控制阀是选手轮还是旁路?

百科   2024-09-10 08:03   浙江  

在工业自动化和流体控制系统中,控制阀的配置与选择至关重要。尤其是控制阀的手轮与旁路的选择,许多人在此陷入困惑:究竟何时需要手轮,何时又需要旁路?

手轮or旁路?


控制阀的手轮和旁路应该整体考虑,一般情况下有旁路就没必要有手轮,有手轮一般没必要有旁路。


根据HGT20507、SHT3005、HGT20559、YPU361、现场操作及使用情况、特殊情况操作等要求,整理总体原则如下:

01
不应设旁路和手轮的工况:
  • 用于安全联锁(即SIS);

  • 用于压缩机防喘振的调节阀;
  • 安装在禁止进入的危险区内;
  • 生产中可以随意停车
02
应设旁路,不设手轮的工况:
  • 调节阀故障后必须在线及时更换或检修;
  • 起连续调节作用的调节阀,在投产初期或介质来量波动较大及调节阀检修时,需要旁路阀辅助调节控制,保证工艺过程平稳连续运行。
03
设手轮,不设旁路的工况:
  • 精准控制(如比值);

  • 顺控中关键的阀门;
  • 大口径、需要用手轮限制阀门开度的场合应设置手轮机构。
04
既可设旁路也可设手轮的工况,宜优先设手轮。

特别是以下工况更应首先考虑设手轮:间歇工况、有备用系统、减少泄漏(剧毒、腐蚀、自燃)、减少沉积(含固体颗粒、浆状物、结晶、热敏、聚合)、压差≥4MPa、管道直径≥DN80、特殊的调节阀。

故项目/设计院如坚持要带手轮,对于特殊的阀门可以通过上锁来管理,对于不带手轮的控制阀,可以采购通用型手轮,并将手轮放在固定区域(据了解,基本不动手轮)


 相关规范

1)HG/T 20507
11.9.7 手轮机构的设置应符合下列要求:

1 未设置旁路的控制阀,应设置手轮机构。

2 工艺生产安全联锁用于紧急切断阀的控制阀,不应设置手轮机构。

3 手轮不应用于阀门的机械限位。

11.2.5对压缩机防喘振的调节阀的选择应符合下列特殊要求:1 防喘振调节阀宜配电磁阀、限位开关,根据实际可以带阀位变送器,不宜带手轮机构;


2)SH/T 3005

10.1.12 b)(调节阀)下列场合宜采用手轮机构:

1)未设置切断阀和旁路阀的调节阀;

2)手轮不能用于阀门机械限位,除非有特殊场合,其他方法都不适用于机械限位;

3)特殊调节阀。

10.3.6.12(切断阀)气动执行机构的手轮选型应符合下列规定:

a)手轮宜为侧面安装型;

b)手轮的手动和自动位置应有明确标识,自动位置应带有锁定机构;

c)手轮应能实现在无动力和阀门最大负载设计条件下操纵执行机构;

d)阀门开/关操作方向应明确标注在手轮上,手轮不得用作行程机械限位器。

10.3.7.10 电动执行机构的手轮为标准配置,离合机构的设计,应确保电动机操作优先于手轮操作,无论何时,当电动机一启动,手轮操作应自动脱开。


3)GB/T 50892

5.8.21.3(控制阀)手轮的选择应符合下列规定:

1)工艺安全生产联锁用的紧急切断阀或安装在禁止进入的危险区内的控制阀不应设置手轮机构,用于其他功能且未设置旁路的控制阀应设置手轮机构;

2)大口径及需要用手轮限制阀门开度的场合应设置手轮机构。

6.7.2 控制阀宜设置前后截断阀和旁路阀,截断阀和旁路阀的设置应符合下列要求:1 控制阀设有旁路时,控制阀的上、下游应设截断阀,旁路应设旁路阀。

4)SH/T 3104-2013

9.4.1 具备下列情况之一的调节阀与开关阀可不安装隔断阀和旁路阀:

a)用于顺序控制;

b)用于紧急停车联锁;

c)下列条件的带手轮的调节阀:

  • 控制温度不高于225℃、压力不大于0.1MPa的非危险性介质(水、空气、氮气等);
  • 工艺管道可以单独关断停工。

d)直径大于350mm的蝶形调节阀;

e)三通调节阀;

f)有备用电机驱动的蒸汽透平泵的蒸汽调节阀;

g)需要减少危险介质(氢氟酸、苯酚等)泄露的场所。

5)HG 20559-1993

 化工装置工艺系统工程设计规定——流量仪表系统和控制阀阀组基本单元模式——3控制阀阀组基本单元模式

3.0.1.1(2)控制阀组II:不设旁路的控制阀组,阀组布置紧凑,可减少投资。不设旁路的控制阀应配备手轮装置。有下列情况可不设旁路及旁路阀:

a.生产要求减少危害性介质的泄漏。

b.难冲洗的浆状物。

c.断续通过会产生沉淀物。

d.通常用于公称直径DN≥80的控制阀。

e.间歇操作的控制阀组。

6)SH/T 3184

5.4.3.6 电动执行机构应设置手轮。

YPU361 5.2.2.5 调节阀

f)所有调节阀应带智能型、自诊断功能定位器,选用基金会现场总线协议或 4~20mA叠加HART协议,定位器按万华框架统一品牌。在DCS上实现阀位实际开度显示,普通控制回路阀门的阀位信号可采用HART通信直接在DCS中读取,参与联锁和复杂控制的阀位信号应配置阀位变送器,包设备的调节阀需要提出阀位实际开度显示需求,不能实现的单独报告说明。应按专利商要求和工艺要求,决定调节阀是否提供手轮。

p)切断阀选型的一般原则:口径小于等于8″时,一般选择直通球阀,口径大于 8″时,一般选择蝶阀,特殊情况,应参照专利商或者工艺要求选型。SIS切断阀不允许带手轮。

7)GB 50074-2014

9.1.12 工艺管道上的阀门,应选用钢制阀门。选用的电动阀门或气动阀门应具有手动操作功能。公称直径小于或等于600mm的阀门,手动关闭阀门的时间不宜超过15min;公称直径大于600mm的阀门,手动关闭阀门的时间不宜超过20min。

条文说明:9.1.12 钢阀的抗拉强度、韧性等性能均优于铸铁阀。采用钢阀在防止阀门冻裂、拉裂、水击及其他外来机械损伤等方面比采用铸铁阀安全得多。为保证安全,目前在石油化工行业,易燃和可燃液体管道已普遍采用钢阀。在价格上,钢阀并不比铸铁阀贵很多。有鉴于此,本条规定“工艺管道上的阀门,应选用钢制阀门”。2010年发生的某油库火灾事故教训之一是,供电系统被毁坏后,储罐进出油管道上设置的电动阀不能快速人工关闭,致使事故规模扩大,本条对手动关闭阀门的时间规定意在避免类似情况发生。

8)GB 50160-2018

7.2.15 液化烃设备抽出管道应在靠近设备根部设置切断阀。容积超过50m3的液化烃设备与其抽出泵的间距小于15m时,该切断阀应为带手动功能的遥控阀,遥控阀就地操作按钮距抽出泵的间距不应小于15m。

条文说明:7.2.15 本条规定是为了当与罐直接相连接的下游设备发生火灾时,能及时切断物料。如某厂产品精制装置液化烃罐下游泵发生事故着火,人员无法靠近泵、关闭切断阀,且在泵和罐间靠近罐根部管道上无切断阀,使罐中液化烃烧光后火才熄灭,造成重大损失。

APl Std 2510《液化石油气(LPG)设施的设计和建造》规定:液化烃管道上的切断阀应尽可能靠近罐布置,最好位于罐壁嘴子上。为便于操作和维修,切断阀安装位置应易于迅速接近。当液化烃罐容积超过10000gal(≈38m3)时,在火灾发生15min内,所有位于罐最高液面下管道上的切断阀应能自动关闭或遥控操作。切断阀控制系统应耐火保护,切断阀应能手动操作。7.2.17 输送可燃气体、液化烃和可燃液体的管道在进、出石油化工企业时,应在围墙内设紧急切断阀。紧急切断阀应具有自动和手动切断功能。
9)GB 51283-2020

