紧急切断阀的设置要求——相关规范介绍
一、关于紧急切断阀的基本介绍1、紧急切断阀的定义:
1)《液化气体罐车用紧急切断阀》HG 3158-2005 贮运设备主要气液相接口所装设的快速闭止阀门。其功能包括:可以在现场或一定距离之外,借助液压或机械(挠性元件)实现快速闭止;当环境温度由于火灾等原因升高至规定范围时,借助易熔元件能自动闭止。
2)《液化气体设备用紧急切断阀》GB/T22653-2008:安装在槽车、罐式集装箱、储罐或管道上,应急情况下,可手动或自动快速关闭的阀门。
3)《低温介质用紧急切断阀》GB/T24918-2010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。
4)仅为团体标准:《危险化学品企业紧急切断阀设置与使用规范》T/CCSAS023-2022:一种在火灾、泄露、爆裂等紧急状态下,可手动快速关闭或自动快速关闭,防止危险化学品失控泄露至环境中的阀门。
由此可知,紧急切断阀是一种远程快速切断关闭的阀门,当槽车、储罐、管道出现紧急状态时(火灾、泄漏事故等)用来隔断物料的阀,防止出现潜在的事故或将事故限制在一定的范围内。
2、重大隐患的判定
国务院安委办危险化学品重点县专家指导服务协调组发布《危险化学品重点县专家指导服务手册》,其中对《化工和危险化学品生产经营单位重大生产安全事故隐患判定标准》进一步进行了明细,具有很强的参考意义,具体内容如下:
(1)构成一、二级重大危险源的化学品储罐区,各储罐进出口均应设置紧急切断阀,否则被判定为重大隐患。
(2)构成一、二级重大危险源的化学品储罐区,在罐区的总进出管道上设置了总紧急切断阀,各储罐未分别设置的,判定为重大隐患。
(3)构成一、二级重大危险源的化学品储罐区,在同用途的不同储罐间设置了紧急切换的方式可避免储罐出现超液位、超压等后果的,不判定为重大隐患。
(4)构成一、二级重大危险源的化学品储罐区,储罐未实现紧急切断功能,但企业开展了HAZOP分析,SIL评估,结果显示符合安全要求的,可不判定为重大隐患。
(5)涉及毒性气体、液化气体、剧毒液体的一、二级重大危险源的危险化学品储罐区未配备独立安全仪表系统的,判定为重大隐患。
二、关于需要设置紧急切断阀的法律法规、标准规范
1)《关于进一步加强危险化学品建设项目安全设计管理》(安监总管三〔2013〕76号 )有毒物料储罐、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。
2)《进一步加强化学品罐区安全管理通知》(安监总管三〔2014〕68号)大型、液化气体及剧毒化学品等重点储罐要设置紧急切断阀。
3)《危险化学品重大危险源监督管理暂行规定》(2011年8月5日国家安全监管总局令第40号公布根据2015年5月27日国家安全监管总局令第79号修正),设置要求:第十三条(二)重大危险源的化工生产装置装备满足安全生产要求的自动化控制系统;一级或者二级重大危险源,装备紧急停车系统。(三)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,设置泄露物紧急处理装置。设计毒性气体、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)
4)《危险化学品生产使用企业老旧装置安全风险评估指南(试行)2022》表三 工艺过程安全检查中:第3条:1.容积>40m3 的塔和容器,其与高温油泵的吸入口总管上要设紧急隔离阀,选用电动或气动执行机构;2.对于直径≥DN300 的高温油泵出入口阀门,要选用电动或气动闸阀;3.高温油泵上方的电缆槽等设施要采取防火措施。
5)《油气储存企业紧急切断系统基本要求(试行)》(2022年2月24日)本文件适用于油气储存企业在役大型地上常压储罐(公称直径大于或等于30m或公称容积大于或等于10000m3的储罐,不含低温储罐)紧急切断阀的改造。
三、技术要求
(一)安装位置
1. 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。
