雨淋阀在北方地区储罐中 的应用

李庆凯

中国石油天然气股份有限公司锦州石化分公司

摘 要：本文结合某石化公司油罐设置消防冷却水系统实际情况，对重要控制设备雨淋阀进行了介绍，针对北方寒冷地区在应用时存在的问题，提出解决措施。

关键字：储罐 雨淋阀 消防冷却 北方寒冷地区 水质

1.引言

某车间是某石化公司原油和各类液体产品的储存基地，主要负责公司原油进厂、液体油品调合、成品油的储存及输出工作。根据《石油化工企业设计防火标准》GB50160-2008规范要求罐壁高于17m储罐、容积等于或大于10000m³储罐应设置固定式消防冷却水系统。2008年之前建设的储罐只有少部分符合规范要求设置了固定式消防冷却水系统，而且建罐时设计的固定式消防冷却水系统阀门为手动闸阀，不具备远程开启功能。车间需要增加和改造的储罐为42台。由于公司地处北方寒冷地区，冬季气温可低至-20摄氏度，加上老罐区改造，可利用空间小，雨淋阀的选型、设置位置受限。最终雨淋阀选择设置在防冻层以下，外部设置钢制雨淋阀井，防止地下水侵蚀，这样设置在罐区外既占地面积小，起到冬季防冻作用。雨淋阀选取形式为利用电磁阀控制雨淋阀阀腔压力快速启闭。2016年公司投资大量资金改造稳高压消防水系统，近几年车间结合油罐检修，对储罐进行改造增加固定式消防冷却水系统，且具备远程开启功能。截止2021年车间已完成42台储罐的固定式消防冷却水系统的改造，储罐固定式消防冷却水系统的重要控制设备为雨淋阀，本文主要讲述雨淋阀在储罐消防冷却系统中的应用。

车间采用的雨淋阀分为两种：一种是进口雨淋阀，有32台储罐设置，共计64台，；一种是国产雨淋阀，有10台储罐设置，共计20台。雨淋阀设置在储罐消防冷却供水管路上，属于储罐喷淋系统的重要控制设备，具备远程/就地开启功能，开启速度快，提高了应急速度及应急安全能力。雨淋报警阀通过电动、机械或其他方法进行开启，使水能够自动单向流入喷水灭火系统同时进行报警的一种单向阀。

2.进口雨淋阀结构原理

在“阀门关闭”位置，系统压力通过引水管路、止回阀、带限流装置的加速器、EasyLock手动复位装置，进入主阀控制阀和中继阀，由EasyLock内置的止回阀、关闭的中继阀、电磁阀和关闭的手动紧急释放装置控制腔内的水压。系统压力使隔膜和阀盘组件压向阀座，从而使主阀处于完全关闭状态并保持系统管道干燥。

在发生火灾时，电信号触发电磁阀开启打开中继阀。主阀控制腔内的压力通过减压导阀和打开的中继阀排至阀后。EasyLock手动复位装置可阻止系统压力再次进入中继阀，从而阀前水压将雨淋阀完全顶开并锁定在开启位置，消防水进入喷淋系统。若系统压力升高超过减压导阀设置值，则减压导阀开始缓闭，压力逐渐积聚在阀门的控制腔内，主阀门逐渐关闭，是系统压力逐渐降至导阀设置值。当无法远程打开雨淋阀时，可打开手动紧急释放装置内的球阀泄去主阀控制腔内的压力，从而使主阀全部开启。EasyLock手动复位装置用于将雨淋阀恢复至关闭状态。

3.国产雨淋阀结构原理：

3.1结构组成

雨淋阀主阀体、电磁阀门启系统、防复位系统、报警系统、泄放系统和信号反馈系统组成。

通常压力开关触点断开，中控室信号灯不亮。当出现火警，主阀开启时，压力经手动球阀，到达压力开关，触点接触，中控室灯亮，代表主阀开。

3.2防复位控制器工作原理

雨淋阀在伺应状态时，进口压力和控制腔压力平衡，此时密封球处于非密封位置，确保雨淋阀的关闭状态良好；雨淋阀进入工作状态过程中，首先开启控制球阀开始对控制腔泄压，此时控制腔压力减小，防复位器内因压差对密封球产生的推力，致使防复位器关闭，此时阀门进口与控制腔断开，主阀门开启进入工作状态；由于截断了控制腔的压力源，因此对控制腔上其他控制阀门的误操作都不能影响主阀门的开启状态，只有手动按下防复位器手柄，即按下密封球，才能接通控制腔与压力源，从而起到防止自动复位和误操作的作用。

3.3雨淋阀的三种状态

3.3.1伺应状态：

处于伺服状态时，电磁阀关闭，防复位控制器手动开启。开启所有压力表前球阀，进口压力表和上腔压力表应压力相等，出口压力表无压力显示。压力开关无水压，警铃未工作。在伺应状态下，可以在不开启电磁阀的情况下，检验报警装置压力开关和水力警铃。

