现在很多设计单位和企业都比较困惑的是,在储罐罐根的进出口管道中,关于罐根阀、紧急切断阀、金属软管(大拉杆)等相互之间的布置,到底有没有一定的布置顺序呢?今天我就来探讨一下罐根管道的阀门布置问题。在对该问题进行深入探讨之前,需要明白各种阀门和金属软管的主要功能,读懂了这些就能大大有助于理解文中后续部分的思路。
罐根阀由于是紧挨着罐壁法兰的第一道阀门,其主要功能在于实现罐设备本体和连接管道的物理隔离,并且这种隔离一般是在非突发性事故状态下,为了检修或者其他目的而进行的主动性隔离,其在储罐正常运行中是保持长时间开启状态,只有在罐本体检修、管线维修或者需要隔离物料时,罐根阀才进行关闭操作。
紧急切断阀,这里的紧急切断主要就是指联锁报警或事故状态下,对储罐进出口管线的物料进行的一个紧急切断操作。
目的有两个,其一是维持储罐本体的物料在一个极限范围之内,其二是当罐区周边发生火灾时或管道泄露时,及时隔离储罐与外界的连通,保护储罐免受外界的不利影响。所以关于紧急切断阀,我们需要知道他的两个特性,第一,非正常状态下才启动,也就是说,在储罐正常进出物料中,紧急切断阀是保持开度状态的。第二,紧急快速切断,换句话说,该阀只能用于完全切断,不能用于调节。工艺操作需要调节的话,只能再另外安装一个供调节用的阀门。
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金属软管,罐区采用金属软管,其本质是柔性设计的替代产物,在《GB 50160-2018 石油化工企业设计防火标准 》第6.2.25条中,明确提出了储罐的进出口管道应采用柔性连接。在条文说明中,其主要的目的是为了解决储罐和管道的不均匀沉降问题,也就是说,金属软管的使用纯粹是不得已而为之的策略,是为了解决储罐和管道的不均匀沉降问题,避免因沉降位移差而造成局部应力过大,破坏管道和设备的完整性。
但同时其付出的代价就是管道结构的不连续,在一定程度上削弱了管道的整体强度,增加的两个法兰接口也成了两个潜在的泄漏危险源。所以,关于金属软管的使用,其本质目的就是以牺牲部分强度为代价来换取不均匀沉降造成的位移补偿。
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工艺操作阀,之所以再额外增加这个工艺操作阀,也是企业罐区现场作业流程中不可缺少的一环,这个工艺操作阀可以是手动的,也可以是远传遥控的,其主要作用就是在储罐进出物料的日常运行中,需要频繁的开关操作进行物料的输送和切断。
工艺操作阀,之所以再额外增加这个工艺操作阀,也是企业罐区现场作业流程中不可缺少的一环,这个工艺操作阀可以是手动的,也可以是远传遥控的,其主要作用就是在储罐进出物料的日常运行中,需要频繁的开关操作进行物料的输送和切断。
如果我们把罐根阀设计为常开的闸阀,有朋友就问了,如果我把紧急切断阀放在罐根呢,因为紧急切断阀也是保持常开状态的,所以放在罐根貌似也没问题吧?
扩展知识:
阀门类型 |
密封性 |
闭合行程阻力 |
启闭时间 |
可靠性 |
闸阀 |
优良,密封面受介质的冲刷和侵蚀小 |
最小 |
省力 |
较高 |
蝶阀 |
较差 |
较大 |
迅速 |
一般 |
球阀 |
差 |
较大 |
迅速 |
一般 |
我们接着讨论金属软管的问题,金属软管的主要目的是解决储罐和连接管道的不均匀沉降问题,所以金属软管的布置只要不离罐根太远,就能达到其功能目的。但是关于金属软管布置最多的问题不是软管本身的问题,而是当它和紧急切断阀同时存在时,相对位置该如何布置的问题。换句话说,金属软管应当布置在紧急切断阀之前还是之后?
将金属软管放在紧急切断阀之前,除了增加了两个潜在的泄露源之外,还有一个更为严重的隐患问题,那就是在事故下结构完整性的问题,典型的就是周围的流淌火带来的危险因素。这个要从金属软管本身的结构说起了,金属软管一般内层采用波纹管,外层采用钢丝网套组成,在常温下保持一定的强度没有问题,但是一旦处于火灾的烘烤之下,这种结构并不耐火,持续高温下,其强度和结构完整性大大降低,直至泄露失效。
所以,将金属软管放在紧急切断阀之前个人建议是不可取的,存在一定的安全隐患。
那么还有一个工艺操作阀,工艺操作阀只要满足工艺要求就行了,其位置通常位于金属软管之后,因为如果布置在金属软管之前的话,那么金属软管的位置就离罐壁比较远了,这样的话,解决不均匀沉降的功能就弱化了。
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最后一个问题,就是金属软管和大拉杆该怎么选择的问题,其实这个问题的本质就是力学上的一个挠度问题。
典型应用:
某外企工程公司通常的做法是DN350以上的采用大拉杆,DN300以下的采用金属软管,这样能大大节省占地面积。
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