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【摘 要】结合现有国内规范要求以及API 553要求分析探讨了紧急隔离阀的设置原则。对紧急隔离阀阀型结构的选择以及安装做了简单说明。并对紧急隔离阀执行机构的设计和选型进行了探讨。结合相关案例对紧急隔离系统的相关安全联锁的设置原则做了简单阐述。
【关键词】火灾危险区 阀门设置 阀门选型 安全联锁
石油化工企业的原料和产品大多数都是易燃易爆，生产工艺比较复杂，上下游之间的联系比较紧密。因此稍有不慎很容易发生火灾。一旦发生火灾、泄漏等事故，应立即切断泄漏源，将火灾危险源与设备隔离开，设置紧急隔离阀是减轻火灾损失的重要手段。
国家标准规范对液态烃设备设置紧急隔离阀有相关要求，具体可见《石油化工企业设计防火规范》7.2.15条文以及《液态烃球罐紧急切断阀选型设计规定》中国石化建[2011]518号文件规定。设计时也可根据用户的工程安全要求确定，参考国外工程公司以及API规范要求，考虑设置紧急切断阀。结合已经实施的的紧急切断阀设计事例，笔者探讨火灾紧急隔离阀的设置原则和工程设计应注意的事项。
由于EIV阀的设计与装置的火灾防范有着密切的关系，因此从工艺和安全角度讲，必须首先定义高火灾危险设备和火灾危险区域，然后确定何处需要设置EIV阀以及EIV阀门的正确选型。
1.EIV阀的基本设置原则和安全作用
EIV阀通常设置在高火灾危险设备紧邻的出入口工艺管线上，其具体位置一般由工艺或安全专业确定。设置的基本原则应当首先能够充分满足隔离操作的要求，同时由于火灾发生时，过火区域会产生很高的温度，因此在满足隔离操作要求的前提下，为了保证EIV阀更好的使用性，其设置应尽可能远离火灾危险区。
当某台高火灾危险设备或与其相邻的工艺管 线出现泄漏并发生火灾时，操作人员或者工艺联锁可以通过及时关闭该设备出人口管线上的EIV阀实现隔离该设备的目的。上游设备向该设备继续输人可燃介质的通道将被有针对性地及时切断，泄漏介质和着火區域面积会在第一时间内得到有效地控制，进而给下一步的消防灭火工作创造有利条件，从而避免恶性安全事故的发生，这也正是EIV 阀的安全作用所在。
2.EIV阀的设计及选型原则
2.1EIV阀的阀型选择
根据API RP553-2012第二版相关规定，紧急隔离阀（EIV）通常分为以下四种类型：
A型安装在设备上的手动操作阀，这类阀门安装在发生泄漏但不会发生火灾的场所；
B型安装在工艺管道上的手动操作阀；这类阀门安装在离着火泄漏点25英尺以外的场所，且阀门尺寸不大于8英寸，压力等级不超过ASME CLASS300。
C型安装在工艺管道上的动力操作阀；这类阀门安装在离着火泄漏点25英尺以外的场所，且阀门尺寸大于8英寸，高度不高于15英尺，压力等级超过ASME CLASS300。
D型动力操作的阀门，并能通过安装在现场和控制室的按钮关闭阀门。这类阀门的安装位置没有太多限制，但控制按钮应安装在离着火泄漏点40英尺以外的火灾危险区以外。火灾 危险区域内的执行机构、控制电缆、动力管路等采用防火设计或者设计成火灾情况下，操作不会失效。此外配管配线的支架也应采用防火设计。
紧急隔离阀按照阀体类型一般分为三种：闸阀、球阀、三偏心蝶阀。
闸阀一般应用在口径较大的场所（8”以上），投资相对球阀来说比较低廉。闸阀的主要缺点是：阀体笨重且安装尺寸较大，填料密封性能不好，阀体也容易卡住。
球阀主要应用在中低压场所，考虑到投资因素，口径一般不易大于8”。选用球阀时，工艺介质应洁净，介质温度较低时 可选用非金属密封阀座环，介质温度较高时应选用金属密封阀 座环。
三偏心蝶阀具有转动力矩大、密封和关断性能好、重量轻、 结构尺寸小以及造价便宜等特点。在中低压工艺管道上可以代替闸阀。
紧急隔离阀门采用严密关断型（TSO）。一般对于金属硬密封的隔离阀，泄漏等级一般要求ANSI CLASS V以上；对于非金属软密封的隔离阀，泄漏等级一般要求为ANSI CLASS VI。并尽量满足上下游双向密封的要求。
鉴于EIV阀本身的重要性以及其在安装尺寸 和操作上的特点，同时考虑到经济性的因素，其基本的阀型选择原则如下：
