轉載。

原創 閆長嶺

首先，我們先來探討第一個問題，就是注水閥的定位和配置選型。先說注水閥的定位問題，也就是到底注水系統中哪一個閥門是注水閥。注水閥，顧名思義一定是在注水系統中，當需要注水的時候，最后開啟的那個閥門。我為什么要強調最后開啟的閥門呢？因為在很多注水案例中，有將近一半多的企業采用的是半固定注水系統，當需要注水的時候，前期的準備工作，包括連接管線，啟動上游消防供水，連通下游管線注水等，需要現場打開一些閥門。如下圖所示：

當上述前期準備工作都做完之后，最后一道手續就是打開注水閥，實現高壓消防水注入球罐底部的目的。這最后一道需要打開的閥門就是注水閥，所以這個注水閥是從程序上來定義的閥門。由于這個本身的特點，注定了注水閥在設計和配置方面，有一些特殊的要求，主要如下：

（1）注水閥是最后一道隔離液化烴介質和消防水的管線閥門，所以其密封性能必須保證最高級，這是防止液化烴倒串風險的第一道防線。

（2）注水閥在現場的物理位置必須離球罐罐根盡可能接近，目的有二，第一是能保證消防水以最短的行程迅速注入球罐內，盡可能降低液化烴的泄漏總量。第二當不需要注水時，使注水閥閥后的這段管線盡可能縮短，盡量減少管路內的液化烴存量，降低其固有風險。因為管路越長，不確定性的故障（腐蝕，減薄，砂眼泄漏等）概率越高，這是極力要避免的。

（3）既然注水閥要和罐根保持最短的距離，這就注定了注水閥的操作一定不是人工方式優先，一定是遠程遙控操作模式。因為液化烴泄漏在球罐正下方，空間狹小，一旦液化烴大量泄漏，迅速氣化，體積增大至200~300倍左右。并且氣化是一個吸熱的過程，導致周圍環境溫度急劇降低，使混合氣體呈現濃密的白霧化，嚴重影響人員的視線（臨沂金譽“6.5”事故和溫嶺“6.13”事故的視頻監控，能充分地證明這一點）。所以，這種情況下人員現場去操作注水閥，不具有可行性，且風險極大。

（4）當注水閥的設計配置要求采用遠程控制操作模式時，就會衍生出另外一個問題，什么問題呢？就是無論注水閥的動力模式是采用電動還是氣動，都會面臨一個失能故障，就是一旦注水閥的電路或氣路發生故障，造成遠程無法開啟，這時候應當怎么辦呢？我們知道在SIS系統中，對于緊急切斷閥的動力故障模式中，一般都是設置故障關模式，也就是說，當緊急切斷閥的電路或氣路發生故障，動力系統失效，這個時候緊急切斷閥選擇自動關閉，切斷管路系統，保證了本質安全。那么對于注水閥，是否也可以采用這種模式呢?

球罐注水系統是一種比較特殊的工況場景，其和罐區的緊急切斷系統是截然不同的，這主要表現在二者的風險模式是有根本性的差異的。在罐區的緊急切斷系統中，主要防控風險就是儲罐的滿溢和抽空風險，本質上是防控儲存量的風險，所以其通過緊急切斷閥來隔離物料的輸出和輸入通道，實現存量的控制。由于罐內和管內都是同一種介質，所以不存在介質倒串的風險，即使閥門密封不嚴導致的少量內漏，風險也是可控的。

但是對于液化烴球罐注水的管路而言，其風險類型主要有兩個，一個是當需要注水的時候，卻注不進去水，另一個是當不需要注水的時候，發生液化烴倒串。這兩個風險類型如果表現在注水閥上，就是注水閥當開的時候打不開，當關的時候關不掉。所以在這里注水閥的失能模式到底該如何選擇是非常至關重要的選項，在這里我就重點分析一下注水閥的失能模式到底該怎么設計。

我采用的方法就是先將注水閥的失能模式分成三個類型，①故障關；②故障開；③故障保位。然后依次分析這三種模式的風險。

我們先來分析第一個模式：①故障關

我們再來分析第二個模式：②故障開

常態下的注水閥本身就是關閉的，且還起到隔離液化烴和注水管道的關鍵作用，所以一旦失能選擇故障開，直接就導致了液化烴倒串入注水管道的現實風險，無論是半固定注水系統還是全流程密閉注水系統，一旦液化烴倒串入整個消防水系統管線，后果都是極為危險的。雖然管路系統上也設計了單向閥，但是單向閥內漏的概率是非常高的。所以②故障開更不可取。