3.3.2工作状态：

如果火情出现，当突然出现以下情况之一或多种情况时，雨淋阀由伺应状态过度到工作状态：A：电磁阀开启；B：手动球阀开启。由于控制腔压力开始被释放，雨淋阀开始大开，并且当控制腔压力降到一定程度时，防复位控制器自动关闭，控制腔压力表显示为0，出口压力表指示升高，显示阀的出口压力。出口端水经过球阀，使压力开关给出压力信号，经过过滤器，时水力警铃发出声响。

3.3.3工作状态转化成伺应状态：

灭火工作结束后，可关闭电磁阀，或按下防复位器的手柄。等到控制腔压力表压力上升稳定与进口压力表相同压力时，关闭快速关闭球阀或松开防复位器手柄。开启泄水球阀，泄放系统中的余水后，再关闭泄水球阀。雨淋报警阀回复到伺应状态。

3.4雨淋阀的特点

3.4.1雨淋阀具有三种途径开启阀门

即自动电磁阀开启，人工手动开启近距离球阀和远离火源开启远距离球阀，在发生火灾时保证雨淋报警阀开启。

3.4.2具有防复位自动锁止机构

阀上配有防复位控制器，在火灾时开启电磁阀或手动球阀后，若出现误动作而使电磁阀或手动球阀关闭，因防复位控制器关闭而使主阀控制腔的压力不能上升，而使雨淋阀一直处于开启状态。

阀体采用Y形流线型结构

在全开状态下流道完全畅通、宽敞，过流量大，抗汽蚀能力强，水损小，流道中无导杆，不会导致缠绕等情况。

3.4.3承压高使用寿命长

膜片采用美国进口的具有立体网状结构的尼龙强化橡胶，且强化尼龙网使其抗破坏压力大，高达92kg/cm²，使阀门工作压力可达20kg/cm²；老化期长，长达15年，振动次数也高达上千万次，可工作10万小时以上，从而确保阀门有较长的使用寿命。

3.4.4密封为锥形结构

雨淋阀采用金属阀座与丁腈橡胶密封，金属阀座设计成特殊的锥形结构，不需太大力即可与丁腈橡胶可靠接触，密封面的表面粗糙度高，保证阀门密封效果

3.4.5排余水功能

阀门关闭后，余水可实现大量排水和微量排水，达到余水排尽的效果。滴水球阀安装在阀后底部可排出管道残留余水。

4.应用存在的问题及解决方案

由于企业处在东北地区，冬季需考虑防冻问题，加上老旧罐区外位置受限，采取的解决方案，特制钢制外部保温井，雨淋阀设置在井内，节省空间、可防冻、可防止地下水侵入腐蚀、浸泡。

投用时，保证井内雨淋阀配套管路静密封点无泄漏，关闭好排凝放空阀，发现漏水及时关闭前手阀排除故障。

冬季防冻排凝入雨淋阀井内的水，及时排出，避免水浸泡雨淋阀，电磁阀、仪表信号线遇水浸泡容易损坏设备，烧坏保险，管路浸泡水可导致管路接头腐蚀加剧，缩短使用寿命。可在设计时要求将接线头部位引至地上。

雨淋阀长期不用，前手阀关闭的情况，开启前手阀时，雨淋阀可能由于上阀腔水压不足，雨淋阀自动开启。投用雨淋系统，一定要将前手阀全部打开，保证系统水压充足，喷淋试验完成后，关闭雨淋阀时，可能出现阀门关闭不严的情况，一是系统水压过低，二是控制腔内存在空气或杂质，三是密封磨损。这里除去雨淋阀本体密封损坏因素，系统水压如果低于2MPa时，国产的雨淋阀关闭非常缓慢，甚至出现关不严的情况，需及时与供水沟通提高系统水压，关闭雨淋阀时关完一路，再关下一路，避免出现抢水压的情况，雨淋阀关不严。控制腔内存在空气或杂质，打开控制腔上手动阀门，多开关几次，将气体和杂质排出。

由于地区水质较差，水中含有泥沙、杂质较多，阀腔内易结垢或颗粒堵塞，造成电磁阀无法开启或开度过小，导致雨淋阀无法开启。电磁阀供电形式不对时（上电关，断电开）电磁阀持续上电可造成结垢加剧。解决方案更改电磁阀供电形式，改为大口径电磁阀，问题可以解决。

参考文献

1 《石油化工企业设计防火标准》GB50160-2008（2018年版）.

2 杨久洲.谈雨淋系统[J].山西建筑，2014，（2）：138-139.

3 王君.浅析雨淋阀系统构成及安装[J].2016,（10）.