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摘要：本文主要介绍紧急停车系统中的最终执行元件紧急关断阀的部分行程在线测试方法，从操作使用角度分别介绍了定位器控制方法、电磁阀控制方法和机械限制式方法。通过部分行程在线测试，使紧急关断阀在检修周期内保持良好的机械性能。
关键词：紧急关断阀；在线；测试
概述
在生产过程中，为连续性生产装置的安全保护而设置的紧急停车系统，即ESD系统（Emergency Shut Down system）是对生产装置可能发生的危险或不采取措施将继续恶化的状态进行及时响应和保护，使生产装置进入一个预定义的安全停车工况，从而使危险降低到可以接受的最低程度，以保证人员、设备、生产和装置的安全。为了提高企业的经济效益，安全平稳、长周期地连续生产是至关重要的，这就需要一种高度可靠的安全保护手段。
紧急关断阀是紧急停车系统的最终元件，一般由球阀和单作用弹簧复位气动执行机构组成。如图1。
紧急关断阀是两位式阀门，在正常操作情况下，紧急关断阀处于常开状态，并极少动作。当有紧急情况发生时，根据逻辑关系的不同，阀门关断整个工厂、某个单元或者某个单一的设备，这就要求紧急关断阀必须保持良好的性能。而阀门长时间不动作，它的可动部件（如轴承等部位）的摩擦阻力会增加甚至被介质粘住，使阀门在需要动作时没有能及时动作，造成不必要的经济损失甚至危及到人身安全。因此对紧急关断阀进行周期性检查是非常必要的。
由于紧急关断阀不能设置旁路，通常情况下，紧急关断阀是在装置大修时送到检验工厂进行测试。一般送检周期大概2～3年甚至更长。在这样长的周期内不能测试势必不能知道阀门的性能是否良好。因此，最好的办法是进行在线测试。而紧急关断阀都是两位式的，简单的在线测试必然引起不必要的停车。因此，部分行程的在线测试则是一个很好的选择。
顾名思义，部分行程在线测试就是通过一定的技术手段和设备使两位式紧急关断阀动作一定的行程而不关断，在不影响装置和设备的正常运行的情况下对紧急关断阀的机械性能进行测试。
部分行程在线测试方法有以下几种：
1. 定位器控制方法
定位器测试控制方法是采用一个定位器控制阀门到达预先设定的开度。但是，在通常情况下，紧急关断阀是不设置定位器的，所以要在紧急关断阀执行机构控制系统的两位三通电磁阀前面安装一个阀门定位器，如图2。
在控制室操作面板上面给阀门定位器一个信号，阀门开始动作，当阀门到达预定的位置（大约全行程20%）时，再给阀门定位器一个信号要阀门回到全开的位置。在测试过程中，紧急关断阀上面的阀位开关或者阀位变送器反馈信号到控制室，在控制室的人机操作界面上观察阀门的开关状态。
采用这种测试方法不会影响电磁阀的控制功能，在测试过程中，如果有紧急情况引起的因果关系使阀门的电磁阀失电，紧急关断阀仍然可以正常关断，不会因为实验的原因而失去关断的功能。
2. 电磁阀控制方法
电磁阀控制方法通过紧急停车系统编程在控制室给紧急关断阀的两位三通电磁阀一个脉冲信号，让电磁阀瞬间失电，阀门动作。当阀门行程达到预定的开度（大约全行程20%）后使电磁阀带电，阀门打开。阀门的行程根据阀位开关或者阀位变送器反馈信号到控制室，在控制室的人机操作界面上观察阀门的开关状态。为避免实验过程中阀门动作过多导致非正常关断。脉冲信号时间必须根据阀门和电磁阀的线圈进行调整，同时设置一个时间继电器进行比较，确保阀门动作行程不超过设定范围。同定位器的方法相同，在实验过程中，紧急关断阀仍然可以正常关断。
采用这种方法可以实现自动测试，但是必须对每个阀门进行编程，保证其行程在设定范围内。否则可能由于误动作产生意外关断。
3. 机械限制式方法
机械限制式方法是在紧急关断阀上安装一个机械设备去限制阀门的开度，见图3。
机械限制设备安装在阀杆上，上面有一个开关。在正常工作时，机械限制设备处于A状态，阀门开关正常，机械限制设备不起作用。当要进行在线测试时，操作人员用专门的開关将机械限制设备旋转，使其处于B状态，在这个状态下，机械限制设备的销子处于设定位置，这时在控制室使紧急关断阀的电磁阀失电，阀门开始关闭，当阀门达到设定的位置（大约全行程20%）时，阀杆被销子卡住，不能继续动作。然后在控制室给紧急关断阀的电磁阀带电，阀门打开。在控制室通过观察阀位开关反馈的状态信号确定阀门已经达到全开后，操作人员在现场用开关将机械限制设备旋转回至A状态。
机械限制设备由阀门生产厂商在制造阀门的时候一起制造，在线部分行程测试时必须有人在现场旋转开关和控制室配合操作，一起完成测试工作。由于机械限制，在测试过程中不会发生阀门的意外关断。
结论
以上几种方法是对紧急关断阀的在线部分行程测试，保证紧急关断阀在检修周期内能够保持良好的机械性能。前两种方法能够在控制室自动完成。而在实际使用过程中，为了防止意外关断，导致非正常状况停车，造成不必要的经济损失，采用第三种方法即机械限制式的方法比较好。
参考文献
1. Application of Safety Instrumented Systems for the Process Industries
ANSI/ISA-ISA 84.01-1996， ISA， Research Triangle Park， NC （1996）.
2. Functional safety of electrical/electronic/programmable electronic safety related systems，” IEC 61508， International Electrotechnical Commission， Geneva， Switzerland （1999）.
