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眾所周知，安全閥是設備安全的最后一道防線(xiàn)，那么安全閥性能的可靠性直接決定了整套設備的安全可靠。每年全球都會(huì )發(fā)生數起超壓爆炸事故，給人們的生命和財產(chǎn)帶來(lái)難以挽回的損失，至于國內，每年也都有類(lèi)似的事故發(fā)生。在為此類(lèi)事故的發(fā)生而痛心時(shí)，我們不禁要反思，火星已經(jīng)成為人類(lèi)著(zhù)眼點(diǎn)的世紀，我們竟然不能避免類(lèi)似悲劇的發(fā)生？事實(shí)上，一般的超壓爆炸事故都是可以通過(guò)配置合適的安全閥來(lái)避免的，而可靠性高的安全閥更是可以將事故的概率降至低。該如何提高安全閥的可靠性，使我們的設備真正安全？

艾默生推動(dòng)安全閥行業(yè)更上一層樓

百年艾默生，創(chuàng )新中國40年。40年深耕中國，40年創(chuàng )新賦能，艾默生中國從技術(shù)轉讓起步，發(fā)展成為集設計、采購、生產(chǎn)、研發(fā)和服務(wù)一體化的解決方案提供商，艾默生視中國為全球業(yè)務(wù)重要的市場(chǎng)之一，致力于 “在中國，為中國”的發(fā)展策略，積極開(kāi)展中國業(yè)務(wù)的同時(shí)，近年來(lái)一直持續加大在中國的投資，其中包括對青浦安全閥工廠(chǎng)的再投資。

艾默生總部位于美國密蘇里州圣路易斯市，是一家全球性的技術(shù)與工程公司，為工業(yè)、商業(yè)及住宅市場(chǎng)用戶(hù)提供創(chuàng )新性解決方案，其自動(dòng)化解決方案幫助過(guò)程、混合和離散制造商通過(guò)優(yōu)化其能效和運營(yíng)成本，從而加大化生產(chǎn)，并保護人員和環(huán)境。艾默生旗下?lián)碛蠥nderson Greenwood、Crosby、Kunkle、Birkett等眾多安全閥品牌，可以為用戶(hù)提供全套安全閥解決方案。

您知道嗎！雖然安全閥的投資占比相當不起眼，它卻保護著(zhù)整套系統的安全。 

安全閥重要的兩個(gè)參數為整定壓力和排量，艾默生嚴選供應商為安全閥配置性能優(yōu)越的彈簧，所有標準范圍內的安全閥都經(jīng)過(guò)第三方的排量認證，從而確保安全閥的可靠性。 

1. 艾默生為電力行業(yè)里程碑項目提供安全閥方案

在中國百萬(wàn)級電站機組安全閥應用中，艾默生可謂是領(lǐng)跑的主力軍。世界上高參數的兩個(gè)研究型電廠(chǎng)實(shí)驗回路，使用著(zhù)艾默生安全閥保駕護航，溫度分別達到700度和730度。在已投入商業(yè)運行和在建的高參數百萬(wàn)機組電廠(chǎng)使用艾默生安全閥保駕護航，高整定壓力分別是40.6Mpag和41.01Mpag。

圖1 艾默生電廠(chǎng)客戶(hù)

2. 艾默生為非電行業(yè)里程碑項目提供安全閥方案 

三偏心閥具有本質(zhì)火災安全性能，原因在于其結構不涉及使用任何軟材料并通過(guò)了API 607標準火災安全測試，達到零泄漏。因此被越來(lái)越多地應用在直接連接到儲罐上的緊急功能解決方案中。

