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控制阀是选手轮or旁路？（附标准依据）
2024-08-30103




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在工业自动化和流体控制系统中，控制阀的配置与选择至关重要。尤其是控制阀的手轮与旁路的选择，许多人在此陷入困惑：究竟何时需要手轮，何时又需要旁路？
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手轮or旁路？


控制阀的手轮和旁路应该整体考虑，一般情况下有旁路就没必要有手轮，有手轮一般没必要有旁路。


根据HGT20507、SHT3005、HGT20559、YPU361、现场操作及使用情况、特殊情况操作等要求，整理总体原则如下：

01
不应设旁路和手轮的工况：

  • 用于安全联锁（即SIS）；

  • 用于压缩机防喘振的调节阀；
  • 安装在禁止进入的危险区内；
  • 生产中可以随意停车
02
应设旁路，不设手轮的工况：
  • 调节阀故障后必须在线及时更换或检修；
  • 起连续调节作用的调节阀，在投产初期或介质来量波动较大及调节阀检修时，需要旁路阀辅助调节控制，保证工艺过程平稳连续运行。
03
设手轮，不设旁路的工况：

  • 精准控制（如比值）；

  • 顺控中关键的阀门；

  • 大口径、需要用手轮限制阀门开度的场合应设置手轮机构。

04
既可设旁路也可设手轮的工况，宜优先设手轮。

特别是以下工况更应首先考虑设手轮：间歇工况、有备用系统、减少泄漏（剧毒、腐蚀、自燃）、减少沉积（含固体颗粒、浆状物、结晶、热敏、聚合）、压差≥4MPa、管道直径≥DN80、特殊的调节阀。

故项目/设计院如坚持要带手轮，对于特殊的阀门可以通过上锁来管理，对于不带手轮的控制阀，可以采购通用型手轮，并将手轮放在固定区域（据了解，基本不动手轮）


 相关规范

1）HG/T 20507
11.9.7 手轮机构的设置应符合下列要求：

1 未设置旁路的控制阀，应设置手轮机构。

2 工艺生产安全联锁用于紧急切断阀的控制阀，不应设置手轮机构。

3 手轮不应用于阀门的机械限位。

11.2.5对压缩机防喘振的调节阀的选择应符合下列特殊要求：1 防喘振调节阀宜配电磁阀、限位开关，根据实际可以带阀位变送器，不宜带手轮机构；

2）SH/T 3005

10.1.12 b)（调节阀）下列场合宜采用手轮机构：

1）未设置切断阀和旁路阀的调节阀；

2）手轮不能用于阀门机械限位，除非有特殊场合，其他方法都不适用于机械限位；

3）特殊调节阀。

10.3.6.12（切断阀）气动执行机构的手轮选型应符合下列规定：

a）手轮宜为侧面安装型；

b）手轮的手动和自动位置应有明确标识，自动位置应带有锁定机构；

c）手轮应能实现在无动力和阀门最大负载设计条件下操纵执行机构；

d）阀门开/关操作方向应明确标注在手轮上，手轮不得用作行程机械限位器。

10.3.7.10 电动执行机构的手轮为标准配置，离合机构的设计，应确保电动机操作优先于手轮操作，无论何时，当电动机一启动，手轮操作应自动脱开。

3）GB/T 50892

5.8.21.3（控制阀）手轮的选择应符合下列规定：

1）工艺安全生产联锁用的紧急切断阀或安装在禁止进入的危险区内的控制阀不应设置手轮机构，用于其他功能且未设置旁路的控制阀应设置手轮机构；

2）大口径及需要用手轮限制阀门开度的场合应设置手轮机构。
6.7.2 控制阀宜设置前后截断阀和旁路阀，截断阀和旁路阀的设置应符合下列要求：1 控制阀设有旁路时，控制阀的上、下游应设截断阀，旁路应设旁路阀。

4）SH/T 3104-2013

9.4.1 具备下列情况之一的调节阀与开关阀可不安装隔断阀和旁路阀：
a）用于顺序控制；
b）用于紧急停车联锁；
c）下列条件的带手轮的调节阀：
  • 控制温度不高于225℃、压力不大于0.1MPa的非危险性介质（水、空气、氮气等）；

