2017年6月5日凌晨1時左右，臨沂市金譽(yù)石化有限公司儲運(yùn)部裝卸區(qū)的一輛液化石油氣運(yùn)輸罐車在卸車作業(yè)過程中發(fā)生液化氣泄漏，引起重大爆炸著火事故，造成10人死亡，9人受傷，直接經(jīng)濟(jì)損失4468萬元。調(diào)查報告顯示，間接原因之一為企業(yè)事故應(yīng)急管理不到位。未依法建立專門應(yīng)急救援組織，應(yīng)急裝備、器材和物資配備不足，預(yù)案編制不規(guī)范，針對性和實用性差，未根據(jù)裝卸區(qū)風(fēng)險特點(diǎn)開展應(yīng)急演練，應(yīng)急教育培訓(xùn)不到位，實戰(zhàn)處置能力不高。出現(xiàn)泄漏險情時，現(xiàn)場人員未能及時關(guān)閉泄漏罐車緊急切斷閥和球閥，未及時組織人員撤離，致使泄漏持續(xù)2分多鐘直至遇到點(diǎn)火源發(fā)生爆燃，造成重大人員傷亡。

通過事故現(xiàn)場錄像回放可以很清晰的看出，出現(xiàn)泄漏以后，現(xiàn)場人員已不能靠近設(shè)備本體，無法處置泄漏情況。在《石油化工企業(yè)設(shè)計防火標(biāo)準(zhǔn)（2018版）》（GB 50160-2008）第6.4.1條對可燃液體、液化烴的裝卸設(shè)置進(jìn)行規(guī)定“4. 在距裝車棧臺邊緣10m以外的可燃液體（潤滑油除外）輸入管道上應(yīng)設(shè)便于操作的緊急切斷閥”。如若當(dāng)時設(shè)置可現(xiàn)場操作的緊急切斷閥，結(jié)合崗位人員的正確處置，完全可以避免事故的發(fā)生。

01

緊急切斷閥的定義

關(guān)于緊急切斷閥的定義，目前在標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范中，有以下幾個標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范對緊急切斷閥這個術(shù)語進(jìn)行了定義，如：

《液化氣體設(shè)備用緊急切斷閥》（GB/T 22653-2008）第3.1條“緊急切斷閥：安裝在槽車、罐式集裝箱、儲罐或管道上，應(yīng)急狀況下，可手動或自動快速關(guān)閉的閥門”。

《低溫介質(zhì)用緊急切斷閥》（GB/T 24918-2010）第3.1條“緊急切斷閥：安裝在罐車(槽車)、儲罐或管道上，出現(xiàn)事故時，用手動或自動快速關(guān)閉的閥門”。

《中國石油化工集團(tuán)公司液化烴球罐區(qū)安全技術(shù)管理暫行規(guī)定》的通知（中國石化安635號印發(fā)）第2.2條“緊急切斷閥：安裝在球罐進(jìn)出口管道上、發(fā)生事故或異常狀況時能夠快速緊密關(guān)閉(TSO)的閥門，緊急切斷閥的允許泄漏量等級應(yīng)達(dá)到ANSIB16.104(FCI70-2)CLASS V級或以上級。該閥門應(yīng)具有熱動、手動及遙控手動(帶手柄的遙控)關(guān)閉的功能”。

《液化烴球罐緊急切斷閥選型設(shè)計規(guī)定》（中國石化518號文）第3.1條“緊急切斷閥(emergency shutoff valve)：用于安裝在液化烴球罐的進(jìn)出口管道上，當(dāng)罐區(qū)內(nèi)發(fā)生火災(zāi)、泄漏等事故時能夠快速及緊密切斷(TSO)和隔離可燃及有刺激性有腐蝕性物料的開關(guān)閥。當(dāng)球罐液位達(dá)到或超過高高液位限時，緊急切斷閥能用于防止物料溢罐。從緊急切斷閥到球罐管口之間除了接管外不得安裝任何其它管件或閥門，其間距應(yīng)符合配管安裝、閥門修理和工藝要求。緊急切斷閥應(yīng)具有自動和手動關(guān)閉功能，手動關(guān)閉功能應(yīng)包括控制室遙控手動關(guān)閉及現(xiàn)場手動關(guān)閉”。

通過上述定義可以看出緊急切斷閥從型式上來說，只要能滿足切斷的功能，無論閘閥、球閥還是蝶閥都可以用作緊急切斷。另外，從功能上來講，緊急切斷閥卻是一種遠(yuǎn)程快速切斷關(guān)閉的閥門，它的功能就是特定用于當(dāng)出現(xiàn)緊急狀態(tài)時(火災(zāi)、泄漏事故等)用來隔斷物料的閥，防止出現(xiàn)潛在的事故以及將事故限制在一定的范圍內(nèi)。

02

有關(guān)緊急切斷功能的設(shè)置要求

任何生產(chǎn)系統(tǒng)的緊急停車功能的實現(xiàn)都應(yīng)建立在安全的基礎(chǔ)之上，即通過儀表設(shè)備合理選擇、結(jié)構(gòu)約束（冗余容錯）、檢驗測試周期以及診斷技術(shù)等手段，優(yōu)化安全儀表功能設(shè)計，確保實現(xiàn)風(fēng)險降低要求。

