廠區(qū)儲罐氮封閥系統(tǒng)應(yīng)用

廠區(qū)儲罐氮封閥系統(tǒng)應(yīng)用

在儲罐上設(shè)氮封閥，維持罐內(nèi)氣相空間壓力在工藝要求范圍（以JVOCs項目為例，如0.2-0.5KPa）左右，當氣相空間壓力高于設(shè)定值（如0.4KPa）時，氮封閥關(guān)閉，停止氮氣供應(yīng)；當氣相空間壓力低于設(shè)定值（如0.4KPa）時，氮封閥開啟，開始補充氮氣。儲罐氮封系統(tǒng)使用的氮氣純度不宜低于99.96%，氮氣壓力宜為0.5-0.7MPa。



　　氮封閥主要用于儲罐頂部，維持儲罐的微正壓，隔離物料與外界接觸，減少物料的揮發(fā)和浪費，保護儲罐安全。是否要設(shè)氮封設(shè)施和氮封閥可參考如下規(guī)定：
　　1.SH/T3007《石油化工儲運系統(tǒng)罐區(qū)設(shè)計規(guī)范》其他甲B、乙A類液體化工品有特殊儲存需要時，可以選用固定頂儲罐、低壓儲罐和容量小于或等于100m3的臥式儲罐，但應(yīng)采取下列措施之一：
　?、僭O(shè)置氮氣或其他惰性氣體密封保護系統(tǒng)，密閉收集處理罐內(nèi)排出的氣體；
　　②設(shè)置氮氣或其他惰性氣體密封保護系統(tǒng)，控制儲存溫度低于閃點5℃及以下。
　　儲存I、工級毒性的甲B、乙A類液體儲罐不應(yīng)大于10000m3，且應(yīng)設(shè)置氮氣或其他惰性氣體密封保護系統(tǒng)。
　　2.《石油化工儲運罐區(qū)VOCs治理項目指導意見》規(guī)定：甲B、乙A類中間原料儲罐、芳烴類儲罐、輕污油儲罐、酸性水罐、排放氣中含有較高濃度油氣和硫化物等需對排放氣體進行收集治理的儲罐應(yīng)設(shè)置氮氣密封系統(tǒng)。
　　3.其他為防止儲罐揮發(fā)性有毒或可燃氣體泄放到罐外危害安全或防止儲罐內(nèi)物料與氧接觸氧化或發(fā)生化學反應(yīng)等場合。



六、廠區(qū)儲罐氮封閥系統(tǒng)應(yīng)用氮封如何安裝
關(guān)于氮封安裝，分享兩種錯誤安裝場景：一種是直接安裝在呼吸閥下部短節(jié)位置（圖1），另外一種是靠近呼吸閥位置直接焊接在法蘭接管處（圖2）。這兩種場景均會導致氮氣直接排出，無法起到氮封作用。
在儲罐應(yīng)用中，氮封閥是用來保護儲罐，防止在物料泵出時或儲罐氣體冷凝時造成的真空將儲罐抽癟。大多數(shù)氮封系統(tǒng)是由幾個控制閥組合而成，或由自力式調(diào)節(jié)閥代替。但我們的系列氮封閥并不是一個減壓控制閥，它是我們的專業(yè)工程師根據(jù)對儲運系統(tǒng)罐區(qū)的深入了解及多年的應(yīng)用經(jīng)驗，專門為儲罐設(shè)計的氮封系統(tǒng)。    
若呼吸閥用在氮封罐上，建議氮氣供氣管的接管位置一定要遠離呼吸閥接口，并由罐頂部插入貯罐內(nèi)，使氮氣進罐后不直接排出，從而達到氮封目的。
氮氣保護系統(tǒng)包括氮氣源、氮氣管線、氮封裝置、罐內(nèi)壓力檢測等。儲罐氮封的作用主要是為了防止儲罐出現(xiàn)負壓而從呼吸閥吸入 空氣，以保持罐內(nèi)微正壓；氮封閥正常壓力設(shè)定值宜為 0.2kPa-0.5kPa，并應(yīng)避免與呼吸閥和單呼閥或控制閥等設(shè)定壓力交集，產(chǎn)生不必要的 氮氣損耗和浪費。當罐內(nèi)氣體壓力低于氮封閥開啟壓力時，氮封閥打 開向罐內(nèi)補入氮氣；當罐內(nèi)氣體壓力達到氮封閥關(guān)閉壓力時，氮封閥 關(guān)閉停止向罐內(nèi)補入氮氣。