管道压力等级小于ANSI 600#时，8”和8”以下的工艺管线上选用球阀或闸阀；8”以上的工艺管线上选用三偏心蝶阀。
管道压力等级不小于ANSI 600#时，8"和8" 以下的工艺管线上选用球阀或闸阀；8”以上的工艺管线上选用闸阀。
2.2EIV阀的防火设计和选型
与普通的切断阀相比，EIV阀最大的不同在于对防火设计的高要求，这也是EIV阀在火灾发生后，能在相当长的时间内（一般不低于30 min） 隔离高火灾危险设备的关键所在。大型炼化装置由于经常受到平面布置、占地面积及工艺管线走向等因素的影响，因次EIV阀通常很难真正做到远离火灾危险区域。根据以往国外工程公司的经验， 大多数EIV阀不得不设置在火灾危险区域之中。 这就意味着，当火灾发生时，EIV阀所在的着火区域很快就会处于高温烧烤之下，能否在30 min内依然保证严密关断及操作效果，也就成为EIV阀防火设计的关键所在。
EIV阀本身的尺寸较大，从经济性角度而言，10”以上的切断阀，电动执行机构往往比气动执 行机构便宜，而且尺寸越大越便宜。
从配套防火角度讲，电动执行机构配套的防火附件只需要考虑电缆，而电缆的防火相对比较成熟并且造价很低（耐火型电缆可以在750°C的髙温下连续传送电信号超过90min，气动执行机构配套的防火附件除了电缆之外还要考虑气源管线， 普通气源管线无法达到防火要求（如气动Tube管接头会因高温变形而造成仪表风大量泄漏），做相应的防火处理造价会很高；如果气动EIV阀只有关键时刻切断管线起隔离设备的作用，选择合适的故障安全位置（如FC）可能不用再考虑气源管线的防火问题了。但是实际上，EIV阀经常有在火情中连续操作的工艺要求，在隔离高火灾危险设备的同时，保证不发生更大的工艺安全事故。对于这种情况，简单的设置气动阀门的故障安全位置就无法满足EIV阀的操作要求，因此气动执行机构及其 配套气源管线的防火设计就必须实施了。 无论选择哪种执行机构其防火的主要措施就是涂刷防火涂料。这种涂料属于高科技产品，成熟的执行机构厂家往往拥有自己的专利产品。它的最大特点就是，当环境温度急剧上升时，这种涂料 的体积会急速膨胀4-5倍甚至更多，膨胀的涂料 对热浪具有极强的阻隔作用，可以阻挡80%以上 的辐射热，而普通的金属表面只能通过热反射和热 对流原理抵消大约20%左右的辐射热。
有了这层高科技的外衣，执行机构完全能够满足 API 607以及UL1709所提出的防火设计要求。有些知名阀门供应商产品样本描述其性能甚至可以在1000°C的 高温下连续正常工作30min以上。
阀门配套附件如电缆、气源管线等必须满足相应的防火设计要求。例如：电缆应该选用防火型的电缆，气源管线应该包裹防火披覆或防火涂层等。
有了以上5个方面的防火設计，EIV阀就能 够出色地完成紧急隔离及操作高火灾危险设备的 任务，为第一时间控制火情发展进而争取消防灭火时间创造有利条件。
紧急隔离阀由SIS或DCS安全联锁实现时。阀门的紧急隔离命令通常由就地或控制室内的紧急切断按钮发出，切断阀门的同时通过SIS或DCS联锁关停相关机泵以及其他关联动设备。另外，为了防止阀门误动作给机泵、压缩机组等带来损坏，一般通过检测阀位回讯开关的位置（或者阀门变送器）来联锁机泵、压缩机组。当检测到阀全开时才允许启泵；当检测到阀关时应联锁停泵或压缩机组。
随着人们安全生产意识的不断增强，涉及整个工艺过程的各个组成部分，诸如设备、管道、仪表及阀门的火灾安全理念都将被逐步强化。EIV阀在防火过程中发挥的作用会越来越被重视，这种重视对于关键时刻采取更加有效的防火措施非常有益，可以更大程度地减少火灾造成的直接损失和由于火灾停车造成的间接损失。
参考文献：
[1]Rapid Rise Fire Tests of Protection Materials for Structural Steel（UL1709）
[2]中国石油化工集团公司GB50160-2008《石油化工企业设计防火规范》2009
[3]American Petroleum Institure API RP553-2nd Refinery control valves 2012
[4]赵霄.紧急切断阀（EBV）在现代大型炼油化工装置上的设计探讨[J]，石油化工自动化 2008（02）