2. 紧急切断阀应设置在储罐与柔性连接之间,并采取防止水击危害的措施。
(二)紧急切断阀的执行机构可采用气动型、液压型或电动型
(三)电动执行机构的动力电缆和信号电缆应采取防火保护。
(五)紧急切断阀应同时具备以下关闭功能:
1.液位超高联锁关闭进料切断阀。
2.通过阀门本体手动关闭切断阀。
3.在防火堤外手动按钮关闭切断阀。
4.在控制室内手动遥控关闭切断阀。
6)《石油化工企业设计防火规范》GB50160-2008(2018版)
6.4.2 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。第
7.2.15条规定 “液化烃及操作温度等于或高于自然点的可燃液体设备至泵的入口管道应在靠近设备根部设置切断阀。当设备容积超过40m3且与泵的间距小于15m时,该切断阀应为带手动功能的遥控阀,遥控阀就地操作按钮距泵的间距不应小于15m。”
条文说明:7.2.15 本条规定是为了当与罐直接相连接的下游设备发生火灾时,能及时切断物料。如某厂产品精制装置液化烃罐下游泵发生事故着火,人员无法靠近泵、关闭切断阀,且在泵和罐间靠近罐根部管道上无切断阀,使罐中液化烃烧光后火才熄灭,造成重大损失。API Std 2510《液化石油气(LPG)设施的设计和建造》规定:液化烃管道上的切断阀应尽可能靠近罐布置,最好位于罐壁嘴子上。为便于操作和维修,切断阀安装位置应易于迅速接近。当液化烃罐容积超过10000gal(≈38m3)时,在火灾发生15min内,所有位于罐最高液面下管道上的切断阀应能自动关闭或遥控操作。切断阀控制系统应耐火保护,切断阀应能手动操作。参照API的标准,对液化烃设备容积调整为40m3。考虑到操作温度等于或高于自燃点的可燃液体泵发生事故几率较高,增加对操作温度等于或高于自燃点的可燃液体设备至泵的入口管道应在靠近设备根部设置切断阀要求。
7)《石油化工储运系统罐区设计规范》SH/T3007-2014
6.4.1 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。
条文说明:
6.4.1 紧急切断阀的执行机构的故障安全保障措施一般有以下几种形式:
a)选用故障安全型单气缸气动执行机构;
b)选用双作用气缸气动执行机构时,配置事故空气罐;
c)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。
8)《液化烃球形储罐安全设计规范》SH3136-2003 6.1 液化石油气球形储罐液相进出应设置紧急切断阀,其位置宜靠近球形储罐。
9)《精细化工企业工程设计防火规范》GB 51283-2020:第五条 工艺系统及生产设施:5.4 导热油炉;5.4.3 导热油管道进入生产设施处应设置紧急切断阀。导热油炉系统应安装安全泄放装置。
第六条 仓储设施:6.4 可燃液体、液化烃汽车装卸设施;6.4.1 可燃液体汽车装卸设施应符合下列规定;2 装卸车鹤位与缓冲罐之间的距离不应小于5m;无缓冲罐时,距装卸鹤位10m以外的装卸管道上应设便于操作的紧急切断阀;6.4.2 液化烃汽车装卸设施应符合下列规定;4 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
10)《石油库设计规范》GB 50074-2014 第八条 易燃和可燃液体装卸设施;8.3 易燃和可燃液体装卸码头;8.3.10 在易燃和可燃液体管道位于岸边的适当位置,应设用于紧急状况下的切断阀。
条文说明:规定易燃和可燃液体管道在岸边适当位置设紧急切断阀,是为了及时制止管道可能出现的渗漏和爆管泄漏事故,避免事故扩大。
第十三条 给排水及污水处理;13.2 排水;13.2.2 储罐去防火堤内的含油污水管道引出防火堤时,应在堤外采取防止泄露的易燃和可燃液体流出罐区的切断措施。
条文说明:13.2.4 石油库通向库外的排水管道和明沟,应在石油库围墙里侧设置水封井和截断装置。水封井与围墙之间的排水通道应采用暗沟或暗管。
11)《石油化工自动化仪表选型设计规范》SH/T 3005-2016
