故障關閉閥的優缺點

閥門是工業自動化的重要組成部分。它們用于允許介質流經管道。它們可以自動或手動操作。

自動控制意味著 PLC、DCS 或微控制器等控制器將打開或關閉閥門，如果是調節閥，則控制其定位。它是根據傳感器的反饋或為實時監控而開發的控制邏輯來實現這一功能的。

手動控制是指操作員需要根據自己的要求親自動手操作閥門。無論如何，閥門都是允許或禁止介質流動的高效設備。如果閥門出現故障，就會對應用造成危害，因為這種突然的故障會阻礙工藝流程。

因此，在發生故障時，需要采用一些方法來操作閥門，使系統安全關閉。為此，通常使用兩種閥門——故障開啟和故障關閉。在本文章中，我們將了解故障關閉閥的概念。

故障關閉：

以這里的雙作用閥為例。雙作用閥門意味著它的運行需要兩個信號指令——一個用于打開，一個用于關閉。

該閥門的正常運行依賴于持續的電力供應以及介質（如氣體、空氣或液體）提供的機械壓力。在操作過程中，電力用于驅動執行機構，而介質壓力則作為作用力來促使閥門開閉。例如，在處理水壓的應用中，介質的壓力是確保閥門能夠按照預期動作的關鍵因素。

值得注意的是，如果發生電力供應故障（即斷電）或介質壓力不足（即未能達到所需的工作壓力），雙作用閥門將無法接收到必要的動力來改變其位置。此時，閥門會保持在最后的動作狀態，這可能導致工藝流程中斷，并對整個系統的連續性和安全性造成不利影響。

為了避免這種情況，將普通的雙作用閥轉換為故障關閉閥（Fail-Closed Valve, FCV）是一種有效的解決方案。故障關閉閥在設計上確保了當電力供應中斷或控制信號丟失時，閥門能夠自動移動到關閉位置。這種特性不僅避免了因動力源失效而導致的流程停滯問題，還顯著增強了系統的安全性和可靠性。

故障關閉閥的設計初衷是為了應對電源或介質壓力故障。它通過內置的彈簧或其他儲能裝置，在失去外部動力的情況下，依靠預存的能量自動關閉。這類閥門持續監測自身的供電狀態和壓力條件，并能在檢測到任何異常時立即響應。具體來說：

電源或壓力故障：一旦電源斷開或工作壓力不足，故障關閉閥會迅速觸發內部機制，使其移動到預先設定的安全關閉位置。

控制信號故障檢測：除了對物理參數的監控外，故障關閉閥還能識別控制信號的完整性。它不僅能夠感知正常的開啟或關閉指令，更能察覺到如斷線或電信號故障等異常情況，從而確保即使是在最不利的操作條件下也能可靠地執行保護功能。

優點：

●高可靠性和安全性：

故障關閉閥采用高質量材料制造，確保其在故障情況下能夠承受增加的內部作用力。這種設計不僅提高了閥門的耐用性，還增強了其在緊急情況下的響應能力。

在關鍵應用中，如化工、石油天然氣以及制藥行業，當不需要的流量可能對系統造成損害時，故障關閉閥可以立即切斷介質流動，防止意外事故的發生，保障人員和設備的安全。

●即時響應機制：

故障關閉閥能夠在檢測到電源或控制信號故障后迅速動作，及時關閉以保護系統免受進一步損害。

●維護成本低：

盡管初始投資較高，但長期來看，由于減少了因故障導致的停機時間和維修頻率，總體運營成本較低。

●適應多種工況：

這類閥門適用于各種不同的操作條件，包括溫度和壓力環境，確保了廣泛的應用范圍。

缺點:

●較高的初始成本：

與普通閥門相比，故障關閉閥的價格更高，這可能會限制一些預算有限項目的使用。

●復雜性增加：

某些型號的故障關閉閥結構較為復雜，安裝和維護需要專業的技能和技術支持，增加了初期設置的時間和成本。

●潛在的泄漏風險：

即便有故障保護特性，長時間未使用或在特定條件下，仍可能存在輕微泄漏的風險，因此無法提供絕對的密封保證。

●對外部因素敏感：

在面對較大外力沖擊或環境條件下，某些故障關閉閥的性能可能會受到影響，需選擇適合特定工況的產品。

●特殊培訓要求：

為了確保正確安裝和有效維護，操作人員通常需要接受專門的培訓，增加了人力資源的成本。

綜上所述，故障關閉閥因其的設計而在許多行業中扮演著角色，尤其是在那些對安全性和連續性有著嚴格要求的應用領域。然而，用戶在選擇時也應考慮其局限性和額外成本，確保選型符合實際需求。