Αρχή λειτουργίας της βαλβίδας διακοπής λειτουργίας έκτακτης ανάγκης
Η διακοπή λειτουργίας είναι μέρος ενός μεγαλύτερου συστήματος που συνεργάζεται για να σταματήσει τη λειτουργία. Για να ξεκινήσει η ακολουθία διακοπής λειτουργίας πρέπει να συμβεί ένα συμβάν ενεργοποίησης που χρησιμοποιεί τη λογική ελέγχου για την έναρξη της ενεργοποίησης και του κλεισίματος της βαλβίδας.
Συμβάν ενεργοποίησης
Η βαλβίδα απενεργοποίησης έκτακτης ανάγκης ενεργοποιείται ως απόκριση σε μια σκανδάλη που υποδεικνύει μια δυνητικά επικίνδυνη κατάσταση. Συνήθως, αυτή η σκανδάλη προέρχεται από ένα σύστημα PLC ή DCS που παρακολουθεί μια παράμετρο εισόδου. Οι παράμετροι που ενεργοποιούν μια τέτοια απόκριση περιλαμβάνουν:
· Επίπεδα υψηλής ή χαμηλής πίεσης – Τα επίπεδα υψηλής πίεσης υποδηλώνουν δυνητικά επικίνδυνη πίεση που μπορεί να προκαλέσει ζημιά στον εξοπλισμό, τις γραμμές επεξεργασίας ή το προσωπικό. Τα επίπεδα χαμηλής πίεσης μπορεί να υποδηλώνουν διαρροή στη διαδικασία.
·Υψηλή θερμοκρασία – Η ασυνήθιστα υψηλή πίεση μπορεί να οδηγήσει σε υποβάθμιση του εξοπλισμού, έκρηξη ή προϊόν που δεν πληροί τις προδιαγραφές.
·Χαμηλό επίπεδο – Τα συστήματα διεργασίας συχνά απαιτούν ανάμειξη ή συγκράτηση μέσων διεργασίας μέσα σε δεξαμενές, πλοία και άλλο εξοπλισμό. Τα χαμηλά επίπεδα μπορεί να υποδηλώνουν επίπεδο ή απόφραξη της διαδικασίας.
Σχεδόν οποιαδήποτε παράμετρος διαδικασίας μπορεί να ενεργοποιήσει μια βαλβίδα διακοπής λειτουργίας έκτακτης ανάγκης σε προσαρμοσμένες διαδικασίες.
Λογική ελέγχου
Το συμβάν ενεργοποίησης στέλνει ένα σήμα (συνήθως 4-20mA) στο σύστημα PLC, DCS ή SCADA. Στη συνέχεια, το σύστημα επεξεργάζεται αυτό το σήμα και ξεκινά την κατάλληλη διαδικασία τερματισμού λειτουργίας.
Ενεργοποίηση και κλείσιμο βαλβίδας
Ένας ενεργοποιητής λαμβάνει ένα σήμα για την έναρξη διακοπής λειτουργίας. Ο ενεργοποιητής μετακινεί το στοιχείο κλεισίματος της βαλβίδας στην επιθυμητή θέση. Το κλείσιμο συνήθως συμβαίνει γρήγορα για να ελαχιστοποιηθεί η διάρκεια της κατάστασης έκτακτης ανάγκης.
Επιβεβαίωση και ειδοποίηση:
Αφού κλείσει η βαλβίδα ESD, το σύστημα ελέγχου μπορεί να λάβει σήματα ανάδρασης για να επιβεβαιώσει ότι η βαλβίδα έχει διακόψει επιτυχώς τη ροή. Αυτή η ανατροφοδότηση θα πρέπει να είναι άμεσα ορατή στους χειριστές, ώστε να μπορούν να γίνουν οι απαραίτητες λειτουργικές τροποποιήσεις.
Παράκαμψη και χειροκίνητος έλεγχος
Σε σπάνιες περιπτώσεις, οι χειριστές μπορεί να μπορούν να παρακάμψουν την αυτόματη απενεργοποίηση ή να ελέγξουν χειροκίνητα τη βαλβίδα ESD εάν είναι απαραίτητο, αλλά αυτό συνήθως προορίζεται για μικρά συστήματα διεργασιών.
Όταν εφαρμόζεται σωστά, μια βαλβίδα διακοπής λειτουργίας έκτακτης ανάγκης απομονώνει γρήγορα δυνητικά επικίνδυνες καταστάσεις για να αποτρέψει περαιτέρω ζημιές, προστατεύει το προσωπικό και τον εξοπλισμό και ελαχιστοποιεί τις επιπτώσεις στην ασφάλεια και το περιβάλλον.
Η γνώση του τύπου της βαλβίδας, ο σωστός σχεδιασμός, η αξιοπιστία και η ενσωμάτωση στο συνολικό σύστημα ασφαλείας είναι ζωτικής σημασίας για την αποτελεσματικότητά της. Τα κρίσιμα συστήματα μπορεί να έχουν περιττές βαλβίδες ESD για να διασφαλίζουν την αξιοπιστία. Εάν μια βαλβίδα δεν λειτουργεί, μια άλλη παρέχει τη λειτουργία διακοπής λειτουργίας.
