1技术背景

　　当装置正常运行时，紧急切断阀将会长期维持在某一种状态，这种“固着”现象可能会导致阀门的卡涩，从而大幅降低安全系统的可靠性。
　　因此，需要定期进行行程测试来判断是否有隐患存在，避免在紧急情况下无法正确执行安全功能动作。
　　ESD阀门的在线行程测试主要有两种方式，一种为完全行程测试(FST),FST的阀门应设置手动测试开关按钮、旁路管线及切断阀，当进行FST时，顾名思义，就是将阀门完全从全开运行到全关，因此需在正常开车状态下切换到旁路，可能造成工艺参数的波动，且FST会对阀门部件带来过度磨损。另一种为PST,当进行PST时，只需将阀门周期性地由全开位置运行到10%～30%的开度位置再开启，通过收集和分析该段时间内阀杆的移动情况来判断阀门是否存在卡涩甚至卡死的情况。

2PST实施方案

　　针对PST，有以下三种主流实施方案。

2.1气动执行机构机械限位方案

气动执行机构机械限位方案及优缺点如下：
　　1）具备PST功能的单作用执行器紧急切断阀的控制原理。当进行PST时，按下PST组合阀的开关按钮，执行器向下排气，同时向“关”阀位移动。当移动到预设位置（通常预设位置为10%～30%关闭行程)时，预设撞块会碰撞凸轮阀，使凸轮阀换向后给PST组合阀一个气压信号，使得PST组合阀复位。执行器下腔进气，重新回到“开”阀位，从而完成PST测试。单作用气动执行机构PST测试控制原理如图1所示。

　　2）具备PST功能的双作用执行器紧急切断阀的控制原理。同样，当进行PST时，气控阀先导排气，执行器向“关”阀位移动。当移动到预设位置（通常预设位置为10%～30%关闭行程)时，预设撞块会碰撞凸轮阀，使凸轮阀换向后给PST组合阀一个气压信号，使得PST组合阀复位并保持进气状态，气控阀收到气信号后，阀位切换，执行器重新回到“开”阀位。双作用气动执行机构PST测试控制原理如图2所示。

　　3）优点。该方案的优点在于控制系统均为简单独立的机械设备，不含有电子控件，不需要软件进行控制，不需要对操作人员进行过于复杂的培训。因此，该系统是故障安全型的，不会因为紧急切断阀快速动作造成误停车。
　　4)缺点。该方案需要确认在PST过程中设置为联锁优先，不然在极端情况（PST测试与紧急联锁并发时)下有不响应联锁的风险。此外，如在已有阀门加装该功能时需更换特殊型号的执行机构，经济成本较高。

2.2限位开关方案

限位开关方案及优缺点如下：
　　1）限位开关方案。该方案是给原有阀门加装一种基于限位开关的自动部分行程测试设备，当需要进行PST测试时，瞬间给电磁阀断电，阀门因电磁阀失电后动作，位置传感器感应到阀门动作到预设位置后，重新给电磁阀通电，从而使阀门恢复到原始位置。当阀门卡住时，该设备会即时给电磁阀一个电流，阀门回到原始位置，同时输出PST失败的故障信号。
　　2）优点。在已有阀门上可灵活加装，无需另配电磁阀。
　　3）缺点。操作不能自动进行，且需要人为控制及记录测试结果。此外，考虑到信号传输时间等因素，小口径阀门PST易误动作全关，造成停车的风险。限位开关方案的PST测试控制原理如图3所示。

2.3阀门定位器方案

　　阀门定位器方案及优缺点如下：
　　1）阀门定位器方案。在紧急切断阀上加装智能阀门定位器也是较为主流的PST的实施方案。
　　当需要进行行程测试时，可在DCS中直接启动测试命令，向阀门定位器上输出一个AO信号，定位器控制阀杆动作到预设位置，再恢复到原始位置。
　　定位器设置时长报警，当阀门进行PST动作时长超过预设值时，立即中断测试并发出紧急报警信号。如在阀门的气缸或膜头上装有高灵敏度的压力变送器，则该压力信号采用HART协议或AI信号传回DCS，可生成一条阀门阀位与气缸或膜头压力的对应曲线。通过相关软件将该条曲线与阀门的特征曲线进行对比，来判断阀门的工作情况是否良好。
　　2）优点。加装方便且自动化程度高，可完成远程PST操作，并在实施过程中在线监测紧急切断阀的阀位信息和膜头或气缸压力情况，可通过诊断分析自动生成行程测试报告。采用智能阀门定位器的方案可以有效地规避PST期间发生联锁，当电磁阀失电切断气路时，由于没有限位问题，依然可以优先执行联锁动作。
　　3）缺点。难以设置合适的PST报警时长。
　　若报警时长设置过短，由于阀门弹簧复位并不是线性过程，实际阀门动作时间可能会长一点，容易频繁误报警；若时间设置过长则易过行程造成误停车。同时，需要额外增加一个阀门定位器，若该处发生气路泄漏则可能造成开关阀动作误停车；还需要额外增加一笔费用购置相关通信接收处理分析软件。