[5]李胜利.火灾紧急隔离阀门的设计探讨[J]，石油化工自动化，2011（03）
[6]中国石油化工集团公司：《液态烃罐区紧急切断阀选型设计规定》2011
【关键词】火灾危险区 阀门设置 阀门选型 安全联锁
石油化工企业的原料和产品大多数都是易燃易爆，生产工艺比较复杂，上下游之间的联系比较紧密。因此稍有不慎很容易发生火灾。一旦发生火灾、泄漏等事故，应立即切断泄漏源，将火灾危险源与设备隔离开，设置紧急隔离阀是减轻火灾损失的重要手段。
国家标准规范对液态烃设备设置紧急隔离阀有相关要求，具体可见《石油化工企业设计防火规范》7.2.15条文以及《液态烃球罐紧急切断阀选型设计规定》中国石化建[2011]518号文件规定。设计时也可根据用户的工程安全要求确定，参考国外工程公司以及API规范要求，考虑设置紧急切断阀。结合已经实施的的紧急切断阀设计事例，笔者探讨火灾紧急隔离阀的设置原则和工程设计应注意的事项。
由于EIV阀的设计与装置的火灾防范有着密切的关系，因此从工艺和安全角度讲，必须首先定义高火灾危险设备和火灾危险区域，然后确定何处需要设置EIV阀以及EIV阀门的正确选型。
1.EIV阀的基本设置原则和安全作用
EIV阀通常设置在高火灾危险设备紧邻的出入口工艺管线上，其具体位置一般由工艺或安全专业确定。设置的基本原则应当首先能够充分满足隔离操作的要求，同时由于火灾发生时，过火区域会产生很高的温度，因此在满足隔离操作要求的前提下，为了保证EIV阀更好的使用性，其设置应尽可能远离火灾危险区。
当某台高火灾危险设备或与其相邻的工艺管 线出现泄漏并发生火灾时，操作人员或者工艺联锁可以通过及时关闭该设备出人口管线上的EIV阀实现隔离该设备的目的。上游设备向该设备继续输人可燃介质的通道将被有针对性地及时切断，泄漏介质和着火區域面积会在第一时间内得到有效地控制，进而给下一步的消防灭火工作创造有利条件，从而避免恶性安全事故的发生，这也正是EIV 阀的安全作用所在。
2.EIV阀的设计及选型原则
2.1EIV阀的阀型选择
根据API RP553-2012第二版相关规定，紧急隔离阀（EIV）通常分为以下四种类型：
A型安装在设备上的手动操作阀，这类阀门安装在发生泄漏但不会发生火灾的场所；
B型安装在工艺管道上的手动操作阀；这类阀门安装在离着火泄漏点25英尺以外的场所，且阀门尺寸不大于8英寸，压力等级不超过ASME CLASS300。
C型安装在工艺管道上的动力操作阀；这类阀门安装在离着火泄漏点25英尺以外的场所，且阀门尺寸大于8英寸，高度不高于15英尺，压力等级超过ASME CLASS300。
D型动力操作的阀门，并能通过安装在现场和控制室的按钮关闭阀门。这类阀门的安装位置没有太多限制，但控制按钮应安装在离着火泄漏点40英尺以外的火灾危险区以外。火灾 危险区域内的执行机构、控制电缆、动力管路等采用防火设计或者设计成火灾情况下，操作不会失效。此外配管配线的支架也应采用防火设计。
紧急隔离阀按照阀体类型一般分为三种：闸阀、球阀、三偏心蝶阀。
闸阀一般应用在口径较大的场所（8”以上），投资相对球阀来说比较低廉。闸阀的主要缺点是：阀体笨重且安装尺寸较大，填料密封性能不好，阀体也容易卡住。
球阀主要应用在中低压场所，考虑到投资因素，口径一般不易大于8”。选用球阀时，工艺介质应洁净，介质温度较低时 可选用非金属密封阀座环，介质温度较高时应选用金属密封阀 座环。
三偏心蝶阀具有转动力矩大、密封和关断性能好、重量轻、 结构尺寸小以及造价便宜等特点。在中低压工艺管道上可以代替闸阀。
紧急隔离阀门采用严密关断型（TSO）。一般对于金属硬密封的隔离阀，泄漏等级一般要求ANSI CLASS V以上；对于非金属软密封的隔离阀，泄漏等级一般要求为ANSI CLASS VI。并尽量满足上下游双向密封的要求。
鉴于EIV阀本身的重要性以及其在安装尺寸 和操作上的特点，同时考虑到经济性的因素，其基本的阀型选择原则如下：
管道压力等级小于ANSI 600#时，8”和8”以下的工艺管线上选用球阀或闸阀；8”以上的工艺管线上选用三偏心蝶阀。
管道压力等级不小于ANSI 600#时，8"和8" 以下的工艺管线上选用球阀或闸阀；8”以上的工艺管线上选用闸阀。
