自動(dòng)調(diào)壓閥在危險(xiǎn)化學(xué)品領(lǐng)域中防止流體危害的措施

　　根據(jù)“控制閥安全要求”一文，對(duì)危險(xiǎn)化學(xué)品領(lǐng)域內(nèi)自力式調(diào)壓閥在應(yīng)用過(guò)程中存在的安全隱患進(jìn)行了分析，分析了目前采用單膜片執(zhí)行機(jī)構(gòu)存在流體危險(xiǎn)時(shí)的缺陷及危害，介紹了新型膜片冗余顯示報(bào)警產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)、防流體危害的功能及應(yīng)用，以達(dá)到自力式調(diào)壓閥的使用安全要求。

　　自動(dòng)式調(diào)壓閥最初用于城市供熱控制，后來(lái)在工業(yè)過(guò)程控制領(lǐng)域得到了應(yīng)用。隨著石化行業(yè)的發(fā)展，自力式調(diào)壓閥也在不斷地被應(yīng)用于具有強(qiáng)爆、易燃、爆炸等特性的介質(zhì)過(guò)程控制中，因此該產(chǎn)品的安全問(wèn)題受到了極大的關(guān)注。按照GB30436.4----2013工業(yè)自動(dòng)化產(chǎn)品安全要求第四部分：控制閥的安全要求，浙江派沃自控儀表有限公司對(duì)自動(dòng)壓力調(diào)節(jié)閥進(jìn)行了改進(jìn)設(shè)計(jì)，采用膜片冗余技術(shù)和顯示報(bào)警功能，提高了產(chǎn)品功能安全性，取得了很好的效果。

　　一種自適應(yīng)調(diào)壓閥門(mén)的原理和特點(diǎn)。

　　1.1基本原則。

　　自動(dòng)調(diào)壓閥是由調(diào)壓機(jī)構(gòu)、執(zhí)行器和加壓導(dǎo)管三部分組成，如圖1所示。這種調(diào)節(jié)閥不需要外加能量的驅(qū)動(dòng)和接受外部信號(hào)的控制，而是通過(guò)比較被控介質(zhì)的壓力作用下膜片上彈簧的受力與反力作用下的作用來(lái)改變液體流量，從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)調(diào)節(jié)被控壓力。

　　1.2特征

　　采用雙隔膜復(fù)合冗余功能。執(zhí)行機(jī)構(gòu)由兩組隔膜組成，一組是工作隔膜，另一組是安全備用隔膜，或稱檢測(cè)隔膜。當(dāng)閥門(mén)執(zhí)行器正常工作時(shí)，工作膜與介質(zhì)直接接觸，起到壓力信號(hào)測(cè)量和放大比較的作用，完成自動(dòng)壓力調(diào)節(jié)閥的壓力控制。這時(shí)，備用隔膜不與過(guò)程介質(zhì)接觸，不參與控制。在工作膜片破裂時(shí)，介質(zhì)與備用膜片室與備用膜片接觸，避免介質(zhì)外泄，此時(shí)壓力信號(hào)的測(cè)控、放大、比較功能由備用膜片完成，從而保證自力式壓力調(diào)節(jié)閥安全運(yùn)行，防止流體危險(xiǎn)事件的發(fā)生，避免人身傷害和環(huán)境污染。

　　2)報(bào)警功能。在工作膜片正常時(shí)，由于控制介質(zhì)沒(méi)有進(jìn)入備用膜片室，備用膜片室壓力表顯示為零;當(dāng)工作膜片發(fā)生破裂泄漏時(shí)，由于介質(zhì)進(jìn)入備用膜片室，備用膜片室壓力上升，此信號(hào)可通過(guò)電接點(diǎn)壓力表傳遞到控制室，從而提醒操作者及時(shí)進(jìn)行處理。

　　四結(jié)論。

　　自動(dòng)調(diào)壓閥是一種節(jié)能儀表，適用于無(wú)儀表氣源、調(diào)節(jié)精度要求不高的場(chǎng)合，應(yīng)用于危險(xiǎn)化學(xué)品領(lǐng)域，采用帶有膜片余量和膜片顯示報(bào)警功能的自力式調(diào)壓閥，提高了系統(tǒng)的可用性和安全性，受到用戶一致好評(píng)。

