Princip činnosti nouzového uzavíracího ventilu
Vypnutí je součástí většího systému, který spolupracuje na zastavení provozu. Pro zahájení vypínací sekvence musí nastat spouštěcí událost, která používá řídicí logiku k zahájení ovládání a uzavření ventilu.
Spouštěcí událost
Nouzový uzavírací ventil se aktivuje v reakci na spoušť, která indikuje potenciálně nebezpečnou situaci. Tento spouštěč obvykle pochází ze systému PLC nebo DCS, který monitoruje vstupní parametr. Mezi parametry, které spouštějí takovou reakci, patří:
·Úrovně vysokého nebo nízkého tlaku – Úrovně vysokého tlaku označují potenciálně nebezpečný tlak, který může způsobit poškození zařízení, procesních linek nebo personálu. Nízký tlak může naznačovat netěsnost v procesu.
·Vysoká teplota – Abnormálně vysoký tlak může způsobit degradaci zařízení, výbuch nebo produkt, který nesplňuje specifikace.
· Nízká hladina – Procesní systémy často vyžadují míchání nebo držení procesních médií uvnitř nádrží, nádob a dalších zařízení. Nízké hladiny mohou naznačovat úroveň nebo zablokování procesu.
Téměř jakýkoli parametr procesu může spustit nouzový uzavírací ventil v procesech navržených na míru.
Logika řízení
Spouštěcí událost odešle signál (obvykle 4-20mA) do systému PLC, DCS nebo SCADA. Systém pak tento signál zpracuje a zahájí příslušnou proceduru vypnutí.
Ovládání a zavírání ventilů
Pohon obdrží signál k zahájení vypnutí. Pohon přesune uzavírací prvek ventilu do požadované polohy. K uzavření obvykle dochází rychle, aby se minimalizovala doba trvání nouzové situace.
Potvrzení a oznámení:
Po uzavření ESD ventilu může řídicí systém přijímat zpětnovazební signály pro potvrzení, že ventil úspěšně uzavřel průtok. Tato zpětná vazba by měla být okamžitě viditelná pro operátory, aby bylo možné provést nezbytné provozní úpravy.
Přepis a ruční ovládání
Ve vzácných případech mohou být operátoři schopni potlačit automatické vypnutí nebo ručně ovládat ESD ventil, pokud je to nutné, ale to je obvykle vyhrazeno pro malé procesní systémy.
Při správné implementaci nouzový uzavírací ventil rychle izoluje potenciálně nebezpečné situace, aby se zabránilo dalším škodám, chrání personál a zařízení a minimalizuje dopad na bezpečnost a životní prostředí.
Znalost typu ventilu, správný návrh, spolehlivost a integrace do celkového bezpečnostního systému jsou rozhodující pro jeho účinnost. Kritické systémy mohou mít redundantní ESD ventily pro zajištění spolehlivosti. Pokud jeden ventil nefunguje, jiný zajišťuje funkci vypnutí.
Doba uzavření ventilu nouzového vypínání
Doba uzavření se liší v závislosti na požadavcích procesu. I když je obecně požadována rychlá odezva, proces nemusí vyžadovat rychlé vypnutí, což umožňuje nižší krouticí moment ovladače a/nebo delší dobu uzavření ventilu.
V americkém offshore průmyslu je požadavkem uzavření do 45 sekund. Toto pravidlo vychází z doporučené praxe API RP 14C pro analýzu, návrh, instalaci a testování základních systémů povrchové bezpečnosti pro těžební platformy na moři, Příloha C – Podpůrné systémy C.2.1.4. "Doba, kterou potřebuje jakékoli bezpečnostní zařízení (např. PSH, BSL, ESD stanice atd.), aby provedlo vypnutí komponenty nebo platformy, by nemělo přesáhnout 45 sekund." API RP 14C však postrádá kritéria otevírací doby.
Obecným pravidlem v průmyslovém odvětví je, že doba uzavření kulových ventilů vyžaduje asi jednu sekundu na palec průměru otvoru. Odhaduje se, že 8" ventil se zavře za 8 sekund, zatímco 24" ventil by mohl trvat 24 sekund.
Ventily mohou podléhat standardům funkční bezpečnosti v závislosti na požadovaných specifikacích. Tyto normy funkční bezpečnosti jsou spojeny s normami úrovně integrity bezpečnosti (SIL) stanovenými Mezinárodní elektrotechnickou komisí a zahrnují IEC 61508 (Funkční bezpečnost elektrických/elektronických/programovatelných elektronických bezpečnostních systémů) a IEC 61511 (Funkční bezpečnost – Bezpečnostní přístrojové systémy pro sektor zpracovatelského průmyslu).
Odezva na vypnutí podle typu ventilu
Kulové ventily obecně poskytují nejrychlejší uzavření pomocí kulové koule, která může rychle zablokovat průtokovou cestu. Kulové ventily nabízejí nejpraktičtější volbu pro nouzové vypnutí ve většině scénářů.
Šoupátka mají klínovité šoupátko, které se pohybuje kolmo ke směru proudění. I když mohou zajistit těsné utěsnění, jejich doba uzavření je obecně pomalejší než u kulových ventilů, zejména u větších velikostí.
Kulové ventily obsahují kotouč, který se pohybuje nahoru a dolů a řídí průtok. Jejich uzavírací doba je obvykle pomalejší než u kulových ventilů kvůli požadovanému lineárnímu pohybu.
Motýlkové ventily používají kotouč, který se otáčí k řízení průtoku. I když jsou obecně rychlejší v provozu než šoupátka a ventily, obvykle se používají v aplikacích s velkými otvory. Jako takové obecně nemusí být v některých případech tak rychlé jako kulové ventily.
Jiné ventily, jako jsou jehlové, kuželkové a membránové ventily, se při odstávkových operacích nevyskytují často kvůli typicky dobře definovaným a alternativním případům použití.