更為可靠的罐區緊急關(guān)斷閥解決方案

某化工責任有限公司采用艾默生28英寸安全閥方案為其設備保駕護航，該安全閥為迄今為止艾默生所交付的大尺寸安全閥。

圖2 化工廠(chǎng)效果圖

艾默生青浦安全閥工廠(chǎng) - 一切為了更加安全

艾默生在中國上海成立安全閥研發(fā)中心，艾默生安全閥不只是中國制造，更加是中國創(chuàng )造。艾默生青浦安全閥工廠(chǎng)擁有一支實(shí)力雄厚的技術(shù)服務(wù)隊伍，在新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)、國外技術(shù)轉移以及本地化產(chǎn)品支持、生產(chǎn)制造和質(zhì)量控制方面承擔著(zhù)重要角色。他們與國內外閥門(mén)設計、標準等相關(guān)單位保持著(zhù)緊密聯(lián)系，積極參與規范變更等工作。

圖3 艾默生自動(dòng)化流體控制（上海）有限公司

2014年8月28日，中國及亞太地區首個(gè)經(jīng)過(guò)美國NB認證的蒸汽排量測試認證中心在青浦工廠(chǎng)正式啟用，測試中心對安全閥進(jìn)行符合ASME 第1篇和第8篇標準的蒸汽測試，測試設定壓力至 21.38 MPa（3100 psig）蒸汽排量測試至 9072kg/小時(shí)，測試閥門(mén)入口尺寸為 1/2”至10”。

鍋爐為試驗臺產(chǎn)生蒸汽，以3,000kg/小時(shí)的產(chǎn)汽速率，產(chǎn)生18MPa，375℃飽和蒸汽，并可根據需要進(jìn)行擴容。儲能器儲存測試閥門(mén)的高壓蒸汽，是整個(gè)設施的中心部位，堪稱(chēng)國內高規格的儲能器之一。每臺都能在最大壓力18MPa下儲存10m3的蒸汽，并按需將蒸汽釋放至指定的試驗臺。3個(gè)完備的試驗臺用于A(yíng)SME生產(chǎn)性能及排量測試，每個(gè)試驗臺都有其單獨的控制臺，位于試驗間外以保證操作員的安全。蒸汽由測試閥門(mén)出口經(jīng)過(guò)一個(gè)巨大的消聲器排入大氣，消聲器可將測試過(guò)程中產(chǎn)生的噪聲降低到安全水平。

圖4 艾默生上海青浦工廠(chǎng)安全閥蒸汽測試裝置

全生命周期服務(wù)：不斷提高運行中安全閥可靠性

 艾默生在持續提升安全閥性能的努力遠不止研發(fā)和生產(chǎn)階段，當用戶(hù)采購并使用安全閥后，艾默生依然活躍在現場(chǎng)為安全閥的可靠運行保駕護航。

1. 本地支持

艾默生擁有100 多個(gè)地區服務(wù)中心，在全球范圍內提供卓越效的本地支持。

2. 遠程技術(shù)支持

無(wú)論是裝置開(kāi)車(chē)、全面維護還是按需故障排除，艾默生致力于在用戶(hù)需要時(shí)隨時(shí)隨地為用戶(hù)提供技術(shù)支持。例如，可以使用遠程協(xié)助應用程序利用增強現實(shí)技術(shù)實(shí)現技術(shù)支持，從而在用戶(hù)方便的時(shí)候遠程指導用戶(hù)完成維護任務(wù)。 

3. 現場(chǎng)安裝和備件計劃

當關(guān)鍵部件發(fā)生故障時(shí)，用戶(hù)需要快速更換部件，以降低工廠(chǎng)運營(yíng)的昂貴中斷。無(wú)論是快遞至用戶(hù)還是至現場(chǎng)，幫助您實(shí)現支持工廠(chǎng)所需的適當級別的備件。 

4. QuickShip? 快速交貨計劃

這個(gè)交付計劃使艾默生能夠快速運送標準和專(zhuān)用零件和產(chǎn)品，以提高速度和對您的響應。艾默生的全球設施、本地服務(wù)和對服務(wù)的承諾使您能夠在日益具有挑戰性的環(huán)境中避免停機，保持進(jìn)度，應對意外情況并控制成本。