　　普通調(diào)整器只有閥體受流體的壓力、溫度、介質(zhì)性質(zhì)影響，從自力式調(diào)整器的結(jié)構(gòu)和原理可知，在實(shí)現(xiàn)壓力控制的過(guò)程中，其調(diào)整器和執(zhí)行機(jī)構(gòu)都直接與工藝介質(zhì)密切接觸，并連續(xù)受到介質(zhì)參數(shù)和特性的影響，特別是在有無(wú)接觸的情況下，自力式調(diào)整器執(zhí)行機(jī)構(gòu)考慮功能安全性要比普通調(diào)整器嚴(yán)格得多，兩者的區(qū)別見(jiàn)圖2、圖3，圖中陰影部分為接觸介質(zhì)部分。

　　2自力式調(diào)壓閥存在結(jié)構(gòu)缺陷和潛在的安全隱患。

　　2.1自動(dòng)調(diào)壓閥的結(jié)構(gòu)缺陷。

　　當(dāng)前，大多數(shù)自力式壓力調(diào)節(jié)閥都是采用單膜片執(zhí)行器的結(jié)構(gòu)形式，與介質(zhì)直接接觸從而實(shí)現(xiàn)控制，在使用過(guò)程中會(huì)有因高壓泄漏、執(zhí)行器破裂等造成的潛在危險(xiǎn)。雖然通過(guò)采用滾動(dòng)式隔膜或金屬隔膜可以提高隔膜的性能，通過(guò)選擇耐腐蝕和耐腐蝕隔膜材料可以提高隔膜的安全性和使用壽命，但由于隔膜在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上沒(méi)有采取隔膜斷裂后的余量措施，以及隔膜在諸如丙烯腈、發(fā)煙硫酸、苯等有害化學(xué)品領(lǐng)域的應(yīng)用，隔膜破裂的后果會(huì)非常嚴(yán)重。

　　自動(dòng)調(diào)壓閥在設(shè)計(jì)制造時(shí)，應(yīng)考慮正常使用時(shí)可能遇到的流體危險(xiǎn)，并對(duì)操作者或周圍環(huán)境提供保護(hù)。因此，不管是正常使用還是單一故障情況下，執(zhí)行機(jī)構(gòu)的部件都不會(huì)因破裂和觸電造成危險(xiǎn)。

　　2.2潛在的結(jié)構(gòu)缺陷危險(xiǎn)。

　　2.2.1失效自動(dòng)控制的危險(xiǎn)。

　　因?yàn)樽粤κ秸{(diào)節(jié)閥是由被控變量的變化而直接作用于動(dòng)力元件膜片，當(dāng)膜片破裂時(shí)，由于被控介質(zhì)的泄漏必然會(huì)引起控制閥的泄漏，它會(huì)使閥體在設(shè)定彈簧的作用下處于閥后控制型的全開(kāi)狀態(tài)，又使閥體處于閥前控制型的全開(kāi)狀態(tài)，從而使調(diào)節(jié)作用失效。

　　2.2.2危險(xiǎn)的介質(zhì)泄漏。

　　因單膜片執(zhí)行器內(nèi)的膜片與被控介質(zhì)相接觸，另一面與大氣相通，膜片一旦破裂，介質(zhì)就會(huì)直接向外泄漏，這樣危險(xiǎn)的化學(xué)品介質(zhì)就會(huì)直接引起操作者中毒、燒傷，甚至設(shè)備損壞，對(duì)環(huán)境造成污染。

　　2.2.3無(wú)隔膜失效顯示危險(xiǎn)報(bào)警功能。

　　使用單膜片執(zhí)行器的自力式調(diào)壓閥，當(dāng)膜片破裂時(shí)，若不能顯示報(bào)警功能，介質(zhì)泄露和控制功能失效，不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)和處理，會(huì)使事故的危害性越來(lái)越大，安全后果也越來(lái)越嚴(yán)重。

　　需要指出的是，即使采用圖4中所示的2臺(tái)自力式壓力調(diào)節(jié)閥構(gòu)成“2取1”的冗余控制，也不可能克服膜片破裂所帶來(lái)的后果，這是一種潛在的流體危險(xiǎn)。由于這種冗余控制只對(duì)設(shè)定值滿足P2的設(shè)置值。

　　3自力式調(diào)壓閥的防漏危險(xiǎn)對(duì)策

　　自力式調(diào)壓閥是一種抗流體危害的自力式調(diào)壓閥，它在閥體結(jié)構(gòu)上與一般自力式調(diào)壓閥沒(méi)有什么區(qū)別，區(qū)別在于執(zhí)行機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)和功能。本實(shí)用新型采用雙膜片復(fù)合形式，增加了工作隔膜在破裂或泄漏時(shí)的報(bào)警顯示功能。