儲罐氮封裝置工藝流程

儲罐氮封裝置工藝流程

自力式氮封閥(即氮封裝置)主要用于儲罐頂部氮氣壓力恒定控制，自力式氮封閥是一種無須外來能源，以彈簧為動力核心利用被調介質自身的壓力來控制閥芯位置變化，達到自動調節(jié)和穩(wěn)定壓力的目的，以保護罐內物料不被氮化及儲罐的安全。該閥由ZZYVP快速泄放閥及ZZV自力式微壓調節(jié)閥兩大部分組成?？焖傩狗砰y由壓力控制器及ZMQ-16K型單座切斷閥組成。氮封裝置主要用于儲罐頂部，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。

在儲罐上設置氮封系統(tǒng), 維持罐內氣相空間壓力在0.2-0.5kPa, 當氣相空間壓力高于0.5kPa 時, 氮封閥關閉, 停止氮氣供應; 當氣相空間壓力低于0.2kPa 時,氮封閥開啟, 開始補充氮氣, 保證儲罐在正常運行過程中不吸進空氣, 防止形成爆炸性氣體。
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0.5~0.6 MPa。



2 儲罐氮封的設置要求

是否設氮封設施和氮封閥參考如下規(guī)定：

1）SH/T3007《石油化工儲運系統(tǒng)罐區(qū)設計規(guī)范》第4.2.5條“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，但應采取下列措施之一：

①設置氮氣或其他惰性氣體密封保護系統(tǒng)，密閉收集處理罐內排出的氣體；

②設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”。第4.2.10條“儲存Ⅰ、Ⅱ級毒性的甲B、乙A類液體儲罐不應大于10000m³，且應設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設置氮氣密封系統(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物料與氧接觸氧化或發(fā)生化學反應等場合。



3 儲罐氮封工藝流程

① 在每臺儲罐上設置先導式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氣相空間壓力在0.2 ~0.5kPa, 當 氣 相 空 間 壓 力 高 于 0.5kPa時, 氮封閥關閉, 停止氮氣供應; 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需要檢修或出現(xiàn)故障時, 使用限流孔板旁路給儲罐內補充氮氣, 壓力高于1.5kPa 時, 通過帶阻火器的呼吸閥外排 (短時間連續(xù)補充氮氣) 。

② 當?shù)忾y因故障失靈不能及時關閉, 造成罐內壓力超過1.5kPa 時, 通過帶阻火器的呼吸閥外排;當?shù)忾y因故障失靈不能及時開啟, 造成罐內壓力降低至-0.3kPa 時, 通過帶阻火器的呼吸閥向罐內補充空氣, 確保罐內壓力不低于儲罐的設計壓力低限(-0.5kPa) 。

③ 為確保設置氮封儲罐事故工況下的安全排放,應在儲罐上設置緊急泄放閥, 緊急泄放閥定壓不應高于儲罐的設計壓力上限 (2.0kPa) 。

④ 當需要使用限流孔板旁路補充氮氣時, 流量宜等于油品出罐流量, 氮氣管道的管徑為DN50mm,氮氣的操作壓力為0.5MPa。
⑤ 若在相同油品儲罐之間設置有氣相連通管道,每臺儲罐氣相出口管道均應設置阻火器, 以防止事故擴大。
⑥ 阻火器應選用安全性能滿足要求的產品, 且阻力降不應大于0.3kPa。

工作原理

       儲罐內壓力升高至設定壓力時，快速泄放閥迅速開啟，將罐內多余壓力泄放。微壓調節(jié)閥在儲罐內壓力降低時，開啟閥門，向罐內充注氮氣。因微壓調節(jié)閥必須使用在壓力為0.1Mpa壓力以下，現(xiàn)場壓力較高，必須安裝ZZYP型壓力調節(jié)閥將壓力調節(jié)閥將壓力降低至0.1Mpa以下才可使用。公稱壓力0.1Mpa，壓力可按分段設定，從0.5Kpa 至66 Kpa以下，介質溫度溫度≤80℃。