5.8.3的条文说明中火灾紧急切断控制阀可配置手轮,该机构必须能实现在无动力和阀门最大负载情况下可手动操纵执行机构。

10)IEC 61511-1-2016 规定严格的管理程序与措施

bypass:action or facility to prevent all or parts of the SIS functionality from being executed.
The design of the SIS shall minimize the need for operator selection of options and the need to bypass the system while hazards are present. If the design does require the use of operator actions,the design should include facilities for protection against operator error.
Bypass switches or means shall be protected to prevent unauthorized use (e.g.,by key locks or passwords in conjunction with effective management controls).
旁路:阻止全部或部分SIS功能被执行的动作或设施。
SIS的设计应尽量减少操作员选择选项的需要,以及在存在危险时绕过系统的需要。如果设计确实需要使用操作人员的动作,则设计应包括防止操作人员出错的设施。
旁路开关或装置应受到保护,以防止未经授权的使用(例如,通过钥匙锁或密码与有效的管理控制相结合)。 

注:流量计的旁路的道理也与阀门相似,根据SH/T 3104 7.1.4流量计应根据工艺要求设置旁路管道。条文说明中,设置流量计旁路管道的目的是为了在流量计拆除维修时不影响流量测量,因此,在流量连续测量的场所应设置流量旁路管道,在流量断续计量的场所可不设置流量旁路管道,维修人员可利用流量间歇期维修流量计。

关于举办“2024连续流技术及工艺开发案例与首次工艺论证培训班”的通知

   连续流技术可以使化工生产微型化、本质安全化,使生产过程更加安全、高效、环保。本次培训从连续流反应器、工艺技术、案例解析、依据项目小试、中试、扩试、工业化生产等全生命周期各环节本质安全的要求,化学反应安全风险评估、国内首次使用化工工艺安全可靠性论证报告编制(首次工艺论证报告编制)几个方面展开交流,本单位在2024年9月20日-22日在上海市举办2024连续流技术及工艺开发案例与首次工艺论证培训班两个会场同时召开,邀请多年实践经验和连续流工艺案例的企业和大学老师授课,请各有关单位积极派员参加,现将有关事项通知如下:

培训组织:

主办单位:北京中科安化工业技术中心

支持媒体:化学工业网 化工服务联盟  

培训时间地点:

时间:2024年9月20日-22日(20日全天报到)21和22两天课程(两个会场同步进行)

地点上海市(地点会前一周直接通知报名者)线上+线下

培训费用:

2800元/人(含培训费、资料费、两天午餐费等费用)。提前汇款2500元/人,住宿统一安排,费用自理。展位、发言及其它赞助方案请与会务组联系。
报名联系方式:
电话/传真:010-60354362 祁慧杰:18518206941(同微信)

姜岩言:手机微信同号: 13260460335(报名微信)

手机咨询:18515638512
培训主要内容:见课程表

9月
21日

8:30-12:00

 
会场一

1.流体化学技术介绍

2.适合的反应类型

3.具体案例分享

4.旭流化学介绍

5.流体项目研发交流

主讲老师:唐心华,上海旭流化学科技有限公司 研发副总监(流体化学),在原料药的工艺开发领域工作12年,前6年在大型CDMO从事原料药传统釜式工艺的研发和生产管理,近6年专注于流体化学的工艺开发和生产应用。曾任清华大学科研助理,对流体化学的基础理论知识和在具体的原料药工艺开发应用中有深入的理解。

9月
21日

13:30-16:30

 
会场一

1、化工过程热风险;

2、化工物料的热危险性评估;

3、化学反应过程热危险性评估;

3.1快反应与连续流反应技术,

3.2连续流反应的反应安全风险评估。

4、国内首次使用化工工艺安全可靠性论证;

4.1国内首次使用化工工艺的定义及范围,

4.2如何编制国内首次使用化工工艺安全可靠性论证报告。

5、化工过程本质安全化设计。

主讲老师:舒理建,男,正高级工程师,浙江工业大学客座教授、浙江师范大学兼职教授,中国化学品安全协会专家,浙江省应急管理专家。现任长三角绿色制药协同创新中心、国家化学原料药合成工程技术研究中心医药化工过程安全研究院院长、浙江华颀安全科技有限公司董事长,九三学社东阳市基层委员会副主委。1989年7月毕业于浙江工业大学化学工程系工业分析专业,长期从事药品研发、合成工艺研究、工艺安全研究、产业化研究、工程设计和产业化工作。历任医药上市公司研究所所长、总工程师、副总经理、总经理,先后主持完成了国家级项目3个、省级项目9个,主持制定国家标准4项,获得省级技术发明一等奖1项、省级科技进步二等奖1项;获得浙江省优秀科技工作者、九三学社浙江省委员会优秀社员等荣誉称号。

