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故障關(guān)閉閥的優(yōu)缺點(diǎn)

更新時(shí)間:2024-12-20      點(diǎn)擊次數(shù):108

閥門是工業(yè)自動(dòng)化的重要組成部分。它們用于允許介質(zhì)流經(jīng)管道。它們可以自動(dòng)或手動(dòng)操作。


自動(dòng)控制意味著 PLC、DCS 或微控制器等控制器將打開或關(guān)閉閥門,如果是調(diào)節(jié)閥,則控制其定位。它是根據(jù)傳感器的反饋或?yàn)閷?shí)時(shí)監(jiān)控而開發(fā)的控制邏輯來實(shí)現(xiàn)這一功能的。

手動(dòng)控制是指操作員需要根據(jù)自己的要求親自動(dòng)手操作閥門。無論如何,閥門都是允許或禁止介質(zhì)流動(dòng)的高效設(shè)備。如果閥門出現(xiàn)故障,就會(huì)對(duì)應(yīng)用造成危害,因?yàn)檫@種突然的故障會(huì)阻礙工藝流程。

因此,在發(fā)生故障時(shí),需要采用一些方法來操作閥門,使系統(tǒng)安全關(guān)閉。為此,通常使用兩種閥門——故障開啟和故障關(guān)閉。在本文章中,我們將了解故障關(guān)閉閥的概念。

故障關(guān)閉:

以這里的雙作用閥為例。雙作用閥門意味著它的運(yùn)行需要兩個(gè)信號(hào)指令——一個(gè)用于打開,一個(gè)用于關(guān)閉。


該閥門的正常運(yùn)行依賴于持續(xù)的電力供應(yīng)以及介質(zhì)(如氣體、空氣或液體)提供的機(jī)械壓力。在操作過程中,電力用于驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu),而介質(zhì)壓力則作為作用力來促使閥門開閉。例如,在處理水壓的應(yīng)用中,介質(zhì)的壓力是確保閥門能夠按照預(yù)期動(dòng)作的關(guān)鍵因素。


值得注意的是,如果發(fā)生電力供應(yīng)故障(即斷電)或介質(zhì)壓力不足(即未能達(dá)到所需的工作壓力),雙作用閥門將無法接收到必要的動(dòng)力來改變其位置。此時(shí),閥門會(huì)保持在最后的動(dòng)作狀態(tài),這可能導(dǎo)致工藝流程中斷,并對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的連續(xù)性和安全性造成不利影響。


為了避免這種情況,將普通的雙作用閥轉(zhuǎn)換為故障關(guān)閉閥(Fail-Closed Valve, FCV)是一種有效的解決方案。故障關(guān)閉閥在設(shè)計(jì)上確保了當(dāng)電力供應(yīng)中斷或控制信號(hào)丟失時(shí),閥門能夠自動(dòng)移動(dòng)到關(guān)閉位置。這種特性不僅避免了因動(dòng)力源失效而導(dǎo)致的流程停滯問題,還顯著增強(qiáng)了系統(tǒng)的安全性和可靠性。


故障關(guān)閉閥的設(shè)計(jì)初衷是為了應(yīng)對(duì)電源或介質(zhì)壓力故障。它通過內(nèi)置的彈簧或其他儲(chǔ)能裝置,在失去外部動(dòng)力的情況下,依靠預(yù)存的能量自動(dòng)關(guān)閉。這類閥門持續(xù)監(jiān)測(cè)自身的供電狀態(tài)和壓力條件,并能在檢測(cè)到任何異常時(shí)立即響應(yīng)。具體來說:


電源或壓力故障:一旦電源斷開或工作壓力不足,故障關(guān)閉閥會(huì)迅速觸發(fā)內(nèi)部機(jī)制,使其移動(dòng)到預(yù)先設(shè)定的安全關(guān)閉位置。


控制信號(hào)故障檢測(cè):除了對(duì)物理參數(shù)的監(jiān)控外,故障關(guān)閉閥還能識(shí)別控制信號(hào)的完整性。它不僅能夠感知正常的開啟或關(guān)閉指令,更能察覺到如斷線或電信號(hào)故障等異常情況,從而確保即使是在最不利的操作條件下也能可靠地執(zhí)行保護(hù)功能。

優(yōu)點(diǎn):

●高可靠性和安全性

故障關(guān)閉閥采用高質(zhì)量材料制造,確保其在故障情況下能夠承受增加的內(nèi)部作用力。這種設(shè)計(jì)不僅提高了閥門的耐用性,還增強(qiáng)了其在緊急情況下的響應(yīng)能力。


在關(guān)鍵應(yīng)用中,如化工、石油天然氣以及制藥行業(yè),當(dāng)不需要的流量可能對(duì)系統(tǒng)造成損害時(shí),故障關(guān)閉閥可以立即切斷介質(zhì)流動(dòng),防止意外事故的發(fā)生,保障人員和設(shè)備的安全。


●即時(shí)響應(yīng)機(jī)制

故障關(guān)閉閥能夠在檢測(cè)到電源或控制信號(hào)故障后迅速動(dòng)作,及時(shí)關(guān)閉以保護(hù)系統(tǒng)免受進(jìn)一步損害。


●維護(hù)成本低

盡管初始投資較高,但長(zhǎng)期來看,由于減少了因故障導(dǎo)致的停機(jī)時(shí)間和維修頻率,總體運(yùn)營(yíng)成本較低。


●適應(yīng)多種工況

這類閥門適用于各種不同的操作條件,包括溫度和壓力環(huán)境,確保了廣泛的應(yīng)用范圍。

缺點(diǎn):

●較高的初始成本

與普通閥門相比,故障關(guān)閉閥的價(jià)格更高,這可能會(huì)限制一些預(yù)算有限項(xiàng)目的使用。


●復(fù)雜性增加

某些型號(hào)的故障關(guān)閉閥結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜,安裝和維護(hù)需要專業(yè)的技能和技術(shù)支持,增加了初期設(shè)置的時(shí)間和成本。


●潛在的泄漏風(fēng)險(xiǎn)

即便有故障保護(hù)特性,長(zhǎng)時(shí)間未使用或在特定條件下,仍可能存在輕微泄漏的風(fēng)險(xiǎn),因此無法提供絕對(duì)的密封保證。


●對(duì)外部因素敏感

在面對(duì)較大外力沖擊或環(huán)境條件下,某些故障關(guān)閉閥的性能可能會(huì)受到影響,需選擇適合特定工況的產(chǎn)品。


●特殊培訓(xùn)要求

為了確保正確安裝和有效維護(hù),操作人員通常需要接受專門的培訓(xùn),增加了人力資源的成本。


綜上所述,故障關(guān)閉閥因其的設(shè)計(jì)而在許多行業(yè)中扮演著角色,尤其是在那些對(duì)安全性和連續(xù)性有著嚴(yán)格要求的應(yīng)用領(lǐng)域。然而,用戶在選擇時(shí)也應(yīng)考慮其局限性和額外成本,確保選型符合實(shí)際需求。


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