2.2EIV阀的防火设计和选型
与普通的切断阀相比，EIV阀最大的不同在于对防火设计的高要求，这也是EIV阀在火灾发生后，能在相当长的时间内（一般不低于30 min） 隔离高火灾危险设备的关键所在。大型炼化装置由于经常受到平面布置、占地面积及工艺管线走向等因素的影响，因次EIV阀通常很难真正做到远离火灾危险区域。根据以往国外工程公司的经验， 大多数EIV阀不得不设置在火灾危险区域之中。 这就意味着，当火灾发生时，EIV阀所在的着火区域很快就会处于高温烧烤之下，能否在30 min内依然保证严密关断及操作效果，也就成为EIV阀防火设计的关键所在。
EIV阀本身的尺寸较大，从经济性角度而言，10”以上的切断阀，电动执行机构往往比气动执 行机构便宜，而且尺寸越大越便宜。
从配套防火角度讲，电动执行机构配套的防火附件只需要考虑电缆，而电缆的防火相对比较成熟并且造价很低（耐火型电缆可以在750°C的髙温下连续传送电信号超过90min，气动执行机构配套的防火附件除了电缆之外还要考虑气源管线， 普通气源管线无法达到防火要求（如气动Tube管接头会因高温变形而造成仪表风大量泄漏），做相应的防火处理造价会很高；如果气动EIV阀只有关键时刻切断管线起隔离设备的作用，选择合适的故障安全位置（如FC）可能不用再考虑气源管线的防火问题了。但是实际上，EIV阀经常有在火情中连续操作的工艺要求，在隔离高火灾危险设备的同时，保证不发生更大的工艺安全事故。对于这种情况，简单的设置气动阀门的故障安全位置就无法满足EIV阀的操作要求，因此气动执行机构及其 配套气源管线的防火设计就必须实施了。 无论选择哪种执行机构其防火的主要措施就是涂刷防火涂料。这种涂料属于高科技产品，成熟的执行机构厂家往往拥有自己的专利产品。它的最大特点就是，当环境温度急剧上升时，这种涂料 的体积会急速膨胀4-5倍甚至更多，膨胀的涂料 对热浪具有极强的阻隔作用，可以阻挡80%以上 的辐射热，而普通的金属表面只能通过热反射和热 对流原理抵消大约20%左右的辐射热。
有了这层高科技的外衣，执行机构完全能够满足 API 607以及UL1709所提出的防火设计要求。有些知名阀门供应商产品样本描述其性能甚至可以在1000°C的 高温下连续正常工作30min以上。
阀门配套附件如电缆、气源管线等必须满足相应的防火设计要求。例如：电缆应该选用防火型的电缆，气源管线应该包裹防火披覆或防火涂层等。
有了以上5个方面的防火設计，EIV阀就能 够出色地完成紧急隔离及操作高火灾危险设备的 任务，为第一时间控制火情发展进而争取消防灭火时间创造有利条件。
紧急隔离阀由SIS或DCS安全联锁实现时。阀门的紧急隔离命令通常由就地或控制室内的紧急切断按钮发出，切断阀门的同时通过SIS或DCS联锁关停相关机泵以及其他关联动设备。另外，为了防止阀门误动作给机泵、压缩机组等带来损坏，一般通过检测阀位回讯开关的位置（或者阀门变送器）来联锁机泵、压缩机组。当检测到阀全开时才允许启泵；当检测到阀关时应联锁停泵或压缩机组。
随着人们安全生产意识的不断增强，涉及整个工艺过程的各个组成部分，诸如设备、管道、仪表及阀门的火灾安全理念都将被逐步强化。EIV阀在防火过程中发挥的作用会越来越被重视，这种重视对于关键时刻采取更加有效的防火措施非常有益，可以更大程度地减少火灾造成的直接损失和由于火灾停车造成的间接损失。
参考文献：
[1]Rapid Rise Fire Tests of Protection Materials for Structural Steel（UL1709）
[2]中国石油化工集团公司GB50160-2008《石油化工企业设计防火规范》2009
[3]American Petroleum Institure API RP553-2nd Refinery control valves 2012
[4]赵霄.紧急切断阀（EBV）在现代大型炼油化工装置上的设计探讨[J]，石油化工自动化 2008（02）
[5]李胜利.火灾紧急隔离阀门的设计探讨[J]，石油化工自动化，2011（03）
[6]中国石油化工集团公司：《液态烃罐区紧急切断阀选型设计规定》2011