9月
22日

8:30-9:30

 
会场一

微化工技术及其在精细化工过程中的应用

一.研究背景 二.目前的主要研究进展 三.结论与展望

主讲老师:凯尔曼·亚森,山东微井化工科技有限公司/技术副总监,公司工艺开发负责人,主要从事流动化学,化学工程中的连续流合成反应,工艺过程强化,连续过程强化,连续过程工程技术,本质安全化工技术,绿色合成工艺研究及产业化,拥有10余项发明专利。

9月
22日

9:30-11:30

 
会场一

1、连续流技术简介

1)技术原理2)技术理论研究3)流体模拟技术

2、连续流技术设备简介

1)设备类型及特点2)设备特殊形式3)材质发展4)加工方式

3、辅助设备简介

1)进料系统2)在线检测系统3)自动控制系统4)其它系统

4、连续流技术实践经验

1)传质分析2)传热分析3)方案的设计与设备选择4)设备的使用与维护5)使用技巧与经验

5、连续流技术理论研究的思考

1)选择性问题2)动力学、热力学研究3)反应热分析4)数值模拟

主讲老师:黄长如,现在就职于山东欣龙装备制造有限公司负责研发,丁全有,黄长如,李鹏飞 主编《连续流反应器及工艺设计》已经出版,连续多年从事连续流技术研发工作,实践经验丰富,帮助企业提质增效。

9月
22日

13:30-16:30

 
会场一

工程案例的技术总结

1、塔的工程实践和技术总结

案例一:脱水;案例二:溶剂回收;案例三:间歇精馏的扩产;案例四:汽提塔;案例五:共沸物的分离;案例六:反应精馏

2、反应的工程实践和技术总结

案例一:气固反应;案例二:气液反应;案例三:酰氯化反应

3、其它的工程实践和技术总结

案例一:连续萃取;案例二:强化液液传质;案例三:精馏塔提产;案例四:尾气甲苯超标;案例五:塔顶冷凝器能力不够

4、工作的基本观点

寻找问题的源头、理论和实际要对应起来

主讲老师:王炜,华东理工大学化学工程专业硕士毕业。曾多次参加主持过石油化工装置、精细化工装置的建设;有多年大型化工企业工作经验,任工艺部门负责人。近几年,专注于精细化工行业的工程优化工作。现为多家农药生产公司的技术顾问,为企业工程优化改进提供解决方案。

下午5点左右培训结束,交流讨论。

9月
21日

8:30-12:00

 
会场二

精细化学品的连续流合成开发

内容:主要介绍利用连续流技术进行新型精细化学品的开发

(1)连续流合成技术的基本介绍

(2)连续流反应开发精细化学品的基本装置

(3)连续流合成微纳米材料简介

(4)连续流技术结晶简介

(5)连续流技术合成药物中间体简介

(6)高通量合成与连续流技术的结合

(7)人工智能与连续流技术的结合

主讲老师:陶胜洋,大连理工大学化学学院,教授,院长。长期从事微流体、连续化反应、智能化学等化学化工与信息技术交叉的科学研究;获评国家级青年人才,担任大连市智能化学重点实验室主任;担任中国化学会胶体与界面化学专业委员会青年委员会副主任;中国化工学会微化工技术、智能制造两个专业委员会委员;中国化学会会员期刊《化学通讯》首届科普教育类编委、辽宁省石油石化学会副理事长。

9月
21日

13:30-15:30

 
会场二

1、连续结晶技术的选择;

2、连续结晶技术开发;

3、连续结晶工艺设计;

4、连续结晶器设计;

5、连续结晶操作;

6、连续结晶工程应用;