10.3.5.5 紧急切断阀的******行程时间(阀门从正常操作位置到联锁要求的安全位置的时间)不应超过10s。10.3.5.11当工艺安全对紧急切断阀有防火要求时,在距离紧急切断阀15m之外应设置紧急切断阀的现场操作开关,其接点信号直接送至气动执行机构的电磁阀或电液、电动执行机构的ESD动作端子或相应的SIS系统,用于在紧急情况下现场于动关闭紧急切断阀。10.3.6.7在用于紧急切断阀的气动执行机构的气缸上应能加装易熔塞,易熔塞的熔点宜为250 ℃,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。10.3.6.14 当工艺安全对紧急切断阀有防火保护要求时,用于紧急切断阀的气动执行机构及其附件应有防火保护措施,******安装防火保护罩,防火保护罩应符合UL 1709 标准,能够在1093 ℃下,抵抗烃类火灾30min。10.3.7.8 电动执行机构控制及联锁回路的设计应确保来自控制系统或SIS 系统的紧急停车信号(ESD)能够对电动执行机构的自保功能及其他控制信号进行超驰。
12)《自动化仪表选型设计规范》HG/T 20507-2014
11.3.2开关阀泄漏等级宜为ANSI V,当有紧密关断(TSO)要求时,可选用ANSI VI。
13)《危险化学品重大危险源安全监控技术规范》(GB 17681—2024)6.3储存单元监控要求;6.3.1一般要求
6.3.1.3 储罐进出物料管道上应设置远程控制的开关阀。
6.3.1.6 气柜应设上下限位报警装置,设有进出口管道自动切断装置的应与限位报警信号联锁。
6.3.2常压和低压储罐区监控要求
6.3.2.2 应在系统中设置高液位报警、低液位报警、高高液位报警、低低液位报警,并应符合下列规定。b)高高液位报警应联锁关闭储罐进口管道上远程控制的开关阀,并对进料泵采取防憋压措施;低低液位报警应联锁切断出料。
6.3.3压力式储罐区监控要求
6.3.3.1 压力式储罐应至少设置2套液位连续检测仪表和1个高高液位开关,或设置3套液位连续检测仪表。液位连续检测仪表应具备液位就地指示、高低液位报警、高高和低低液位报警功能,高高液位报警应联锁关闭储罐进料管道上的紧急切断阀,并对进料泵采取防憋压措施;低低液位报警应联锁切断出料。
6.3.4全冷冻储罐区监控要求
6.3.4.1 储罐液位检测仪表的设置和液位控制应符合下列规定。a)应至少设置3套液位检测仪表,其中至少2套应为液位连续检测仪表,用于液位测量和高低液位报警、高高液位报警及联锁、低低液位报警及联锁。b)储罐的低低液位报警设定值不应小于泵不发生汽蚀的最低液位高度与储罐7天蒸发量所对应的液位高度之和,低低液位报警应联锁停泵并关闭泵的出口阀门。c)储罐的低液位报警设定值不应小于低低液位与储罐15min******体积外输量对应的液位高度之和,储罐达到低液位时应报警。d)储罐的高高液位报警设定值不应大于设计高液位与储罐充装15min******充装体积流量所对应的液位高度之和。高高液位报警应联锁关闭储罐进料管道上远程控制的开关阀和联锁停运进料泵。
6.3.4.2全冷冻式储罐应设置满足正常操作压力、高压、低压及负压监测需要的压力检测仪表,并应符合下列规定:a)根据压力检测调节蒸发气体压缩机负荷;b)设置高压力报警,并打开蒸发气压力控制阀使蒸发气排至安全泄放系统;c)设置高高压力报警,并联锁切断低温液体进料;d)设置低压力报警,并启动低压补气设施;e)设置低低压力报警,并联锁停蒸发气压缩机和(或)切断液相出料。
14)《化工企业液化烃储罐区安全管理规范》(AQ 3059-2023)