圖5 移動(dòng)式安全閥服務(wù)中心

5. 有效監測安全泄放裝置

您知道嗎！安全閥泄漏風(fēng)險的出現可能遠比你想象的早。

人工巡檢需要配備班組人員，然而招聘一線(xiàn)巡檢人員越來(lái)越困難，特別是對于現在的年輕人，偏遠的工廠(chǎng)已經(jīng)不再具有吸引力。即便配備了相應的巡檢人員，現在高昂的人力成本也使得巡檢成本較高，特別是較大的工廠(chǎng)，需要配備幾十個(gè)巡檢班組人員。人工巡檢都會(huì )面臨誤差的問(wèn)題，巡檢的數據不能實(shí)時(shí)反饋回傳給運行部，使得運行人員可以針對工況采取調整措施。無(wú)法第一時(shí)間覆蓋所有的安全閥設備，當惡劣天氣來(lái)臨的時(shí)候，或者苛刻工況區域，根本無(wú)法實(shí)現人工巡檢。無(wú)線(xiàn)監測方案可以解決幾乎所有人工巡檢的弊端。相比人工巡檢，無(wú)線(xiàn)監測方案的成本回收期為5年左右。

圖6 艾默生無(wú)線(xiàn)聲波變送器安全閥監測方案

減少能源排放的一個(gè)很好的例子是泄壓裝置無(wú)線(xiàn)監測。無(wú)線(xiàn)傳感器為這些裝置提供連續監測，使企業(yè)維護人員能夠采取主動(dòng)的糾正措施并制定有效的維護計劃，而不是在整個(gè)過(guò)程中定期手動(dòng)檢查安全閥（PRV）和爆破片（RD）等泄壓裝置的傳統方法。這些無(wú)線(xiàn)傳感器和Plantweb Insight壓力泄放閥狀態(tài)監測APP是艾默生Plantweb數字生態(tài)系統中的一個(gè)重要組成部分。

根據被監測的泄壓裝置類(lèi)型，無(wú)線(xiàn)傳感技術(shù)可包括聲波，限位開(kāi)關(guān)和差壓傳感器。無(wú)線(xiàn)聲波傳感技術(shù)適用于所有類(lèi)型的安全閥和爆破片。無(wú)線(xiàn)閥位監測器非常適用于彈簧式安全閥，例如艾默生Crosby J系列安全閥，無(wú)線(xiàn)差壓傳感器適用于高壓和低壓先導式安全閥，例如艾默生Anderson Greenwood HPP和LPP先導式安全閥。

眾所周知，流程工廠(chǎng)的控制系統期望將壓力等過(guò)程變量控制在安全限制范圍內，并保證工廠(chǎng)高效運行。但是，控制系統可能無(wú)法處理所有壓力等過(guò)程擾動(dòng)。運行人員干預，安全儀表系統和壓力泄放裝置就成為流程工廠(chǎng)安全的最后一道防線(xiàn)。

傳統上，壓力泄放裝置為簡(jiǎn)單機械設計，以確保在超壓工況下的可靠性。通過(guò)將系統介質(zhì)（氣體或液體）排放到大氣或封閉的回收系統來(lái)防止系統超壓。壓力泄放裝置動(dòng)作有時(shí)甚至是系統超壓的唯一判定因素 。因此，越早檢測到超壓事件，運行人員就能越早響應并采取措施。

通常一個(gè)工廠(chǎng)安裝有來(lái)自不同供應商的不同規格型號的安全泄放裝置，并且因為型號、尺寸和操作壓力的不同，使得設計標準化監測系統變得困難。

監測安全泄放裝置開(kāi)啟的次數以及每次開(kāi)啟泄放的時(shí)間有助于運行人員更好地了解系統運行狀況。它還可以幫助改善火炬燃燒控制。但是，監測不能預測安全泄放裝置因故障而引起泄漏。