氮封閥通過監(jiān)測儲罐內壓力的變化來自動調節(jié)惰性氣體的流入，保持儲罐頂部惰氣體層的穩(wěn)定。氮封閥的核心功能是調節(jié)儲罐頂部惰氣體層的壓力。當儲罐內的壓力降至低于預設值時，氮封閥會感應到這一變化并自動開啟，允許惰性氣體流入。而一旦壓力回升至設定值，閥門便隨之關閉，停止惰性氣體的進一步流入。

▍ 關鍵接口功能

此外，氮封閥依賴三個關鍵接口進行有效的壓力調節(jié)，分別是與儲罐的接口、惰性氣體源接口和出氣口連接儲罐的接口。其一，連接閥門與儲罐的接口，用于測量儲罐內的壓力；其二，連接惰性氣體源與閥門的接口，作為惰性氣體的供應源；其三，連接閥門出氣口與儲罐的接口，確保為儲罐持續(xù)提供必要的惰性氣體。



02儲罐氮封裝置工藝流程氮封閥的作用與注意事項

▍ 工作原理與安全

氮封閥，作為調節(jié)儲罐頂部惰氣體層壓力的關鍵設備，其工作原理相當重要。氮封閥在壓力變化時自動開啟或關閉，保證儲罐安全。當儲罐內壓力低于預設值時，氮封閥會感應到這一變化并自動開啟，允許惰性氣體流入。而當壓力回升至設定值時，閥門則會自動關閉，停止惰性氣體的進一步流入。這一系列動作，確保了儲罐內壓力的穩(wěn)定，從而保證了儲罐的安全與穩(wěn)定運行。

1、氮封閥裝置必須保持完好無損，同時確保惰性氣體的供應充足。一旦閥門出現(xiàn)故障或供應不足，儲罐內的氧氣濃度可能會上升，這與蒸發(fā)介質混合后可能產生易燃物質，帶來安全隱患。

2、惰性氣體應通過有效輸送方式引入罐槽中，以確保其能夠均勻分布并達到預期效果。

3、必須嚴格防范任何可能污染惰性氣體的來源。惰性系統(tǒng)應配備適當?shù)某凉裨O備，以盡可能降低濕度，確保氣體質量。

▍儲罐氮封裝置工藝流程 維護性和特性



此外，氮封閥還具備以下現(xiàn)場可維護性和特性：材料多樣，包括不銹鋼金屬部件，以及Buna-N、Neoprene、Viton③、EDPMChemrazo或Kalreza等柔軟密封和墊圈產品；凈化技術，高凈化填充應用于高凈化產品，確保氣體純凈；專門設計，針對罐槽填充進行優(yōu)化，滿足特定需求；運行壓力范圍在10PSIG到200PSIG的供應壓力下有效工作；標準接口采用NPT入口和出口，方便連接；壓力平衡閥確保穩(wěn)定運行；法蘭連接選項有ANSI150磅或300磅，靈活選擇；補給管過濾器提供額外保護，確保氣體質量；自力式結構自動感應并調節(jié)填充氣體流入；設定點穩(wěn)定性不受供應壓力影響，保持一致；流量調整，通過多種尺寸的阻流器，輕松適應不同大小的儲罐。