7、连续结晶存在的一些问题以及解决方案

主讲老师:龚俊波,天津大学讲席教授,博士生导师,现任国家工业结晶工程技术研究中心主任,国家结晶科学与工程国际联合研究中心执行主任。
9月
21日

15:30-16:30

会场二

康宁反应器技术工艺开发案例介绍

1、康宁反应器产品介绍、

2、康宁反应器无缝放大原理、工艺开发应用案例等。

主讲老师:吴茂诚,硕士毕业于第二军医大学,曾在上海医药工业研究院及亚邦医药研究院从事药物合成工艺研发与中试放大工作,目前担任康宁反应器技术中心(中国)技术中心副主任一职,负责康宁反应器技术应用与推广以及工艺开发。加入康宁反应器技术有限公司 5 年内,先后负责完成十余个连续流工业化项目的工艺开发,在康宁微通道反应器技术应用方面有丰富的经验。

9月
21日

16:30-17:30

 
会场二

最有价值的药物连续制造应用

1.药物连续制造的背景

2.关于药物连续制造政策的解读

3.药物连续制造技术与案例

4.安微连续流技术简介

主讲老师:程汉,山东大学化学学士,纽约大学化学硕士,现任安微连续流技术售前技术支持经理。在纽约大学Ryan Hartman教授指导下研究连续流反应器在制药领域非均相催化中的应用,以及微通道反应器的设计与开发。加入安微连续流以来,主导了多个药企和精细化工企业工业化项目的开发,其中数项已经工业化落地或即将落地,研究范围涉及加氢、硝化、重氮化、磺化、过氧化等等,有着丰富的连续流开发及工业化落地相关经验。


9月
22日

8:30-12:00

 
会场二

1、微通道反应器的设计与开发

2、高剪切反应器的设计与开发

3、连续流反应工艺的设计与开发

4、精馏系统热集成技术的设计与开发

5、膜与吸附分离技术的设计与开发

6、连续流分离工艺的设计与开发

主讲老师:李文鹏,副教授,硕士生导师,中共党员,中国化工学会微化工专委会青年委员、中国化工学会混合与搅拌专业委员会委员、河南省石油和化学工业协会智能制造推进委员会副秘书长。主要从事连续流反应及节能分离工艺包的设计与开发、化工过程强化设备的设计与开发(微通道反应器&高剪切反应器)、膜与吸附分离技术的应用与开发、精馏系统节能改造(系统热集成)等方面的基础与应用研究工作。设计开发出具有自主知识产权的阴阳鱼板式微通道及管壁式微通道反应器、射流鱼板式微通道反应、微孔射流强化套管式微通道反应器、超声强化孔射流套管微通道反应器、微管射流强化高剪切反应器等,所开发“微管射流高剪切混合器”获上海市高新技术转化项目。

9月
22日

13:30-14:30

 
会场二

化工本质安全微通道在硝化、重氮化、氧化中的工业化应用

1、微通道反应系统介绍 2、反应案例分析硝化案例讲解

3、重氮化反应工业化现状 4、常大微通道连续流重氮化反应案例

5、微通道在工业化应用中存在的问题

 主讲老师:张跃,教授,博士,博士生导师,加拿大圣西维尔大学访问学者,主要研究方向为化学工程、流动化学、过程强化、制药工程以及安全工程方面研究。常州大学环境科学与工程学院院长,常州大学化学工艺学科带头人和科技创新团队负责人,江苏省化学化工学会副秘书长,江苏省化学化工学会微通道技术专业委员会主任委员,石油和化工行业连续流技术工程实验室主任。

9月
22日

14:30-17:00

 
会场二

1、研究背景;

2、微流场技术工程化新方法;

3、微流场技术系统集成;

4、微流场工程化装备研发。

主讲老师:何伟,南京工业大学制药工程系主任,教授,博士生导师,主持“十三五”重点研发计划课题/子课题、国家自然科学基金面上项目、军委科技委国防科技创新项目、江苏省重点研发计划、教育部产学研协同育人项目等科研项目10余项,与中国石化、陕西煤业、中建安装、京博集团等企业开展产学研合作,以通讯、第一作者身份在Appl. Catal. B、Chem. Eng. J.等期刊发表SCI论文30篇,入选高被引文章1篇;获授权美国专利2项,中国发明专利40余项,其中10余件获得工业化应用,经济社会效益显著;2022年、2016年分别获中国石油和化学工业联合会技术发明一等奖,2020年获中国化工学会基础研究成果奖一等奖。

下午5点左右培训结束,交流讨论。
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