監測安全泄放裝置的可靠性，比較有效和經(jīng)濟的方法是使用無(wú)線(xiàn)聲波變送器。

圖7 艾默生無(wú)線(xiàn)聲波變送器安全閥監測方案

流過(guò)閥門(mén)喉道的系統介質(zhì)在寬且復雜的頻率和振幅范圍內產(chǎn)生聲波。大多數聲波處于超聲波范圍內，但其中一些也處于人類(lèi)可聽(tīng)范圍內。無(wú)線(xiàn)聲波變送器可以檢測管壁中的超聲波，并監測溫度。設備為無(wú)線(xiàn)信號傳輸、小巧、輕便且無(wú)干擾。它們可以很容易地夾在出口管道上，因此無(wú)需更改工廠(chǎng)管道（圖5）。

· 安全泄放裝置的運行狀況可以通過(guò)以下方式確定：

· 噪聲水平的增加表明安全泄放裝置已經(jīng)開(kāi)啟或泄漏。

· 當噪音水平返回到先前水平時(shí)，表示安全泄放裝置已關(guān)閉或不再泄漏。

· 當噪音水平返回到高于先前水平時(shí)，表示閥門(mén)泄漏或未完全關(guān)閉。這可能是由于閥瓣和閥座之間的顆?；蛩傅某练e或部件機械不對中引起的。

· 當噪音水平連續變化時(shí)，表明閥門(mén)可能正在預泄或頻跳。

· 溫度變化可以作為驗證閥門(mén)開(kāi)啟或泄漏的輔助參數。

無(wú)線(xiàn)聲波變送器應安裝在安全閥的下游，盡可能靠近閥門(mén)。安全閥有時(shí)安裝有截止閥和旁路閥，用于維護和特殊操作條件。旁路閥可能無(wú)意中保持打開(kāi)或未完全關(guān)閉，導致系統介質(zhì)意外流向回收系統。安裝的無(wú)線(xiàn)聲波變送器不僅可以監測安全閥的開(kāi)啟和泄漏，還可以監測通過(guò)旁通閥的流量。

本文中提到的設備使用無(wú)線(xiàn)HART協(xié)議，這是一種開(kāi)放性標準，可提供安全、可靠和靈活的無(wú)線(xiàn)通信。無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )的規劃、安裝和配置簡(jiǎn)單靈活。

通過(guò)這種方式監測壓力泄放裝置并將結果反饋到閥門(mén)資產(chǎn)管理數據庫中，可以在泄漏狀況惡化之前識別并采取措施，從而可以消除或減少潛在嚴重故障發(fā)生的幾率。

圖8 配備艾默生無(wú)線(xiàn)聲波變送器安全閥監測方案后，安全閥開(kāi)啟或泄漏引起火炬變動(dòng)，安全閥位置由未知到第一時(shí)間排查出來(lái)。

產(chǎn)品和技術(shù)升級

1. 低壓先導式呼吸閥排量升級

艾默生正在幫助LNG海上運輸業(yè)和陸上用戶(hù)將安全閥的投資減少25%，并通過(guò)艾默生Anderson Greenwood? 9300系列升級版9300H系列低壓先導式安全閥（POPRVs）降低總投資成本。Anderson Greenwood 9300H專(zhuān)利設計保證高運行壓力下零泄漏，與目前市場(chǎng)上同類(lèi)產(chǎn)品相比，流量增加10.5%。流量提高使閥門(mén)尺寸變小或數量減少，從而節省了初始采購成本，同時(shí)還節省了相關(guān)管道、配件和膨脹彎頭的成本投入。

該閥門(mén)專(zhuān)為船舶、浮式生產(chǎn)或存儲單元上的海上LNG儲罐、LNG接收站而設計，使船東和工程人員能在選用較小尺寸的閥門(mén)和配套管路的同時(shí)，有效地滿(mǎn)足其關(guān)鍵的超壓保護要求。Anderson Greenwood 9300H先導式安全閥系列具有卓越性能和閥座氣密性，并利用經(jīng)過(guò)52年現場(chǎng)驗證的Anderson Greenwood 93系列導閥安裝到主閥上，為海上應用提供了一個(gè)緊湊、穩固耐用的理想選擇。該閥門(mén)可現場(chǎng)調節，根據現場(chǎng)需求可實(shí)現在壓力釋放期間減少產(chǎn)品損失的調節型方式，亦可實(shí)現在整定壓力下完全打開(kāi)的突跳型方式。9300H可與閥門(mén)監控設備配套使用，并通過(guò)所有主要船級社（包括勞氏船級社、美國船級社、法國船級社和挪威船級社 ）的液化氣體運輸船應用認證。