當儲罐出液閥開啟，用戶放料時，液面下降，氣相部分容積增大，罐內氮氣壓力降低，供氮閥開啟，向儲罐注入氮氣，罐內氮氣壓力上升，當罐內壓力上升至供氮閥壓力設定值時，供氮閥自動關閉。
當儲罐進液閥開啟，向罐內添加物料時，液面上升，氣相部分容積減小，壓力升高，當高于泄氮閥壓力設定值時，泄氮閥打開，向外界釋放氮氣，罐內氮氣壓力下降，降至泄氮閥壓力設定值時，泄氮閥自動關閉。
氮封閥的選用說明
氮封閥一般供氮壓力在300－800KPa左右，氮封設定壓力1KPa，泄氮壓力3KPa,呼吸閥呼氣壓力5KPa,吸氣-0.8kpa;（注：供氮閥入口氮氣壓力必須≥300KPa；當?shù)陀?00KPa時，供氮閥不起作用；當供氮閥入口壓力為零時，供氮閥處于開啟狀態(tài)。供氮閥入口氮氣壓力必須≤1MPa，當?shù)獨鈮毫?ge;1MPa時，請在供氮閥前加裝ZZY型自力式減壓閥進行減壓。
罐頂呼吸閥僅起安全作用，是在主閥失靈，導致罐內壓力過高或過低時，起到安全作用，在正常情況下不工作；
泄氮閥安裝在罐頂，口徑一般與進液閥口徑一致；
一般供氮閥選用ZZDG型，泄氮閥選用ZZDX型，呼吸閥采用ZZFX防爆阻火呼吸閥。

性能特點

1、無需外加能源，能在無電、無氣的場合工作，既方便又節(jié)約能源，降低成本。

2、氮封裝置供氮，泄氮壓力設定方便，可在連續(xù)經營的條件下進行。

3、壓力檢測膜片有效面積大，設定彈簧剛度小、動作靈敏、裝置工作平衡。

4、采用無填料設計，閥桿所受磨擦力小、反應迅速、控制精度高。

5、供氮裝置采用指揮器操作，減壓比可達100:1，減壓效果好、控制精度高。

6、氮氣壓力設定范圍廣，低至0.5Kpa高至1000Kpa，比值達高；

7、調節(jié)調壓力檢測膜片有效面積大，設定彈簧剛度小，動作極靈敏。



儲罐氮封裝置工藝流程主要技術參數(shù)

公稱通徑(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	3.2	5	8	10	20	32	50	80	100	160	250	400
壓力調節(jié)范圍	0.5～70 20～120 60～400 300～700 500～1000 KPa
公稱壓力PN	1.0、1.6 MPa
被調介質溫度	80、200 ℃
流量特性	快開型
調節(jié)精度	≤5%
允許壓降(MPa)	1.6				1.6		1.1	0.6		0.4
薄膜有效面積(C㎡)	200				280			400
允許泄漏量	符合ANSIB16.104—1976 IV級
閥蓋形式	標準型 (整體式)
壓蓋型式	螺栓壓緊式
密封填料	V型聚四氟乙烯填料、含浸聚四氟乙烯石棉填料、石棉紡織填料、石墨填料
閥芯形式	單座型閥芯
流量特性	直線性

 

儲罐氮封裝置工藝流程主要外形尺寸

 



 

公稱通徑(DN)	20	25	32	40	50	65	80	100	125	150
L	150	160	180	200	230	290	310	350	400	480
H	52.5	57.5	75	75	85.5	92.5	100	110	142.5	158
H1	330	330	350	350	360	430	440	450	520	650
A	310								400


 

儲罐氮封裝置工藝流程安裝、維護與調試



1、儲罐氮封裝置工藝流程安裝

（1） 檢查整機零件是否缺損與松動，對使用有害人體健康的介質，必須進行強度、密封、泄漏 與精度測試。

（2） 在安裝前，對管道進行清洗（否則由于焊渣等管道垃圾，損壞閥芯密封面，導致閥門不能 正常工作），閥門入口處要有足夠的直管段，并配有過濾器。閥體與管道的法蘭連接，要 注意同軸度。

（3） 安裝場地應考慮到人員與設備的安全，即便于操作，又有利于拆裝與維修。 （4） 閥門應正立垂直安裝在水平管道上，導壓管必須安裝在距離閥出口至少六倍于公稱通徑的 閥后管道上。閥自重較大與有振動的場合，要用支撐架，盡量避免水平安裝。

