油化工企业设计防火标准（2018版）》（GB50160-2008 ）第6.4.2条 “站内无缓冲罐时，在距装卸车鹤位10m以外的装卸管道上应设便于操作的紧急切断阀”。
归纳以上的条文和标准规范，总结出紧急切断阀需要满足的选型条件如下：
（1）用于紧急切断阀的执行机构及其附件应有防火措施，安装防火保护罩，防火保护罩应符合UL 1709标准，能够在1093℃下，反抗烃类火灾30分钟；
（2）电动执行机构的动力电缆及信号电缆宜采取防火保护措施；
（3）切断阀的允许泄漏等级应选择 GB/T 4213 或 ANSI/FCI 70-2标准规定的 V 级或以上；
（4）紧急切断阀的执行机构应具有故障关闭功能；
（5）应在火灾危急区外设置现场手动关阀按钮或开关；
（6）腐蚀刺激性物料储罐、低温储罐及压力球罐的紧急切断阀应具有自动或手动遥控功能；
（7）紧急切断阀安装可不设隔离阀和旁路阀。
04、紧急切断阀和 SIS系统的关系
SIS系统(Safety Instrumented System安全仪表系统)属于企业生产过程自动化范畴，用于保障安全生产的一套系统,安全等级高于DCS的自动化控制系统。当自动化生产系统出现异常时，SIS会进行干预，降低事故发生的可能性。
SIS系统主要包括结构传感器、逻辑解算器( Logic Solver )和终端执行机构，紧急切断阀属于执行机构。
实例如下图：
以苯储罐的设计为例，苯储罐采用“2选2”的逻辑结构，通过一台过程级雷达液位计与一台计量级雷达液位计实现液位测量，与高高、低低液位开关形成联锁条件，通过逻辑解算器( Logic Solver )运算，实现对安全联锁切断进、出口紧急切断阀动作的目的。
通过行业标准及生产实践设置符合要求的紧急切断阀，不断完善安全联锁保护系统对于维护生产装置安全生产、保护人员生命及财产安全等具有十分重要的意义，设计单位应做好紧急切断阀的选型及安全联锁保护设计等工作，使用单位在生产过程中不断地探讨与改进，使其应用更加合理化、规范化，必将能充分发挥其在安全保护方面的积极作用。
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