6.1.1 液化烃压力式储罐的设计要求如下。a)新建储罐下部进、出物料管道上靠近储罐的第一道阀门应为紧急切断阀。紧急切断阀不应用于工艺过程控制,应按动力故障关设置,且应设置远程控制功能和手动执行机构(如手轮等),手动执行机构应有防止误操作的措施。b)物料储存温度小0℃的新建储罐,底部开口与紧急切断阀之间法兰公称压力不应低于PN50。6.3 罐区布置6.3.5 管道材料及连接方式6.3.5.7 新建储罐下部进、出物料管道上靠近储罐的紧急切断阀的阀体应采用锻件,阀体应进行100%无损检测和100%压力试验。6.6 自动控制6.6.2 新建液化烃压力式储罐液位仪表应按2套连续测量液位仪表和1个高高液位开关,或3套连续测量液位仪表进行设置。液化烃压力式储罐应设置高液位报警、低液位报警、高高液位报警和低低液位报警,高高液位报警应联锁关闭储罐进料紧急切断阀。6.6.3 当有可靠的气源时,新建液化烃储罐区的储罐紧急切断阀应选用气动紧急切断阀;当无可靠气源时,紧急切断阀应采用配置蓄能器的液压执行机构。6.6.4 新建罐区压力式储罐紧急切断阀的阀体应采用火灾安全型,并符合相关标准的要求,执行机构及电气元件(如电磁阀等)应设置防火措施。6.6.5 新建罐区压力式储罐的紧急切断阀及储罐本体仪表应采用耐火电缆。仪表接线箱应安装在防火堤外。6.6.7 新建罐区压力式储罐的紧急切断阀应设现场操作开关,用于在紧急情况下现场手动关闭紧急切断阀。现场操作开关应设置在防火堤外,且距离紧急切断阀、泵的距离应大于15m。10 运行管理10.4 检验检测10.4.5 罐区紧急切断阀应每季度测试1次,特殊情况可适当延长,但不应超过半年。
15)《化工过程安全管理导则》(AQ/T 3034-2022)4.12 重大危险源安全管理4.12.5 企业应完善重大危险源的监测监控设备设施,建立在线监控预警系统,并做到以下几点。b)一级、二级重大危险源以及重大危险源中涉及毒性气体、剧毒液体、易燃气体和甲类易燃液体的储存设施应设置紧急切断装置;涉及毒性气体的设施,应设置泄漏气体紧急处置装置。
16)《油气化工码头设计防火规范》JTS 158-2019 5.2.2.7 工艺管道应在水陆域分界附近设置紧急切断阀,并宜设置在陆域侧,安装位置应满足紧急情况下人工操作要求,距离码头前沿线不应小于20m。选用的电动或气动阀门应具有远传和手动操作功能,其动力源应接入消防电源或备用气源。
条文说明:5.2.2.7 为减少码头或陆域罐区事故状态下的相互影响,避免事故扩大,本条提出工艺管道设置紧急切断阀的要求。在水陆域分界处设置是一般原则,具体位置结合管道敷设安装条件和码头及罐区的工艺流程,以方便安装和操作、尽量靠近水域码头侧为原则。距码头前沿线不小于20m,是保证必要的防火距离。紧急切断阀的关闭时间根据阀门型式、管道设计条件、安全及风险分析等综合确定。
17)团体标准仅仅作为参考!!!《危险化学品企业紧急切断阀设置和使用规范》T/CCSAS023-2022 5.5危险化学品储罐切断阀设置要求:5.5.1 在有毒物质储罐、液体危险化学品大型储罐的进、出口管道靠近储罐根部位置,应设置Ⅲ类紧急切断阀,紧急切断阀的就地操作按钮应设置在储罐组防火堤外。5.5.2在液体危险化学品压力储罐进、出口管道上,应设置Ⅲ类紧急切断阀。紧急切断阀宜靠近储罐安装,其就地操作按钮应设置在储罐组防火堤外,紧急切断阀应能适应罐组内潜在泄露源及相邻储罐介质泄漏时所产生的最低温度。5.5.3当可燃液体、易燃液体储罐或罐组构成一级或二级重大危险源时,其内的每一座储罐,均应在储罐的进、出口管道靠近储罐根部的位置设置Ⅲ类紧急切断阀,紧急切断阀的就地操作按钮应设置在储罐组防火堤外。5.5.4当储罐进、出口管道设有柔性连接时,紧急切断阀应设置在储罐与柔性连接之间。
解释说明:紧急切断阀分为I、II、III三类。a)I类:安装在管道系统中手动操作的阀门。阀门与潜在泄漏源水平安装距离不小于15米,距地面不高于4.6米,在地面或平台处易操作。该类阀门尺寸不大于DN200,压力等级不大于300磅。b)II类:安装在管道系统中动力操作的阀门。阀门与潜在泄漏源水平安装距离不小于15米,距离地面不高于4.6米,在地面或平台处易操作。该类紧急切断阀通过电动、液压或气动执行器操作,在阀门上有启动按钮。c)III类:可通过就地和远程控制的阀门。阀门与潜在泄漏源的水平安装距离及阀门距离地面高度均无限制,阀门就地操作按钮距潜在泄漏源水平距离不小于15米,且可在地面或控制室操作。
四、关于设置紧急切断阀的总结
在集合上述规范中,由此可以得出:
1、大型、液化气体及剧毒化学品等重点储罐要设置紧急切断阀。有毒物料储罐、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。
2、重大危险源储罐:一级或者二级重大危险源,装备紧急停车系统。但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。
重大危险源储罐进出物料管道上应设置远程控制的开关阀。其中,1)气柜应设上下限位报警装置,设有进出口管道自动切断装置的应与限位报警信号联锁。高高液位报警应联锁关闭储罐进口管道上远程控制的开关阀,并对进料泵采取防憋压措施;低低液位报警应联锁切断出料。2)压力式储罐:高高液位报警应联锁关闭储罐进料管道上的紧急切断阀,并对进料泵采取防憋压措施;低低液位报警应联锁切断出料。3)全冷冻储罐:监控要求高高液位报警应联锁关闭储罐进料管道上远程控制的开关阀和联锁停运进料泵。全冷冻式储罐应设置满足正常操作压力、高压、低压及负压监测需要的压力检测仪表,并设置低低压力报警,并联锁停蒸发气压缩机和(或)切断液相出料。
3、容积>40m3 的塔和容器,其与高温油泵的吸入口总管上要设紧急隔离阀。在精细化工,导热油管道进入生产设施处应设置紧急切断阀。
4、液化烃装卸作业无缓冲罐时,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。液化烃及操作温度等于或高于自燃点的可燃液体设备至泵的入口管道应在靠近设备根部设置切断阀。当设备容积超过40m3且与泵的间距小于15m时,该切断阀应为带手动功能的遥控阀,遥控阀就地操作按钮距泵的间距不应小于15m。
5、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。故障安全保障措施一般有以下几种形式:a)选用故障安全型单气缸气动执行机构;b)选用双作用气缸气动执行机构时,配置事故空气罐;c)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。
6、液化烃压力式储罐:a)新建储罐下部进、出物料管道上靠近储罐的第一道阀门应为紧急切断阀。紧急切断阀不应用于工艺过程控制,应按动力故障关设置,且应设置远程控制功能和手动执行机构(如手轮等),手动执行机构应有防止误操作的措施。b)物料储存温度小0℃的新建储罐,底部开口与紧急切断阀之间法兰公称压力不应低于PN50。液化烃压力式储罐应设置高液位报警、低液位报警、高高液位报警和低低液位报警,高高液位报警应联锁关闭储罐进料紧急切断阀。
当有可靠的气源时,新建液化烃储罐区的储罐紧急切断阀应选用气动紧急切断阀;当无可靠气源时,紧急切断阀应采用配置蓄能器的液压执行机构。新建罐区压力式储罐紧急切断阀的阀体应采用火灾安全型,并符合相关标准的要求,执行机构及电气元件(如电磁阀等)应设置防火措施。新建罐区压力式储罐的紧急切断阀及储罐本体仪表应采用耐火电缆。仪表接线箱应安装在防火堤外。新建罐区压力式储罐的紧急切断阀应设现场操作开关,用于在紧急情况下现场手动关闭紧急切断阀。现场操作开关应设置在防火堤外,且距离紧急切断阀、泵的距离应大于15m。罐区紧急切断阀应每季度测试1次,特殊情况可适当延长,但不应超过半年。
7、码头工艺管道应在水陆域分界附近设置紧急切断阀,并宜设置在陆域侧,安装位置应满足紧急情况下人工操作要求,距离码头前沿线不应小于20m。选用的电动或气动阀门应具有远传和手动操作功能,其动力源应接入消防电源或备用气源。
8、紧急切断阀的要求:******行程时间(阀门从正常操作位置到联锁要求的安全位置的时间)不应超过10s。当工艺安全对紧急切断阀有防火要求时,在距离紧急切断阀15m之外应设置紧急切断阀的现场操作开关,其接点信号直接送至气动执行机构的电磁阀或电液、电动执行机构的ESD动作端子或相应的SIS系统,用于在紧急情况下现场于动关闭紧急切断阀。
转自安全小李
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