（5） 介質流動方向應與閥體上的箭頭指向一致。因微壓閥屬于精密儀表，其中指揮器膜片直接 承受介質壓力，若閥門反裝或管道有反沖壓力，則指揮器膜片由于受壓過高導致膜片損壞， 閥門不能工作。閥門應在環(huán)境溫度-25～+55℃場所使用。

（6） 為使自控系統(tǒng)失靈或檢修閥門時，仍能連續(xù)生產，應設置旁路閥。

注意：根據(jù)現(xiàn)場安裝經驗，氮封閥在安裝時，應先與管道過濾器連接。這樣可以有效的避免管道吹掃遺 留下的固體顆?？▔拈y門內部件，而影響正常使用。見下圖過濾器直接連接于供氮閥

（7） 罐頂安裝時，若不具備安裝支撐氮封系統(tǒng)裝置重量條件的情況下，可不設計或少設計安裝 截止閥等輔助型開關閥門。以減輕罐頂安裝重量。（若安裝條件允許或必須設有應急措施 的工況，請務必按國家標準管路設計安裝施工）氮封系統(tǒng)裝置罐頂安裝示意圖，見下圖罐頂安裝方式示意圖

（8） 地面安裝，在不考慮承重的地面安裝方式中，可將管路設計的更標準化。旁通可在氮封系統(tǒng) 裝置故障時，人工應急操作使用。關閉帶指揮器自力式調節(jié)閥前后截止閥可方便返廠維修及 更換。地面安裝方式示意圖，見以下地面安裝方式示意圖

（9） 內襯式氮封系統(tǒng)裝置安裝，內襯氮封閥屬微壓式壓力調節(jié)閥，閥前壓力一般控制在 30KPa 左 右，所以主管道應設計一級減壓閥（帶指揮器自力式調節(jié)閥），一級減壓閥不屬于微壓調節(jié) 閥，控制壓力一般遠大于罐內壓力，不存在罐內壓力倒流現(xiàn)象，故無需閥腔襯氟。以一主多 分的管道布局形式連接各處內襯式氮封系統(tǒng)裝置。內襯式氮封系統(tǒng)裝置安裝方式示意圖，見以下內襯式氮封系統(tǒng)裝置安裝方式示意圖



2、儲罐氮封裝置工藝流程 維護：

（1） 清洗閥門：對清洗一般介質，只要用水洗凈就可以。但對清洗有害健康的介質，首先要了 解其性質，在選用相應的清洗辦法。

（2） 閥門的拆卸：將外露表面生銹的零件先除銹，但在除銹前，要保護好閥座、閥芯、閥桿與 推桿等精密零件的加工表面。拆裝閥座時應使用專用工具。

（3） 閥芯、閥座：二密封面有較小的銹斑與磨損，可用機械加工的方法進行修理，如損壞嚴重 必須換新。但不管修理或更換后的硬密封面，都必須進行研磨。

（4） 閥桿：表面損壞，必須換新。

（5） 壓縮彈簧：如有裂紋等影響強度的缺陷，必須換新。

（6） 易損零件：填料、密封墊片與 O 型圈，每次檢修時，全部換新。膜片必須檢查是否有預 示將來可能發(fā)生裂紋、老化與腐蝕等痕跡，根據(jù)檢驗結果，決定是否更換，但膜片使用期 一般最多 2～3 年。

（7） 閥門組裝要注意對中，螺栓要在對角線上擰緊，滑動部分要加潤滑油。組裝后應按產品出 廠測試項目與方法調試，并在這期間，可更準確地調整填料壓緊力與閥芯關閉位置。



3、 儲罐氮封裝置工藝流程調試

所需要壓力值是通過對指揮器頂部的調節(jié)螺母的操作而得到調整，打開頂部的防塵蓋，用扳手 調整調節(jié)螺母。順時針方向旋轉使壓力增大，逆時針旋轉則壓力減小。安裝在壓力調節(jié)閥后的壓力 表，可使工作人員借以觀察調整后的壓力給定值。