圖9 艾默生9300H系列低壓先導式安全閥流場(chǎng)和實(shí)物圖

2. 逸散性排放控制升級

由于安全風(fēng)險和對環(huán)境的影響，工廠(chǎng)的逸散性排放日益收到重視，逸散性排放也會(huì )對全球氣候變化產(chǎn)生影響。各國政府在不斷提高限制逸散性排放的標準，企業(yè)為了自身的安全和滿(mǎn)足合規要求也在不斷在控制逸散性排放進(jìn)行投資和設備升級。

據統計工廠(chǎng)內63%的逸散性泄放來(lái)自于閥門(mén)，全球性標準《ISO 15848-1:2006 工業(yè)閥門(mén).泄漏測量、試驗和鑒定程序》及殼牌MESC 77-300和77-312 工業(yè)閥門(mén)型式試驗要求和程序-逸散性測試都對滿(mǎn)足閥門(mén)逸散性要求做出了詳細的說(shuō)明。

艾默生可以提供滿(mǎn)足上述標準要求的安全閥，泄漏等級達到1.0×10-10 Pa-m3/s和1.78 E-8 x gasket OD（mm），遠遠超過(guò)普通行業(yè)標準API 527泄壓閥閥座密封性要求，為工廠(chǎng)提供更高的安全閥保障，降低因泄漏產(chǎn)生的合規性風(fēng)險。。

LNG接收站是艾默生安全閥典型應用之一

LNG接收站應用

LNG（液化天然氣）作為一種清潔能源，已經(jīng)開(kāi)始逐步替代LPG（液化石油氣）走進(jìn)千家萬(wàn)戶(hù)，我國的LNG主要依靠進(jìn)口，通過(guò)LNG運輸船將LNG從國外運輸到國內，LNG運輸船被稱(chēng)為造船業(yè)皇冠上的明珠。雖然LNG接收站儲罐還沒(méi)有被稱(chēng)為儲罐行業(yè)皇冠上的明珠，然而其技術(shù)要求相比一般儲罐卻要嚴格的多，作為L(cháng)NG儲罐超壓保護的安全閥，則肩負著(zhù)更為嚴峻的任務(wù)。艾默生致力于LNG行業(yè)的發(fā)展，從1973年開(kāi)發(fā)出應用于大型LNG儲罐的安全閥以來(lái)，在全球的大型LNG儲罐中得到廣泛應用。艾默生LNG儲罐安全閥在中國也備受青睞。在中國21座LNG接收站中，有13個(gè)采用艾默生安全閥。

艾默生旗下安全閥產(chǎn)品和調壓器產(chǎn)品作為壓力管理總體解決方案，可以為用戶(hù)提供總體壓力管理解決方案，是行業(yè)內值得信賴(lài)的合作伙伴。

11月24日至25日舉行的舉行的Emerson Exchange 2021中國線(xiàn)上會(huì )議，我們將分享更多自力式調節閥先進(jìn)技術(shù)，11月25日第6頻道，我們在線(xiàn)上等你光臨！

敬請期待！

關(guān)于艾默生 

艾默生（美國紐約證券交易所代碼：EMR）是一家全球性的技術(shù)與工程公司，為工業(yè)、商業(yè)及住宅市場(chǎng)客戶(hù)提供創(chuàng )新性解決方案。自動(dòng)化解決方案業(yè)務(wù)幫助過(guò)程、混合和離散行業(yè)制造商優(yōu)化其能效和運營(yíng)成本，促進(jìn)生產(chǎn)，確保人員安全和保護環(huán)境。商住解決方案幫助確保人類(lèi)舒適度和健康，保障食品質(zhì)量和安全，提升能效，打造可持續發(fā)展的基礎設施。