重庆川仪-油气储存领域紧急切断电液执行机构

产品简介

一、产品研发背景

油气储存等高危行业易发生安全事故，如大连新港“7.16”油爆火灾（电影“烈火英雄”原型）、天津港“8.12”危化品爆炸、兰州石化“5.29”火灾等事故，对国家和人民的生命财产安全危害极大。

根据国家《全国危险化学品安全风险集中治理方案》、国务院安委办《落实大型油气储存基地安全风险管控措施工作方案》要求，国家应急管理部于2022年2月24日下发整改通知，要求个地区应急管理局快速落实整改。

图1 罐根紧急切断阀改造

当油气储存环境发生事故时，处于罐根阀的执行机构应受ESD系统的数字化连锁控制，即使在失电情况下，也能实现快速、精准地关闭可燃源，这是有效控制事故的关键。然而，当前全国范围内绝大部分都是手动阀门，不具备ESD切断功能，基于此，我公司研制的电液执行机构完美的实现了此功能。

二、产品详细介绍

2.1 产品概述

本方案的核心是电液执行机构，是机、电、液一体化的智能阀门执行机构。其将标准控制信号进行电液转换，最终通过液压能驱动阀门快速动作。产品能实现故障快速关断(ESD)、失电及火灾动作、高精度调节等功能，同时具备无磨损、无间隙、高效率、精确控制输出力等优点，能更好地满足了易燃易爆工业现场控制要求，是高安全、高精度、高速度阀门驱动的首选产品。

产品对标国际先进技术融合创新，集精密伺服配流、基于高性能伺服系统的多参数电机控制、集成油路设计、双通道柱塞配流泵、双动力集成防爆、火灾复位等10余项专利技术及多项行业先进技术于一体，达到国际同行业先进水平。具有体积小、响应速度快、动作时间短（可实现0.5S关断阀门）、控制精度高（0.2%）等特点。产品采用模块化设计,动力单元与油缸自由组合,实现多种功能、规格、行程、力矩及位移方式，达到高级别防爆、防护等级。

图2  产品生产情况

2.2  产品原理

产品采用极简的设计理念,打破常规液压产品设计思路,当执行机构需要动作时，电动泵模块启动工作，将油缸一端的液压油泵入另一端,实现开阀/关阀动作。安全阀能有效控制执行机构最大驱动力，避免对阀门过载冲击，用户通过手泵可实现对阀门的开关操作。

当用户需要快速开关功能、掉电自复位功能、火灾复位功能时，执行机构需要外接蓄能器或复位弹簧。

产品原理图,如下:      

图3  产品原理框图

产品功能模块： 

(1)液动头：主要实现电液转换、流量控制； 

(2)油缸 ：液压转换，驱动阀门动作； 

(3)蓄能器：实现液压蓄能； 

(4)油箱：实现油液补偿；  

2.3 主要功能                         

2.3.1.ESD快速连锁开关

无论任何时候，当产品收到上位系统ESD连锁信号后,产品进入硬件控制状态，在蓄能作用下可快速动作,实现安全保护。

2.3.2.失电快速动作

当产品意外失电后,产品可按照事先确定的要求，驱动阀门向安全位置运行到位,实现安全保护。

2.3.3.火灾动作

产品具备早期火灾检测功能，当出现火灾情况，即使在失电情况下，产品仍可自动驱动阀门向安全位置运行到位,实现安全保护。

2.3.4 高精度调节

配置精密伺服定位模块,在0.2%以内的高精度调节动作，实现精准控制。

2.4 主要的技术创新点

2.4.1 火灾复位技术

集成设计火灾复位结构，内置弹簧动态力平衡式易熔垫片。当温度达到垫片熔化温度时，垫片熔化，动态力平衡破坏，弹簧复位，液压阀打开蓄能器释放，阀门自带运行至安全位置，实现火灾复位。取得国家专利认证（一种用于火灾防控的开关阀 202020484315.9）。

2.4.2 集成油路设计

集成油路结构，实现了高集成度的阀块结构，减少复杂的外部管路和外漏密封点，降低了油液泄漏的可能性。取得国家专利认证。（一种阀门复合执行机构 202122982980.8）

2.4.3精密伺服配流技术

独特的伺服配流结构作为执行器的核心动力单元，实现高精度的定位控制。动作时可不受负载变化而轻松实现无级调速，在峰值负载情况下，执行机构能极低速稳定运行，轻松实现对阀芯 “匀减速”定位控制。

2.4.4高精度磁致伸缩传感器精确定位

采用高精度磁致伸缩传感器直接检测输出轴位移，中间没有任何机械信号传递和电信号转换，确保高精度位置反馈。

三、产品应用

产品于2022年2月在中石化河北衡水油库首次投运，取得不错反响，目前成功应用于油气储存领域，解决了国家应急管理局高度关注的ESD紧急切断问题，得到验收通过。

今年已陆续在中石油独山子石化油库、中石油兰州石化油库、中石油茂名石化、中石化福建福州油库、国家官网泉港油库、中航油（重庆、成都、西安、云南、桂林、乌鲁木齐）油库、西部管道独山子油库、中海油福建泉州南安油库、中海油云南罗平油库、盛虹炼化、长庆油田、辽河油田等地区应用超过500台。

现场应用

四、总结

    综上所述，基于快速开关、失电及火灾动作、高精度调节等高安全性能，产品满足国家应急管理部下发的《油气储运企业紧急切断系统基本要求》，积极响应了国务院安委办的号召，解决了油气储运企业的日常运营风险问题，提升了油气储运现场安全性，具备极大的推广价值。