我們最后來分析第三個模式：③故障保位

故障保位的意思就是一旦注水閥發生失電或失氣的故障，其閥門保持狀態不變，即如果此前閥門是關閉狀態，即保持關閉狀態。如果此前閥門是打開狀態，即保持打開狀態。這種模式相對更為合理一些，也大大降低了風險，并且順應了現場實際的預期功能。但是這里面也有個問題，就是在失能期間，恰恰需要改變當前注水閥的狀態，比如在失能期間，恰恰發生球罐底部法蘭泄漏，需要打開注水閥緊急注水，這個時候卻無法遠程打開注水閥。關于這個問題呢，我的建議就是一旦注水閥發生失能故障，閥門可以保位，但必須同時啟動報警，告知管理人員此閥門發生故障，必須立即處理。

通過對以上三種注水閥故障模式的分析，個人認為按照故障保位的模式設置是較為合理的，且也是風險最低的。

關于液化烴介質倒串入注水管線的風險，除了上面寫到的注水閥和單向閥的設置以外，還有沒有其他的措施呢？我想再從另外兩個方面給大家探討一下。

第一就是注水系統管路的選擇，球罐的注水系統管路從連接上分為兩種型式，一個是固定式，一個是半固定式。這里的半固定指的是從企業消防水系統到球罐注水管線之間，有一截是敞開式的，也就是說，這一段在常態下是保持不連接狀態的。在新的AQ 3059 附錄5種流程中，都是采用的半固定模式。

半固定連接型式從某種程度上來講，也是預防液化烴倒串的有效手段，雖然他本身不能阻止液化烴的倒串，但是能在第一時間發現液化烴的倒串，從而可以采取緊急措施，防止進一步的擴大。而對于固定式注水系統來說，一旦液化烴倒串入注水管線的話，因為是全流程密閉系統，所以不太容易被發現，潛在風險極大。那么針對采用了固定式注水連接系統的企業，又該怎么去有效預防液化烴的倒串風險呢？

在AQ 3059附錄A.7 其他說明中，有這么一句話：

d)現有企業注水點已采取固定式連接而又不方便整改的,則應在水與液化烴管線之間增設盲板;

按照此條文的規定，如果在注水管路上增設了盲板的話，雖然有效預防了液化烴的倒串風險，但是卻也堵死了注水的通道，這看似構成了幾乎不可調和的矛盾。那么針對此問題，真的束手無策了嗎？

既然是工程上的問題，還得依靠工程的措施來解決。解鈴還須系鈴人，我們常規的盲板，就是一塊人工鑲嵌的鋼板而已，穩定性極好，但是機動性極差。這里的機動性，指的就是盲板需要抽或堵的時候，需要耗費一定的時間，還需要開設特殊作業許可，前前后后的審批流程也極為繁瑣。對于常規的檢維修作業來說，倒也無妨。但是對于需要緊急注水的情況來說，這么一頓操作，黃花菜都涼了。那么有沒有一種能實現快速盲板抽堵的設施呢？

答案是有的，那就是快開盲板。我們以ONIS快速盲板為例，其結構和原理如下圖：

本質上來講，快開盲板是把盲環和盲板都集中在了一張滑板上（類似于8字盲板），通過特殊的機械臂來實現快速的無縫切換，最大的優勢就是其良好的機動性，不需要辦理特殊作業許可。這和常規的盲板作業需要拆卸法蘭是截然不同的。所以當企業采用了固定式連接注水系統的話，使用這種快速盲板是一個非常合適的選擇，既能從根本上有效防止液化烴倒串風險，也能在關鍵時刻，確保注水功能的正常使用。

總結：

液化烴球罐的注水系統是一個極為復雜的系統，其復雜之處在于，不僅其解決的對象是極其危險的，而且其自身固有的風險也是極其危險的，這就需要在設計或改造的過程中，一定要根據企業現場的實際流程，從基于風險的角度出發，一罐一策，統籌實現注水功能和液化烴防倒串的雙重功能，不能顧此失彼。