Arbetsprincip för nödavstängningsventil
Avstängningen är en del av ett större system som samverkar för att stoppa driften. För att starta avstängningssekvensen måste en triggerhändelse inträffa som använder styrlogik för att initiera aktivering och ventilstängning.
Utlösande händelse
Nödavstängningsventilen aktiveras som svar på en utlösare som indikerar en potentiellt farlig situation. Vanligtvis kommer denna trigger från ett PLC- eller DCS-system som övervakar en ingångsparameter. Parametrar som utlöser ett sådant svar inkluderar:
·Hög- eller lågtrycksnivåer – Högtrycksnivåer indikerar potentiellt farligt tryck som kan orsaka skada på utrustning, processledningar eller personal. Lågtrycksnivåer kan indikera en läcka i processen.
·Hög temperatur – Onormalt högt tryck kan resultera i försämring av utrustningen, explosion eller en produkt som inte uppfyller specifikationerna.
·Låg nivå – Processsystem kräver ofta att man blandar eller håller processmedia inuti tankar, kärl och annan utrustning. Låga nivåer kan indikera en nivå eller blockering av processen.
Nästan vilken processparameter som helst kan utlösa en nödavstängningsventil i specialdesignade processer.
Styrlogik
Den utlösande händelsen skickar en signal (vanligtvis 4-20mA) till PLC-, DCS- eller SCADA-systemet. Systemet bearbetar sedan den signalen och initierar lämplig avstängningsprocedur.
Aktivering och ventilstängning
Ett ställdon får en signal för att initiera avstängning. Ställdonet flyttar ventilstängningselementet till önskat läge. Stängningen sker vanligtvis snabbt för att minimera nödsituationens varaktighet.
Bekräftelse och meddelande:
Efter att ESD-ventilen har stängts kan styrsystemet ta emot återkopplingssignaler för att bekräfta att ventilen framgångsrikt har stängt av flödet. Denna feedback bör vara omedelbart synlig för operatörerna så att nödvändiga driftsmodifieringar kan göras.
Åsidosättande och manuell kontroll
I sällsynta fall kan operatörer kunna åsidosätta den automatiska avstängningen eller manuellt styra ESD-ventilen vid behov, men detta är vanligtvis reserverat för små processsystem.
När den implementeras korrekt isolerar en nödavstängningsventil potentiellt farliga situationer snabbt för att förhindra ytterligare skador, skyddar personal och utrustning och minimerar påverkan på säkerhet och miljö.
Att känna till typen av ventil, rätt design, tillförlitlighet och integration i det övergripande säkerhetssystemet är avgörande för dess effektivitet. Kritiska system kan ha redundanta ESD-ventiler för att säkerställa tillförlitlighet. Om en ventil inte fungerar, tillhandahåller en annan avstängningsfunktionen.
Stängningstid för nödavstängningsventil
Stängningstiden varierar beroende på processkrav. Även om snabba svar i allmänhet är önskvärda, kräver processen kanske inte snabba avstängningar, vilket möjliggör lägre ställdonsmoment och/eller längre ventilstängningstid.
I den amerikanska offshoreindustrin är kravet att stänga inom 45 sekunder. Denna regel fungerar från API RP 14C Rekommenderad praxis för analys, design, installation och testning av grundläggande ytsäkerhetssystem för offshore-produktionsplattformar, Bilaga C – Stödsystem C.2.1.4. "Tiden det tar för någon säkerhetsanordning (t.ex. PSH, BSL, ESD-station, etc.) att genomföra komponent- eller plattformsavstängning bör inte överstiga 45 sekunder." API RP 14C saknar dock öppningstidskriterier.
En allmän tumregel runt industriindustrin är att stängningstiden för kulventiler kräver cirka en sekund per tum i håldiameter. Som sådan kan en 8" ventil beräknas stänga på 8 sekunder, medan en 24" ventil kan ta 24 sekunder.
Ventiler kan vara föremål för funktionssäkerhetsstandarder beroende på de specifikationer som krävs. Dessa funktionssäkerhetsstandarder är förknippade med standarderna för säkerhetsintegritetsnivå (SIL) som fastställts av International Electrotechnical Commission och inkluderar IEC 61508 (Functional Safety of Electrical/Electronic/Programmable Electronic Safety-Related Systems) samt IEC 61511 (Functional safety – Säkerhetsinstrumenterade system för processindustrin).
Avstängningsreaktion baserat på typ av ventil
Kulventiler ger i allmänhet den snabbaste avstängningen, med hjälp av en sfärisk kula som snabbt kan blockera flödesvägen. Kulventiler erbjuder det mest praktiska valet för nödavstängning i de flesta scenarier.
Spjällventiler har en kilformad grind som rör sig vinkelrätt mot flödesriktningen. Även om de kan ge en tät tätning, är deras stängningstid i allmänhet långsammare än kulventiler, särskilt i större storlekar.
Globventiler innehåller en skiva som rör sig upp och ner för att kontrollera flödet. Deras stängningstid är vanligtvis långsammare än kulventiler på grund av den linjära rörelse som krävs.
Fjärilsventiler använder en skiva som roterar för att kontrollera flödet. Även om de i allmänhet är snabbare att använda än sluss- och klotventiler, ser de vanligtvis användning i applikationer med stora hål. Som sådana är de vanligtvis inte lika snabba som kulventiler i vissa fall.
Andra ventiler, såsom nål-, plugg- och membranventiler, är sällsynta vid avstängning på grund av typiskt väldefinierade och alternativa användningsfall.