當罐內(nèi)氣體壓力高于控制閥或呼閥定壓時，通過呼閥或揮發(fā)氣收集總管控制閥開啟向罐外排出氣體。呼吸閥外排壓力、緊急泄放閥 定壓根據(jù)儲罐設(shè)計壓力確定。對于設(shè)計壓力為-0.5kPa～2.0kPa 的儲 罐，宜采用以下控制方案:


序號	品  名	型 號 及 規(guī) 格	單位	數(shù)量
1	氮封閥	氮封閥(自力式減壓閥)ZZYVP-II DN15 PN16 進口壓力 0.3-0.6 MPA, 出口壓力1 KPA 法蘭連接	臺	2
2	泄氮閥	泄氮閥（氮氣密封配套設(shè)施）ZXD-16   DN15  PN16 起跳壓力2 KPA 法蘭連接	臺	2

1）在每臺儲罐上應(yīng)設(shè)置氮封閥組和限流孔板旁路，正常情況下使用氮封閥組維持罐內(nèi)氣相空間壓力在 0.3kPa 左右，當氣相空間壓力高于 0.5kPa 時，氮封閥關(guān)閉，停止氮氣供應(yīng)；當氣相空間壓力低于 0.2kPa 時，氮封閥開啟，開始補充氮氣。當?shù)忾y需要檢修或故 障時，使用限流孔板旁路給儲罐內(nèi)補充氮氣。
2）當?shù)忾y事故失靈不能及時關(guān)閉，造成罐內(nèi)壓力超過 1.5kPa時，通過帶阻火器的呼吸閥外排；當?shù)忾y事故失靈不能及時開啟時， 造成罐內(nèi)壓力降低至-0.3kPa 時，通過帶阻火器呼吸閥向罐內(nèi)補充空 氣，確保罐內(nèi)壓力不低于儲罐的設(shè)計壓力低限（-0.5kPa）。
3）為確保設(shè)置氮封儲罐事故工況下的安全排放，應(yīng)在儲罐上設(shè)置事故泄壓設(shè)備，緊急泄放閥定壓不應(yīng)高于儲罐的設(shè)計壓力上限（2.0kPa）。
4）在廠區(qū)收集總管上設(shè)置在線氧分析儀，判斷儲罐氮封系統(tǒng)的可靠性，并滿足后續(xù)油氣處理設(shè)施的安全性。
整機工作原理及作用方式


ZZYVP-16B指揮器操作自力式氮封閥是一種控制閥后壓力的調(diào)節(jié)閥，其初始位置的閥芯在開啟位置，當指揮器執(zhí)行機器檢測到閥后壓力升高至設(shè)定值，自動關(guān)閉指揮器，隨即主閥開度逐漸減小，直至閥后壓力穩(wěn)定在要求的設(shè)定值。



七、廠區(qū)儲罐氮封閥系統(tǒng)應(yīng)用規(guī)格用技術(shù)參數(shù)

主要參數(shù)及主要性能指標見表一                             表一

公稱通徑DN（mm）	20			25	40			50	80		100	150
閥座直徑（mm）	6	15	20	25	32	40		50	65	80	100	125	150
額定流量系數(shù)Kv	0.32	5	8	11	20	30		48	75	120	190	300	480
壓力調(diào)節(jié)范圍KPa	0.1～0.5、0.4～5.0、4.0～12.0、
公稱壓力PN（MPa）	1.6
被調(diào)介質(zhì)溫度（℃）	-5～+100
流量特性	快開
調(diào)節(jié)精度（%）	≤±5
執(zhí)行機構(gòu)有效面積（cm2）	100						200		280			400
信號接口	內(nèi)螺紋M10×1.5											M16X1.5




2、廠區(qū)儲罐氮封閥系統(tǒng)應(yīng)用壓力調(diào)節(jié)范圍見表二                                                   表二