2011年出臺的《危險化學(xué)品重大危險源監(jiān)督管理暫行規(guī)定》（國家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理總局令第40號）文件第十三條規(guī)定“一級或者二級重大危險源，具備緊急停車功能”，“對重大危險源中的毒性氣體、劇毒液體和易燃?xì)怏w等重點(diǎn)設(shè)施，設(shè)置緊急切斷裝置；毒性氣體的設(shè)施，設(shè)置泄漏物緊急處置裝置。涉及毒性氣體、液化氣體、劇毒液體的一級或者二級重大危險源，配備獨(dú)立的安全儀表系統(tǒng)（SIS）”。

2016年出臺的《國家安全監(jiān)管總局關(guān)于印發(fā)遏制危險化學(xué)品煙花爆竹重特大事故工作意見的通知》（安監(jiān)總管三〔2016〕62號）中進(jìn)一步強(qiáng)調(diào)“自2017年1月1日起，凡是構(gòu)成一級、二級重大危險源，未設(shè)置緊急停車（緊急切斷）功能的危險化學(xué)品罐區(qū)，一律停止使用”。

應(yīng)急管理部在2022年2月份下發(fā)《油氣儲存企業(yè)緊急切斷系統(tǒng)基本要求（試行）》的通知》，對適用于油氣儲存企業(yè)在役的大型地上常壓儲罐緊急切斷閥改造項目提出要求，“所有與儲罐直接相連的工藝物料進(jìn)出管道上均應(yīng)設(shè)置緊急切斷閥”。另外多個文件也提到設(shè)置緊急停車（緊急切斷）功能的要求。

實現(xiàn)緊急停車功能就需要設(shè)置緊急停車系統(tǒng)，通過使用緊急切斷閥來完成生產(chǎn)裝置安全停車工作。那么，緊急切斷閥在什么狀況下需要設(shè)置呢？歸納為以下幾種情況需要設(shè)置：

（1）構(gòu)成一、二級重大危險源的化學(xué)品罐區(qū)；

（2）大型、液化氣體及腐蝕刺激性化學(xué)品等重點(diǎn)儲罐；

（3）液化石油氣球形儲罐的液相進(jìn)出口；

（4）構(gòu)成三級、四級重大危急源中的腐蝕刺激性氣體、腐蝕刺激性液體和可燃?xì)怏w等設(shè)施；

（5）腐蝕刺激性物料儲罐、低溫儲罐和壓力球罐的物料進(jìn)出管道；

（6）液化烴儲罐(非球形儲罐也包含在內(nèi))底部的物料進(jìn)出管道；

（7）裝卸站內(nèi)無緩沖罐的裝卸管道；

（8）還有基于HAZOP分析/LOPA分析結(jié)果的工藝切斷系統(tǒng)。

03

緊急切斷閥的選型

《石油化工自動化儀表選型設(shè)計規(guī)范》（SHT 3005-2016）第10.1.6條“當(dāng)工藝對調(diào)節(jié)閥有緊密切斷(TSO)要求或參與緊急切斷聯(lián)鎖時，調(diào)節(jié)閥的允許泄漏等級應(yīng)選擇GB/T 4213 或 ANSI/FCI 70-2標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的V級或以上”；

第10.3.6.7條“在用于氣動緊急切斷閥的執(zhí)行機(jī)構(gòu)的氣缸上應(yīng)能加裝易熔塞，易熔塞的熔點(diǎn)宜為75℃±5℃，當(dāng)氣缸溫度達(dá)到或超過易熔塞的熔點(diǎn)時，易熔塞熔化將氣缸內(nèi)的壓力泄放掉，使另一側(cè)氣缸內(nèi)的彈簧或儲氣罐內(nèi)的壓縮空氣推動活塞將閥門關(guān)閉”；

第10.3.6.14條“ 用于緊急切斷閥的氣動執(zhí)行機(jī)構(gòu)及其附件應(yīng)有防火措施，安裝防火保護(hù)罩，防火保護(hù)罩應(yīng)符合UL 1709標(biāo)準(zhǔn)，能夠在1093℃下，反抗烴類火災(zāi)30分鐘”；

第10.3.7.11 條“用于電動緊急切斷閥的執(zhí)行機(jī)構(gòu)及其附件應(yīng)有防火措施，安裝防火保護(hù)罩，防火保護(hù)罩應(yīng)符合UL 1709標(biāo)準(zhǔn)，能夠在1093℃下，反抗烴類火災(zāi)30分鐘”；

第10.3.7.12 條“用于緊急切斷閥的電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)的動力電纜及信號電纜宜采取防火保護(hù)措施”。

《石油化工儲運(yùn)系統(tǒng)罐區(qū)設(shè)計規(guī)范》（SH/T 3007-2014）第6.4.1條“液化烴儲罐底部的液化烴出入口管道應(yīng)設(shè)可遠(yuǎn)程操作的緊急切斷閥。緊急切斷閥的執(zhí)行機(jī)構(gòu)應(yīng)有故障安全措施”