  • 工艺管道可以单独关断停工。

d）直径大于350mm的蝶形调节阀；
e）三通调节阀；
f）有备用电机驱动的蒸汽透平泵的蒸汽调节阀；

g）需要减少危险介质（氢氟酸、苯酚等）泄露的场所。

5）HG 20559-1993 化工装置工艺系统工程设计规定——流量仪表系统和控制阀阀组基本单元模式——3控制阀阀组基本单元模式

3.0.1.1（2）控制阀组II：不设旁路的控制阀组，阀组布置紧凑，可减少投资。不设旁路的控制阀应配备手轮装置。有下列情况可不设旁路及旁路阀，如图3.0.1-2所示。
a.生产要求减少危害性介质的泄漏。
b.难冲洗的浆状物。
c.断续通过会产生沉淀物。
d.通常用于公称直径DN≥80的控制阀。

e.间歇操作的控制阀组。

6）SH/T 3184

5.4.3.6 电动执行机构应设置手轮。

YPU361 5.2.2.5 调节阀
f）所有调节阀应带智能型、自诊断功能定位器，选用基金会现场总线协议或 4～20mA叠加HART协议，定位器按万华框架统一品牌。在DCS上实现阀位实际开度显示，普通控制回路阀门的阀位信号可采用HART通信直接在DCS中读取，参与联锁和复杂控制的阀位信号应配置阀位变送器，包设备的调节阀需要提出阀位实际开度显示需求，不能实现的单独报告说明。应按专利商要求和工艺要求，决定调节阀是否提供手轮。
p）切断阀选型的一般原则：口径小于等于8″时，一般选择直通球阀，口径大于 8″时，一般选择蝶阀，特殊情况，应参照专利商或者工艺要求选型。SIS切断阀不允许带手轮。

7）GB 50074-2014

9.1.12 工艺管道上的阀门，应选用钢制阀门。选用的电动阀门或气动阀门应具有手动操作功能。公称直径小于或等于600mm的阀门，手动关闭阀门的时间不宜超过15min；公称直径大于600mm的阀门，手动关闭阀门的时间不宜超过20min。

条文说明：9.1.12 钢阀的抗拉强度、韧性等性能均优于铸铁阀。采用钢阀在防止阀门冻裂、拉裂、水击及其他外来机械损伤等方面比采用铸铁阀安全得多。为保证安全，目前在石油化工行业，易燃和可燃液体管道已普遍采用钢阀。在价格上，钢阀并不比铸铁阀贵很多。有鉴于此，本条规定“工艺管道上的阀门，应选用钢制阀门”。2010年发生的某油库火灾事故教训之一是，供电系统被毁坏后，储罐进出油管道上设置的电动阀不能快速人工关闭，致使事故规模扩大，本条对手动关闭阀门的时间规定意在避免类似情况发生。

8）GB 50160-2018

7.2.15 液化烃设备抽出管道应在靠近设备根部设置切断阀。容积超过50m3的液化烃设备与其抽出泵的间距小于15m时，该切断阀应为带手动功能的遥控阀，遥控阀就地操作按钮距抽出泵的间距不应小于15m。

条文说明：7.2.15 本条规定是为了当与罐直接相连接的下游设备发生火灾时，能及时切断物料。如某厂产品精制装置液化烃罐下游泵发生事故着火，人员无法靠近泵、关闭切断阀，且在泵和罐间靠近罐根部管道上无切断阀，使罐中液化烃烧光后火才熄灭，造成重大损失。

APl Std 2510《液化石油气(LPG)设施的设计和建造》规定：液化烃管道上的切断阀应尽可能靠近罐布置，最好位于罐壁嘴子上。为便于操作和维修，切断阀安装位置应易于迅速接近。当液化烃罐容积超过10000gal(≈38m3)时，在火灾发生15min内，所有位于罐最高液面下管道上的切断阀应能自动关闭或遥控操作。切断阀控制系统应耐火保护，切断阀应能手动操作。7.2.17 输送可燃气体、液化烃和可燃液体的管道在进、出石油化工企业时，应在围墙内设紧急切断阀。紧急切断阀应具有自动和手动切断功能。
9）GB 51283-2020

5.8.3的条文说明中火灾紧急切断控制阀可配置手轮，该机构必须能实现在无动力和阀门最大负载情况下可手动操纵执行机构。

10）IEC 61511-1-2016 规定严格的管理程序与措施

bypass:action or facility to prevent all or parts of the SIS functionality from being executed.
The design of the SIS shall minimize the need for operator selection of options and the need to bypass the system while hazards are present. If the design does require the use of operator actions,the design should include facilities for protection against operator error.
Bypass switches or means shall be protected to prevent unauthorized use (e.g.,by key locks or passwords in conjunction with effective management controls).
旁路：阻止全部或部分SIS功能被执行的动作或设施。
SIS的设计应尽量减少操作员选择选项的需要，以及在存在危险时绕过系统的需要。如果设计确实需要使用操作人员的动作，则设计应包括防止操作人员出错的设施。

旁路开关或装置应受到保护，以防止未经授权的使用（例如，通过钥匙锁或密码与有效的管理控制相结合）。 

注：流量计的旁路的道理也与阀门相似，根据SH/T 3104 7.1.4流量计应根据工艺要求设置旁路管道。条文说明中，设置流量计旁路管道的目的是为了在流量计拆除维修时不影响流量测量，因此，在流量连续测量的场所应设置流量旁路管道，在流量断续计量的场所可不设置流量旁路管道，维修人员可利用流量间歇期维修流量计。


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来源：仪表圈

中国化学品安全协会

编辑：静安

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