实例分析丨控制阀组旁路阀典型安全问题

我们通过在开展PSSR(开车前安全审查)和过程安全管理提升工作中发现的实例,分析一下控制阀组旁路阀的典型问题

示例1:氨合成透平压缩机外送透平凝液控制阀231LV2001B的旁路阀设计错误。

图1:蒸汽凝液控制阀231LV2001BPID图。

▲ 图2:蒸汽凝液控制阀231LV2001B轴测图。

氨合成透平压缩机表面冷凝器中的蒸汽凝液,经冷凝液泵加压送往管网。通过图1、图2我们得知:蒸汽凝液外送管道公称直径为DN100,控制阀的公称直径也为DN100,旁路阀公称直径为DN50。

以下情况下控制阀组需要设置旁路阀:

  • 控制阀的使用寿命小于系统的维护停机间隔;

  • 控制阀故障后,通过操作旁路阀,可以继续安全稳定的生产;

  • 在工艺运行时,无法安全地隔离修复控制阀。

《HG 20559-1993 流量仪表系统和控制阀阀组基本单元模式》第3.0.1.4条款:控制阀组中的旁路阀应选择有流量调节功能的截止阀、节流阀、闸阀、柱塞阀或高密封性蝶阀;控制阀DN≤50时,选用与控制阀尺寸相同的截止阀或节流阀;控制阀DN=80时,选用与控制阀尺寸相同的截止阀,控制阀DN≥100时,选用比控制阀小一级的闸阀、柱塞阀或高密封性蝶阀,具体见图3。

图3:控制阀、工艺管道与切断阀、旁路阀的公称直径关系。

▲ 图4:石油化工装置工艺管道安装设计手册-调节阀安装尺寸

综合图3、图4:此处蒸汽凝液外送控制阀的旁路阀应该选用公称直径为DN80或者DN100的截止阀、闸阀、柱塞阀或高密封性蝶阀。

如果控制阀故障需要检修,旁路阀公称直径设计为DN50,即使全开旁路阀,也只能满足设计流量的50%;如此设计,在控制阀出现故障的应急情况之下,旁路不能满足外送透平凝液流量,表面冷凝器的液位升高,换热面积减少,汽轮机真空度变差,效率降低,影响生产,表面冷凝器严重满液甚至会造成汽轮机叶片损坏。

《HG 20559-1993 流量仪表系统和控制阀阀组基本单元模式》第3.0.1.5条款:控制阀组中排净阀设在控制阀的上游、切断阀的下游,一般选用DN20的球阀或闸阀。

问题背后的原因:设计院管道专业轴测图设计错误(见图7),安装单位按图施工,导致排净阀位置错误。

目前化工设计院各专业设计人员的“工作负荷”很大,在设计工作中难免会出现“专业配合不足、工作疏忽”情况;企业的项目建设初期,审图人员的数量和专业性同样不能匹配,导致工厂运行后现场类似问题很多。希望通过以上两个问题的分析,能够启发化工企业新改扩建项目管理人员,重视开车前安全审查,从图纸设计阶段开始,才能更好的发现并解决问题。

作者:王玉玺

来源:合木科技

中国化学品安全协会

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