關(guān)于故障安全措施，條文解釋有以下幾種形式：(1)選用故障安全型單氣缸氣動執(zhí)行機(jī)構(gòu)；(2)選用雙作用氣缸氣動執(zhí)行機(jī)構(gòu)時，配置事故空氣罐；(3)選用電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)時，采用UPS備用電源或自帶蓄能裝置的電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)。

《石油化工儀表安裝設(shè)計規(guī)范》（SH/T 3104-2013）第9.4.1條“用于緊急停車聯(lián)鎖的調(diào)整閥與開關(guān)閥可不設(shè)隔斷閥和旁路閥”。

《石油化工罐區(qū)自動化系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》（SH/T 3184-2017）第 5.4.1.13條“用于聯(lián)鎖切斷進(jìn)料的緊急切斷閥，應(yīng)在火災(zāi)危急區(qū)外設(shè)置現(xiàn)場手動關(guān)閥按鈕或開關(guān)，用于危急狀況時現(xiàn)場手動操作”。

《關(guān)于進(jìn)一步加強(qiáng)危急化學(xué)品建設(shè)項目安全設(shè)計管理》（安監(jiān)總管三〔2013〕76號）第(二十二)項“腐蝕刺激性物料儲罐、低溫儲罐及壓力球罐進(jìn)出物料管道應(yīng)設(shè)置自動或手動遙控的緊急切斷設(shè)施”。

《石油化工企業(yè)設(shè)計防火標(biāo)準(zhǔn)（2018版）》（GB50160-2008 ）第6.4.2條 “站內(nèi)無緩沖罐時，在距裝卸車鶴位10m以外的裝卸管道上應(yīng)設(shè)便于操作的緊急切斷閥”。

歸納以上的條文和標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，總結(jié)出緊急切斷閥需要滿足的選型條件如下：

（1）用于緊急切斷閥的執(zhí)行機(jī)構(gòu)及其附件應(yīng)有防火措施，安裝防火保護(hù)罩，防火保護(hù)罩應(yīng)符合UL 1709標(biāo)準(zhǔn)，能夠在1093℃下，反抗烴類火災(zāi)30分鐘；

（2）電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)的動力電纜及信號電纜宜采取防火保護(hù)措施；

（3）切斷閥的允許泄漏等級應(yīng)選擇 GB/T 4213 或 ANSI/FCI 70-2標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的 V 級或以上；

（4）緊急切斷閥的執(zhí)行機(jī)構(gòu)應(yīng)具有故障關(guān)閉功能；

（5）應(yīng)在火災(zāi)危急區(qū)外設(shè)置現(xiàn)場手動關(guān)閥按鈕或開關(guān)；

（6）腐蝕刺激性物料儲罐、低溫儲罐及壓力球罐的緊急切斷閥應(yīng)具有自動或手動遙控功能；

（7）緊急切斷閥安裝可不設(shè)隔離閥和旁路閥。

04

緊急切斷閥和 SIS系統(tǒng)的關(guān)系

SIS系統(tǒng)(Safety Instrumented System安全儀表系統(tǒng))屬于企業(yè)生產(chǎn)過程自動化范疇，用于保障安全生產(chǎn)的一套系統(tǒng),安全等級高于DCS的自動化控制系統(tǒng)。當(dāng)自動化生產(chǎn)系統(tǒng)出現(xiàn)異常時，SIS會進(jìn)行干預(yù)，降低事故發(fā)生的可能性。

SIS系統(tǒng)主要包括結(jié)構(gòu)傳感器、邏輯解算器( Logic Solver )和終端執(zhí)行機(jī)構(gòu)，緊急切斷閥屬于執(zhí)行機(jī)構(gòu)。

實例如下圖：

以苯儲罐的設(shè)計為例，苯儲罐采用“2選2”的邏輯結(jié)構(gòu)，通過一臺過程級雷達(dá)液位計與一臺計量級雷達(dá)液位計實現(xiàn)液位測量，與高高、低低液位開關(guān)形成聯(lián)鎖條件，通過邏輯解算器( Logic Solver )運(yùn)算，實現(xiàn)對安全聯(lián)鎖切斷進(jìn)、出口緊急切斷閥動作的目的。

通過行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)及生產(chǎn)實踐設(shè)置符合要求的緊急切斷閥，不斷完善安全聯(lián)鎖保護(hù)系統(tǒng)對于維護(hù)生產(chǎn)裝置安全生產(chǎn)、保護(hù)人員生命及財產(chǎn)安全等具有十分重要的意義，設(shè)計單位應(yīng)做好緊急切斷閥的選型及安全聯(lián)鎖保護(hù)設(shè)計等工作，使用單位在生產(chǎn)過程中不斷地探討與改進(jìn)，使其應(yīng)用更加合理化、規(guī)范化，必將能充分發(fā)揮其在安全保護(hù)方面的積極作用。