气动切断阀在SIS 中的应用

孟芳园

（天津渤化工程有限公司，天津 300193）

随着大型化工工业的发展，安全问题受到越来越多的关注。安全仪表系统（SIS,Safety Instrumented System）作为工业生产的重要保障，在国内外危险化工生产中得到广泛应用，特别是近年来国家对安全生产的重视，化工生产项目设计之初就开始进行危险性评估，因此新建化工厂大部分装配有安全仪表系统。气动切断阀作为化工生产的重要仪表，在保证安全生产方面起到十分关键的作用。

1 气动切断阀的结构

气动切断阀有执行机构和阀体等部分组成。气源是阀门动作的动力，气源通过空气过滤减压阀对气体进行清洁过滤和减压，得到符合阀门要求的气体。气动切断阀的执行机构大多选用气缸式，分为单作用和双作用两种形式，双作用气缸没有弹簧，阀开关都靠气源推动活塞来实现，单作用气缸有弹簧，阀门靠弹簧来实现复位。电磁阀是气动切断阀的重要组成部分，常用的有两位三通和两位五通两种类型，一般采用24V DC 供电。反馈系统是把切断阀的开关状态反馈到操作系统中，一般有开状态和关状态两种DI 信号。

2 气动切断阀的工作原理

根据SIS 中得到的联锁或者紧急切断信号，电磁阀的线圈收到电信号产生电磁力，控制电磁阀阀芯动作，使电磁阀相应气路打开，仪表空气通过打开的气路进入相应气缸的气室，推动活塞运动从而实现阀门的开关，同时推动行程开关发出反馈信号将阀门的开关状态返回到操作系统中[1]。

切断阀参与装置联锁时，阀门的故障位置有以下几种情况：FC—故障关，气源丢失或电磁阀失电，阀门处于关闭位置；FO—故障开，气源丢失或电磁阀失电，阀门处于打开位置；AFL：气源丢失电磁阀未失电，阀门保位。

3 SIS 中的气动切断阀

若气动切断阀只通过SIS 进行联锁切断，电磁阀接收来自SIS 的DO 信号，仪表气源通过空气过滤减压阀，再经过电磁阀进入气缸中，其安装方式如图1 所示。

图1 只进SIS 气动切断阀安装图

若SIS 和气动切断阀的SIL 等级不高，允许在SIS 和DCS 中同时操作一个切断阀，但SIS 的操作级别应优先于DCS，这时可采用在气源管上安装双电磁阀的结构形式如图2 所示。

图2 SIS 和DCS 操作切断阀安装图

在一些工艺过程中，会出现切断阀的联锁位置与故障位置不一致的情况，这个时候需要设置储气罐如图3 所示。

图3 联锁位置与故障位置不一致的切断阀安装图

如图3 所示：正常情况下，SIS 控制的两位三通电磁阀得电，1、2 开，这个时候阀门的开启均由DCS 进行控制，DCS 失电的时候阀门FC；在联锁切断的时候，SIS 控制的电磁阀失电，2、3 开，由储气罐进行供气打开阀门。 储气罐的作用是在主气源断气的情况下，依然保证气动切断阀执行联锁动作。

4 结论

安全仪表系统能提高化工装置的安全性和稳定性，气动切断阀作为SIS 的执行终端，可采用不同的供气方式来满足不同的联锁位置要求，保证了SIS 的实用性。