壓力調(diào)節(jié)范圍（KPa）	指揮器膜室 有效面積（cm2）	執(zhí)行機構(gòu)膜室 有效面積（cm2）	使用閥門口徑（mm）
0.1～0.5	1200	100	20～32
0.4～5.0	600
4.0～12.0	400
0.1～0.5	1200	200	40～50
0.4～5.0	600
4.0～12.0	400
0.1～0.5	1200	400	65～100
0.4～5.0	600
4.0～12.0	400
0.1～0.5	1200	600	125～150
0.4～5.0	600
4.0～12.0	400




3、廠區(qū)儲罐氮封閥系統(tǒng)應(yīng)用主要零件材料見表三             表三



零 件 名 稱	材         料
氣動活塞式執(zhí)行機構(gòu)，指揮器	組合件
閥體，閥蓋	ZG230-450，ZG0Cr18Ni9Ti，ZG0Cr18Ni12Mo2Ti
推桿，閥桿	2Cr13，1Cr18Ni9
閥座	1Cr18Ni9Ti
閥芯（軟密封）/填料	聚四氟乙烯
膜片	橡膠夾增強滌綸織物/四氟膜片/氟橡膠膜片
彈簧	1Cr18Ni9Ti、60Si2Mn




八、廠區(qū)儲罐氮封閥系統(tǒng)應(yīng)用閥體強度和試驗：

  試驗前，必須將閥門腔體內(nèi)的油污、水漬、雜質(zhì)清理干凈，在閥體兩端及接座處安裝度壓板封堵，安裝加壓泵、壓力表、截止閥和排氣閥等。將自來水向閥體腔內(nèi)沖壓并保壓，壓力等級根據(jù)閥門技術(shù)要求和閥門試驗標準來確定，保壓時間10min。重點檢查閥體承壓面、焊縫處，若外泄漏和結(jié)構(gòu)損失，方可認為合格。

1、單體密封試驗：

  試驗介質(zhì)為液體：試驗前，全開閥門，將其腔內(nèi)的水漬、雜質(zhì)、油污清理干凈，*關(guān)閉閥門后，安裝試壓板、加壓泵、壓力表、截止閥、排氣閥等。從進口盲板處對閥充入自來水，水壓力等級根據(jù)閥門技術(shù)要求和閥門試驗標準來確定，保壓時間3min。泄漏量符合行業(yè)標準（GB/T4213-2008）的相關(guān)規(guī)定，可認為合格。

  試驗介質(zhì)為氣體：試驗前，全開閥門，將其腔內(nèi)的水漬、雜質(zhì)、油污清理干凈，*關(guān)閉閥門后，安裝試壓板、加壓泵、壓力表、截止閥、排氣閥等。從進口盲板處對閥充入溫度為5~10℃的清潔空氣，壓力等級根據(jù)閥門技術(shù)要求和閥門試驗標準來確定，保壓時間3min。泄漏量符合行業(yè)標準（GB/T4213-2008）的相關(guān)規(guī)定，可認為合格。

2、動作試驗：

  空載動作試驗：試驗前，全開閥門將其腔內(nèi)的水漬、雜質(zhì)、油污清理干凈，*關(guān)閉閥門；外接液壓驅(qū)動閥門開關(guān)數(shù)次，若閥門在開啟過程能正常動作，全行程時間滿足要求且沒有異響聲等現(xiàn)象，則認為合格。



  帶負載開啟試驗：試驗前，全開閥門將其腔內(nèi)的水漬、雜質(zhì)、油污清理干凈，*關(guān)閉閥門；閥體一端安裝試驗盲板并安裝加壓力泵、壓力表、截止閥等。對密封腔內(nèi)充入干凈空氣壓壓，壓力等級根據(jù)閥門技術(shù)要求和閥門試驗標準來確定，持續(xù)一分鐘。外接液壓站驅(qū)動閥門開關(guān)次數(shù)，若閥門在開啟過程中能正常動作，全行程時間滿足要求且沒有異響聲等現(xiàn)象，則認為合格。

  總之，新購調(diào)節(jié)閥必須經(jīng)過強度試驗、密封試驗和動作試驗，驗收合格后方可投入使用。