Χρόνος κλεισίματος βαλβίδας διακοπής λειτουργίας έκτακτης ανάγκης
Ο χρόνος κλεισίματος ποικίλλει ανάλογα με τις απαιτήσεις της διαδικασίας. Ενώ γενικά είναι επιθυμητές οι γρήγορες αποκρίσεις, η διαδικασία μπορεί να μην απαιτεί γρήγορη απενεργοποίηση, επιτρέποντας έτσι χαμηλότερη ροπή ενεργοποιητή και/ή υψηλότερο χρόνο κλεισίματος βαλβίδας.
Στην υπεράκτια βιομηχανία των ΗΠΑ, η απαίτηση είναι να κλείσει μέσα σε 45 δευτερόλεπτα. Αυτός ο κανόνας εξυπηρετεί από το API RP 14C Recommended Practice for Analysis, Design, Installation and Testing Basic Surface Safety Systems for Offshore Production Platforms, Παράρτημα Γ – Συστήματα Υποστήριξης Γ.2.1.4. "Ο χρόνος που χρειάζεται για οποιαδήποτε συσκευή ασφαλείας (π.χ. PSH, BSL, σταθμός ESD, κ.λπ.) για να πραγματοποιήσει τον τερματισμό λειτουργίας εξαρτήματος ή πλατφόρμας δεν πρέπει να υπερβαίνει τα 45 δευτερόλεπτα." Ωστόσο, το API RP 14C δεν διαθέτει κριτήρια χρόνου ανοίγματος.
Ένας γενικός εμπειρικός κανόνας που χρησιμοποιείται στη βιομηχανική βιομηχανία είναι ότι ο χρόνος κλεισίματος για τις σφαιρικές βαλβίδες απαιτεί περίπου ένα δευτερόλεπτο ανά ίντσα σε διάμετρο οπής. Ως εκ τούτου, μια βαλβίδα 8" θα μπορούσε να εκτιμηθεί ότι κλείνει σε 8 δευτερόλεπτα, ενώ μια βαλβίδα 24" θα μπορούσε να διαρκέσει 24 δευτερόλεπτα.
Οι βαλβίδες ενδέχεται να υπόκεινται σε πρότυπα λειτουργικής ασφάλειας ανάλογα με τις απαιτούμενες προδιαγραφές. Αυτά τα πρότυπα λειτουργικής ασφάλειας συνδέονται με τα πρότυπα επιπέδου ακεραιότητας ασφάλειας (SIL) που ορίζονται από τη Διεθνή Ηλεκτροτεχνική Επιτροπή και περιλαμβάνουν το IEC 61508 (Λειτουργική Ασφάλεια Ηλεκτρικών/Ηλεκτρονικών/Προγραμματιζόμενων Ηλεκτρονικών Συστημάτων που σχετίζονται με την Ασφάλεια) καθώς και το IEC 61511 (Λειτουργία) Συστήματα με όργανα ασφαλείας για τον τομέα της βιομηχανίας επεξεργασίας).
Απόκριση τερματισμού λειτουργίας με βάση τον τύπο της βαλβίδας
Οι σφαιρικές βαλβίδες παρέχουν γενικά την ταχύτερη απενεργοποίηση, χρησιμοποιώντας μια σφαιρική σφαίρα που μπορεί να εμποδίσει γρήγορα τη διαδρομή ροής. Οι σφαιρικές βαλβίδες προσφέρουν την πιο πρακτική επιλογή για διακοπή λειτουργίας έκτακτης ανάγκης στα περισσότερα σενάρια.
Οι βαλβίδες πύλης έχουν μια σφηνοειδή πύλη που κινείται κάθετα προς την κατεύθυνση ροής. Ενώ μπορούν να παρέχουν μια σφιχτή σφράγιση, ο χρόνος κλεισίματός τους είναι γενικά πιο αργός από τις σφαιρικές βαλβίδες, ειδικά σε μεγαλύτερα μεγέθη.
Οι βαλβίδες σφαιρών περιέχουν έναν δίσκο που κινείται πάνω και κάτω για να ελέγχει τη ροή. Ο χρόνος κλεισίματός τους είναι συνήθως πιο αργός από τις σφαιρικές βαλβίδες λόγω της απαιτούμενης γραμμικής κίνησης.
Οι βαλβίδες πεταλούδας χρησιμοποιούν έναν δίσκο που περιστρέφεται για τον έλεγχο της ροής. Ενώ γενικά λειτουργούν πιο γρήγορα από τις βαλβίδες πύλης και σφαίρας, συνήθως χρησιμοποιούνται σε εφαρμογές μεγάλης οπής. Ως εκ τούτου, γενικά μπορεί να μην είναι τόσο γρήγορες όσο οι σφαιρικές βαλβίδες σε ορισμένες περιπτώσεις.
Άλλες βαλβίδες, όπως βαλβίδες βελόνας, βύσματος και διαφραγμάτων, είναι σπάνιες στις λειτουργίες διακοπής λειτουργίας λόγω τυπικά καλά καθορισμένων και εναλλακτικών περιπτώσεων χρήσης.
