氣動切斷閥在SIS 中的應用

孟芳園

（天津渤化工程有限公司，天津 300193）

隨著大型化工工業的發展，安全問題受到越來越多的關注。安全儀表系統（SIS,Safety Instrumented System）作為工業生產的重要保障，在國內外危險化工生產中得到廣泛應用，特別是近年來國家對安全生產的重視，化工生產項目設計之初就開始進行危險性評估，因此新建化工廠大部分裝配有安全儀表系統。氣動切斷閥作為化工生產的重要儀表，在保證安全生產方面起到十分關鍵的作用。

1 氣動切斷閥的結構

氣動切斷閥有執行機構和閥體等部分組成。氣源是閥門動作的動力，氣源通過空氣過濾減壓閥對氣體進行清潔過濾和減壓，得到符合閥門要求的氣體。氣動切斷閥的執行機構大多選用氣缸式，分為單作用和雙作用兩種形式，雙作用氣缸沒有彈簧，閥開關都靠氣源推動活塞來實現，單作用氣缸有彈簧，閥門靠彈簧來實現復位。電磁閥是氣動切斷閥的重要組成部分，常用的有兩位三通和兩位五通兩種類型，一般采用24V DC 供電。反饋系統是把切斷閥的開關狀態反饋到操作系統中，一般有開狀態和關狀態兩種DI 信號。

2 氣動切斷閥的工作原理

根據SIS 中得到的聯鎖或者緊急切斷信號，電磁閥的線圈收到電信號產生電磁力，控制電磁閥閥芯動作，使電磁閥相應氣路打開，儀表空氣通過打開的氣路進入相應氣缸的氣室，推動活塞運動從而實現閥門的開關，同時推動行程開關發出反饋信號將閥門的開關狀態返回到操作系統中[1]。

切斷閥參與裝置聯鎖時，閥門的故障位置有以下幾種情況：FC—故障關，氣源丟失或電磁閥失電，閥門處于關閉位置；FO—故障開，氣源丟失或電磁閥失電，閥門處于打開位置；AFL：氣源丟失電磁閥未失電，閥門保位。

3 SIS 中的氣動切斷閥

若氣動切斷閥只通過SIS 進行聯鎖切斷，電磁閥接收來自SIS 的DO 信號，儀表氣源通過空氣過濾減壓閥，再經過電磁閥進入氣缸中，其安裝方式如圖1 所示。

圖1 只進SIS 氣動切斷閥安裝圖

若SIS 和氣動切斷閥的SIL 等級不高，允許在SIS 和DCS 中同時操作一個切斷閥，但SIS 的操作級別應優先于DCS，這時可采用在氣源管上安裝雙電磁閥的結構形式如圖2 所示。

圖2 SIS 和DCS 操作切斷閥安裝圖

在一些工藝過程中，會出現切斷閥的聯鎖位置與故障位置不一致的情況，這個時候需要設置儲氣罐如圖3 所示。

圖3 聯鎖位置與故障位置不一致的切斷閥安裝圖

如圖3 所示：正常情況下，SIS 控制的兩位三通電磁閥得電，1、2 開，這個時候閥門的開啟均由DCS 進行控制，DCS 失電的時候閥門FC；在聯鎖切斷的時候，SIS 控制的電磁閥失電，2、3 開，由儲氣罐進行供氣打開閥門。 儲氣罐的作用是在主氣源斷氣的情況下，依然保證氣動切斷閥執行聯鎖動作。

4 結論

安全儀表系統能提高化工裝置的安全性和穩定性，氣動切斷閥作為SIS 的執行終端，可采用不同的供氣方式來滿足不同的聯鎖位置要求，保證了SIS 的實用性。