作者简介：
安惠娟，助理工程师，2000年毕业于抚顺石油工业自动化专业。
关键词：紧急关断阀；在线；测试
概述
在生产过程中，为连续性生产装置的安全保护而设置的紧急停车系统，即ESD系统（Emergency Shut Down system）是对生产装置可能发生的危险或不采取措施将继续恶化的状态进行及时响应和保护，使生产装置进入一个预定义的安全停车工况，从而使危险降低到可以接受的最低程度，以保证人员、设备、生产和装置的安全。为了提高企业的经济效益，安全平稳、长周期地连续生产是至关重要的，这就需要一种高度可靠的安全保护手段。
紧急关断阀是紧急停车系统的最终元件，一般由球阀和单作用弹簧复位气动执行机构组成。如图1。
紧急关断阀是两位式阀门，在正常操作情况下，紧急关断阀处于常开状态，并极少动作。当有紧急情况发生时，根据逻辑关系的不同，阀门关断整个工厂、某个单元或者某个单一的设备，这就要求紧急关断阀必须保持良好的性能。而阀门长时间不动作，它的可动部件（如轴承等部位）的摩擦阻力会增加甚至被介质粘住，使阀门在需要动作时没有能及时动作，造成不必要的经济损失甚至危及到人身安全。因此对紧急关断阀进行周期性检查是非常必要的。
由于紧急关断阀不能设置旁路，通常情况下，紧急关断阀是在装置大修时送到检验工厂进行测试。一般送检周期大概2～3年甚至更长。在这样长的周期内不能测试势必不能知道阀门的性能是否良好。因此，最好的办法是进行在线测试。而紧急关断阀都是两位式的，简单的在线测试必然引起不必要的停车。因此，部分行程的在线测试则是一个很好的选择。
顾名思义，部分行程在线测试就是通过一定的技术手段和设备使两位式紧急关断阀动作一定的行程而不关断，在不影响装置和设备的正常运行的情况下对紧急关断阀的机械性能进行测试。
部分行程在线测试方法有以下几种：
1. 定位器控制方法
定位器测试控制方法是采用一个定位器控制阀门到达预先设定的开度。但是，在通常情况下，紧急关断阀是不设置定位器的，所以要在紧急关断阀执行机构控制系统的两位三通电磁阀前面安装一个阀门定位器，如图2。
在控制室操作面板上面给阀门定位器一个信号，阀门开始动作，当阀门到达预定的位置（大约全行程20%）时，再给阀门定位器一个信号要阀门回到全开的位置。在测试过程中，紧急关断阀上面的阀位开关或者阀位变送器反馈信号到控制室，在控制室的人机操作界面上观察阀门的开关状态。
采用这种测试方法不会影响电磁阀的控制功能，在测试过程中，如果有紧急情况引起的因果关系使阀门的电磁阀失电，紧急关断阀仍然可以正常关断，不会因为实验的原因而失去关断的功能。
2. 电磁阀控制方法
电磁阀控制方法通过紧急停车系统编程在控制室给紧急关断阀的两位三通电磁阀一个脉冲信号，让电磁阀瞬间失电，阀门动作。当阀门行程达到预定的开度（大约全行程20%）后使电磁阀带电，阀门打开。阀门的行程根据阀位开关或者阀位变送器反馈信号到控制室，在控制室的人机操作界面上观察阀门的开关状态。为避免实验过程中阀门动作过多导致非正常关断。脉冲信号时间必须根据阀门和电磁阀的线圈进行调整，同时设置一个时间继电器进行比较，确保阀门动作行程不超过设定范围。同定位器的方法相同，在实验过程中，紧急关断阀仍然可以正常关断。
采用这种方法可以实现自动测试，但是必须对每个阀门进行编程，保证其行程在设定范围内。否则可能由于误动作产生意外关断。
3. 机械限制式方法
机械限制式方法是在紧急关断阀上安装一个机械设备去限制阀门的开度，见图3。
机械限制设备安装在阀杆上，上面有一个开关。在正常工作时，机械限制设备处于A状态，阀门开关正常，机械限制设备不起作用。当要进行在线测试时，操作人员用专门的開关将机械限制设备旋转，使其处于B状态，在这个状态下，机械限制设备的销子处于设定位置，这时在控制室使紧急关断阀的电磁阀失电，阀门开始关闭，当阀门达到设定的位置（大约全行程20%）时，阀杆被销子卡住，不能继续动作。然后在控制室给紧急关断阀的电磁阀带电，阀门打开。在控制室通过观察阀位开关反馈的状态信号确定阀门已经达到全开后，操作人员在现场用开关将机械限制设备旋转回至A状态。
机械限制设备由阀门生产厂商在制造阀门的时候一起制造，在线部分行程测试时必须有人在现场旋转开关和控制室配合操作，一起完成测试工作。由于机械限制，在测试过程中不会发生阀门的意外关断。
结论
以上几种方法是对紧急关断阀的在线部分行程测试，保证紧急关断阀在检修周期内能够保持良好的机械性能。前两种方法能够在控制室自动完成。而在实际使用过程中，为了防止意外关断，导致非正常状况停车，造成不必要的经济损失，采用第三种方法即机械限制式的方法比较好。
参考文献
1. Application of Safety Instrumented Systems for the Process Industries
ANSI/ISA-ISA 84.01-1996， ISA， Research Triangle Park， NC （1996）.
2. Functional safety of electrical/electronic/programmable electronic safety related systems，” IEC 61508， International Electrotechnical Commission， Geneva， Switzerland （1999）.
作者简介：
安惠娟，助理工程师，2000年毕业于抚顺石油工业自动化专业。