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什么是截止阀?它如何实现流体系统隔离?

 流体的系统 - 嵌段 - 阀

如何利用截止阀隔离流体系统

截止阀的功能是什么?

截止阀的作用是隔离流体系统中的特定管段,防止流体与压力进入下游组件。这一功能至关重要,因为单管路内的压力或流体,可能会对更换仪表或测量装置的技术人员构成安全威胁。这就是风险经理在维护之前隔离所有流体系统管路的原因。

流体系统中设计、依次安装两个截止阀,并排放带压管段中的介质,已经成为行业标准和安全规范。双截止阀序列是实现零压力、零流量这一关键状态的可靠方法之一。

在设计隔离流体系统的两个截止阀时,工程师通常采用以下两种常用方案。第一种方案是:工程师可以在两个截止阀之间加入第三个阀门,以排出或释放可能从第一个截止阀泄漏的任何压力。第二种可行的方案是:让第三个阀门将流量引导至一个绕过正在维护的管路段的旁通回路。以下概述了这两种流体系统配置,以便为系统隔离和维护提供了以安全为中心的设计方案。

如何确定工厂内流体系统的主要隔离点位?

在工厂或工业设施中,若需对某条流体管线进行维护并安全隔离,技术人员应重点关注以下可需要进行特定配置的关键点位:

  1. 任何可能需要定期维护的设备或部件,例如过滤器、阀门或变送器。
  2. 任何可能需要重新配置、修复或更换的系统、滑动装置或管路。
  3. 主工艺管路种可能需要维修或维护的任何一部分。
  4. 从工艺管路分支出来的任何仪表管路(例如取样点、取样系统或压力、温度或流量的测量读数)。
  5. 取样系统中的校准流体以及可能需要启停的任何取样流路。

配置隔离的方案

实现流体管线隔离的两种主要配置方式为双关断和排放 (DBB) 与旁通回路。这两种配置可有效规避安全隐患,例如,若阀座出现泄漏,可能会导致待维护管段内的压力逐渐积聚,而这两种配置就能避免此类风险。正因如此,仅使用单个截止阀或无备用隔离方案的做法,如今已被行业标准明令禁止。

1.何时需要使用双截断双排放阀?

双截断与排放配置双关断和排放 (DBB) 是流体系统隔离的最简配置,常用于工艺管线与仪表管线的连接处,一般会搭配工艺接口阀使用。此外,该配置也可用于连接变送器等仪表设备的管线上。三个阀可集成为单个阀组单元或是作为三个独立组件进行配置。

2.什么是旁通回路?

旁通回路是一种略微复杂的配置,不仅可以隔离维护中的流体系统管路,还可以改变流体的输送路线,以便该工艺在维护期间继续运行。例如,旁通配置中的第一个截止阀可以是三通阀,以将介质流转移到绕开需维护管路段的旁路通道。现在无需停机即可更换系统过滤器。采用旁路的另一个原因是避免在系统流量突然关断时产生液压冲击或“水锤击”。

流体系统隔离与泄压的阀门选型

旁通回路在对任何流体系统进行维护前,首要步骤是通过阀门组进行泄压操作,以此实现系统的隔离与降压。操作时的优秀实践是,串联安装两个截止阀,防止待维护管段内出现压力积聚的情况。一个合适的阀门不应在阀座上泄漏,但实际上有可能发生这种情况。例如,若管线铺设在室外,日照升温可能导致管内压力超过阀门的额定值。除此之外,阀门维护不当,或是选型错误无法实现可靠关断,也可能引发类似风险。为防止发生上述情况和其他可能的泄漏,需安装第二个截止阀并配合排气阀或泄放阀使用。或者,在无法进行停机操作的情况下,采用一个能够复制待维护管路中的各个部件的旁通回路就是一种绝佳的选择。

如何选择合适的截止阀?

隔离球阀与针阀是仪表管线常用的两类截止阀,选择合适的阀门需依据各系统的技术规格要求来确定。

球阀

球阀:

球阀适用于快速关断与大流量工况。此外,手柄有助于指示流体流向或阀门关断状态。然而,随着液体的流动,球阀会由于其引起的突然关断而产生液压冲击或“水锤击”,从而导致截止阀上游的压力指示器、流量计及其他部件受损。为避免液压冲击,可采用以下方法。第一种方法是采用旁通回路。在关闭第一个球阀之前,旁通回路打开,因此提供了流路,这样就可以避免突然停止流动和压力峰值。第二种选择是采用针阀来代替球阀。

球阀

针阀

针阀:

尽管针阀主要是为流量或计量控制而设计的,但许多针阀同样适合可靠关断应用。此外,采用针阀的流体系统关断是渐进式的,因此可防止液压冲击。如果用作截止阀,则针阀应采用旋转阀尖或软阀杆头设计,以用于特定用途。使用针阀时,可能需要进行特殊的设计考虑以防止泄漏。例如,金属 V 形阀尖可能在关断期间摩擦金属阀座,从而导致划伤。 

针阀

整体式双关断和排放

整体式 DBB:

世伟洛克提供整体式双关断和排放 (DBB) 配置,以实现更高的可靠性。更少的潜在漏点、更小的空间、更轻的重量以及更简化的安装有助于进一步简化系统。

整体式 DBB 阀

谨防在隔离配置中无意间使用了不当的流体系统元件。球阀 谨防在隔离配置中无意间使用了不当的流体系统元件。球阀和某些类型的针阀适合可靠关断,但调压阀则不然 – 尽管也可以安装调压阀来阻止大部分流量。如果需要在调压阀位置周围关断,安全的做法是在上游安装一个球阀。

除合理选择截止阀外,另一项行业优秀实践是:在隔离配置中第二个截止阀的下游位置,安装压力指示器。这样可以在维护期间直观检查压力状况。

投入时间通过使用截止阀妥善隔离流体系统管路,不仅可以实现更安全的维护活动,还可以提高系统工作时间和工厂生产能力。


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