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，后來在工業(yè)過程控制領(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)過程控制中，因此該產(chǎn)品的安全問題受到了極大的關(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)。雖然通過采用滾動(dòng)式隔膜或金屬隔膜可以提高隔膜的性能，通過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狀態(tài)，又使閥體處于閥前控制型的全開狀態(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越大，安全后果也越來越嚴(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。