自動調壓閥在危險化學品領域中防止流體危害的措施

　　根據“控制閥安全要求”一文，對危險化學品領域內自力式調壓閥在應用過程中存在的安全隱患進行了分析，分析了目前采用單膜片執行機構存在流體危險時的缺陷及危害，介紹了新型膜片冗余顯示報警產品的結構、防流體危害的功能及應用，以達到自力式調壓閥的使用安全要求。

　　自動式調壓閥最初用于城市供熱控制，后來在工業過程控制領域得到了應用。隨著石化行業的發展，自力式調壓閥也在不斷地被應用于具有強爆、易燃、爆炸等特性的介質過程控制中，因此該產品的安全問題受到了極大的關注。按照GB30436.4----2013工業自動化產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自動壓力調節閥進行了改進設計，采用膜片冗余技術和顯示報警功能，提高了產品功能安全性，取得了很好的效果。

　　一種自適應調壓閥門的原理和特點。

　　1.1基本原則。

　　自動調壓閥是由調壓機構、執行器和加壓導管三部分組成，如圖1所示。這種調節閥不需要外加能量的驅動和接受外部信號的控制，而是通過比較被控介質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，從而實現自動調節被控壓力。

　　1.2特征

　　采用雙隔膜復合冗余功能。執行機構由兩組隔膜組成，一組是工作隔膜，另一組是安全備用隔膜，或稱檢測隔膜。當閥門執行器正常工作時，工作膜與介質直接接觸，起到壓力信號測量和放大比較的作用，完成自動壓力調節閥的壓力控制。這時，備用隔膜不與過程介質接觸，不參與控制。在工作膜片破裂時，介質與備用膜片室與備用膜片接觸，避免介質外泄，此時壓力信號的測控、放大、比較功能由備用膜片完成，從而保證自力式壓力調節閥安全運行，防止流體危險事件的發生，避免人身傷害和環境污染。

　　2)報警功能。在工作膜片正常時，由于控制介質沒有進入備用膜片室，備用膜片室壓力表顯示為零;當工作膜片發生破裂泄漏時，由于介質進入備用膜片室，備用膜片室壓力上升，此信號可通過電接點壓力表傳遞到控制室，從而提醒操作者及時進行處理。

　　四結論。

　　自動調壓閥是一種節能儀表，適用于無儀表氣源、調節精度要求不高的場合，應用于危險化學品領域，采用帶有膜片余量和膜片顯示報警功能的自力式調壓閥，提高了系統的可用性和安全性，受到用戶一致好評。

　　普通調整器只有閥體受流體的壓力、溫度、介質性質影響，從自力式調整器的結構和原理可知，在實現壓力控制的過程中，其調整器和執行機構都直接與工藝介質密切接觸，并連續受到介質參數和特性的影響，特別是在有無接觸的情況下，自力式調整器執行機構考慮功能安全性要比普通調整器嚴格得多，兩者的區別見圖2、圖3，圖中陰影部分為接觸介質部分。

　　2自力式調壓閥存在結構缺陷和潛在的安全隱患。

　　2.1自動調壓閥的結構缺陷。

　　當前，大多數自力式壓力調節閥都是采用單膜片執行器的結構形式，與介質直接接觸從而實現控制，在使用過程中會有因高壓泄漏、執行器破裂等造成的潛在危險。雖然通過采用滾動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，但由于隔膜在結構設計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、發煙硫酸、苯等有害化學品領域的應用，隔膜破裂的后果會非常嚴重。

　　自動調壓閥在設計制造時，應考慮正常使用時可能遇到的流體危險，并對操作者或周圍環境提供保護。因此，不管是正常使用還是單一故障情況下，執行機構的部件都不會因破裂和觸電造成危險。

　　2.2潛在的結構缺陷危險。

　　2.2.1失效自動控制的危險。

　　因為自力式調節閥是由被控變量的變化而直接作用于動力元件膜片，當膜片破裂時，由于被控介質的泄漏必然會引起控制閥的泄漏，它會使閥體在設定彈簧的作用下處于閥后控制型的全開狀態，又使閥體處于閥前控制型的全開狀態，從而使調節作用失效。

　　2.2.2危險的介質泄漏。

　　因單膜片執行器內的膜片與被控介質相接觸，另一面與大氣相通，膜片一旦破裂，介質就會直接向外泄漏，這樣危險的化學品介質就會直接引起操作者中毒、燒傷，甚至設備損壞，對環境造成污染。

　　2.2.3無隔膜失效顯示危險報警功能。

　　使用單膜片執行器的自力式調壓閥，當膜片破裂時，若不能顯示報警功能，介質泄露和控制功能失效，不能及時發現和處理，會使事故的危害性越來越大，安全后果也越來越嚴重。

　　需要指出的是，即使采用圖4中所示的2臺自力式壓力調節閥構成“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。由于這種冗余控制只對設定值滿足P2的設置值。

　　3自力式調壓閥的防漏危險對策

　　自力式調壓閥是一種抗流體危害的自力式調壓閥，它在閥體結構上與一般自力式調壓閥沒有什么區別，區別在于執行機構的結構和功能。本實用新型采用雙膜片復合形式，增加了工作隔膜在破裂或泄漏時的報警顯示功能。