上海申弘閥門有限公
一、基本原理
在儲罐上設(shè)置氮封系統(tǒng)，維持罐內(nèi)氣相空間壓力在1.2KPa左右，當(dāng)氣相空間壓力高于1.4KPa時，氮封閥關(guān)閉，停止氮氣供應(yīng)；當(dāng)氣相空間壓力低于0.8KPa時，氮封閥開啟，開始補(bǔ)充氮氣，保證儲罐在正常運行過程中不吸進(jìn)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0.5~0.6MPa。上海申弘閥門有限公司主營閥門有：減壓閥(氣體減壓閥,可調(diào)式減壓閥,波紋管減壓閥,活塞式減壓閥,蒸汽減壓閥,先導(dǎo)式減壓閥,空氣減壓閥,氮氣減壓閥,水用減壓閥,自力式減壓閥,比例減壓閥)、安全閥、保溫閥、低溫閥、球閥、截止閥、閘閥、止回閥、蝶閥、過濾器、放料閥、隔膜閥、旋塞閥、柱塞閥、平衡閥、調(diào)節(jié)閥、疏水閥、管夾閥、排污閥、排氣閥、排泥閥、氣動閥門、電動閥門、高壓閥門、中壓閥門、低壓閥門、水力控制閥、真空閥門、襯膠閥門、襯氟閥門。
ZZYP-16II 型帶指揮器操作式自力式壓力調(diào)節(jié)閥（簡稱壓力閥）無需外加能源，利用被調(diào)介質(zhì)自身能量為動力源，引入壓力閥的指揮器以控制壓力閥的閥芯位置，改變流經(jīng)閥門的介質(zhì)流量，使閥門后端壓力（B型）或前端壓力（K型）保持恒定。ZZYP-16BII主要用在閥前壓力較高(0.2-0.8Mpa)而閥后力很低(0.5-100Kpa),例如50mmH20(水柱)的場合，ZZYP-16KII只用在泄氮裝置上,并且與供氮裝置配套使用。單獨使用時請用ZZVP閥代替。 1.氣體減壓
如閥前0.2-0.8MPa(高于0.8Mpa時閥前面應(yīng)加減壓閥)，閥后0.5-100Kpa。
2.氮封裝裝置
供氮和泄氮裝置上
□特點:
1.壓力設(shè)定在指揮器上實現(xiàn)，因而方便、快捷、省力、省時且可在運行狀態(tài)下連續(xù)設(shè)定。 2.控制度比ZZY型自力式高1倍左右,故適合在控制度高的場合使用。 3.對同一臺閥而言，調(diào)節(jié)范圍比ZZY型自力式廣。
4.反應(yīng)特別靈敏,極小的壓力(如50mm水柱的壓力)或極小的壓力變化都可以感染出來。 5.減壓比特別大，例如閥前0.8Mpa,閥后50mmH2O,壓差比達(dá)1600 !
1. 壓力設(shè)定彈簧 2.指揮器執(zhí)行機(jī)構(gòu) 3.指揮閥 4.針閥 5 主閥 6空氣過濾減壓器
其中ZZYP-16BII閥可以用1臺ZZYP自力式閥+1臺ZZVP型微壓閥代替 其中ZZYP-16KII閥可以用1臺ZZVP型微壓閥代替 □ 主要零件材料:
零件名稱 材料
閥體 ZG230-450、ZG0Cr18Ni9、ZG0Cr18Ni12Mo2
閥芯 1Cr18Ni9、0Cr18Ni12Mo2 (堆焊Slite)
PTFE 閥座 1Cr18Ni9、0Cr18Ni12Mo2
(堆焊Slite) 閥桿 1Cr18Ni9、0Cr18Ni12Mo2
橡膠膜片 丁橡膠夾增強(qiáng)滌綸織物 膜蓋
Q235、Q235涂PTFE O形圈 耐油橡膠、聚四氟乙烯
□應(yīng)用舉例： 1.代替ZZV型微壓閥
ZZV型微壓閥閥前一般要求介質(zhì)壓力≤0.1MPa,而ZZYP-16II 型帶指揮器操作式自力式壓
力調(diào)節(jié)閥則不受此限制。 2. 用于氮封裝置
氮封裝置的貯罐內(nèi)成品油上端覆蓋氮氣，其壓力一般在100mmH2O左右，通過氮封
保護(hù)裝置加以控制。出液閥開啟放油時，貯罐內(nèi)液位下降，此時，ZZYP-16BII供氮調(diào)節(jié)閥開度增大，向貯罐內(nèi)補(bǔ)充氮氣使壓力增加到設(shè)定值為止。進(jìn)液閥開啟進(jìn)油時，液位上升，氣相部分容積減小，氮氣壓力上升，此時ZZYP-16BII供氮調(diào)節(jié)閥關(guān)閉，而ZZYP-16KII泄氮調(diào)節(jié)閥在壓力控制器作用下開啟，排出氮氣使壓力降至設(shè)定值。為確保儲罐安全，應(yīng)在罐頂設(shè)置呼吸閥。
供氮壓力調(diào)整：在ZZYP-16BII型壓力調(diào)節(jié)閥選定一設(shè)定值如1KPa（100mm.W.C），通過調(diào)整主彈簧1的預(yù)壓縮（拉伸）量來達(dá)到；
泄氮壓力調(diào)整：在ZZYP-16KII泄放閥中的壓力控制器部分，通過調(diào)整主彈簧預(yù)壓縮量達(dá)到，一般為避免氮封裝置啟閉頻繁，泄氮設(shè)定值應(yīng)遠(yuǎn)離供氮壓力設(shè)定值，如2Kpa（200mm.W.C）。 呼吸閥設(shè)定值調(diào)整：在上述兩設(shè)定值調(diào)整好后，為避免呼吸閥啟閉頻繁，呼吸閥設(shè)定值應(yīng)大于泄壓設(shè)定值。兩者設(shè)定期亦不能靠得太近。呼吸閥型號為：ZFQ-1
在ZZYP-16BII壓力設(shè)定值為Pc，ZZYP-16KII壓力設(shè)定值P1，Pc與P1兩值不能靠得太近，以免閥門工作太頻繁，呼吸閥的排放壓力P2的設(shè)定值應(yīng)大于P1，P2與P1兩值也不能靠得太近。三者關(guān)系Pc<P1<P2。
二、工藝方案
以4臺輕質(zhì)油內(nèi)浮頂儲罐組成的罐組為例，設(shè)計方案如下：
1.內(nèi)浮頂儲罐改造
1）封堵儲罐罐壁（頂）的通氣口。
2）核算罐頂呼吸閥是否滿足設(shè)置氮封后的需求。呼吸閥的數(shù)量及規(guī)格按照《石油化工儲運系統(tǒng)罐區(qū)設(shè)計規(guī)范》SH/T 3007-2007確定（見表一）。呼吸量除滿足儲罐的大、小呼吸外，還應(yīng)考慮氮封閥不能關(guān)閉時的進(jìn)氣量等因素。
3）在儲罐罐頂增加氮氣接入口和引壓口。為確保壓力取值的準(zhǔn)確性，兩開口之間的距離不宜小于1m。
4）量油孔應(yīng)加導(dǎo)向管，確保量油作業(yè)時不影響氮封壓力。
5）儲罐罐頂增加緊急泄壓人孔接口。
氮氣密封技術(shù)就是用氮氣補(bǔ)充罐內(nèi)氣體空間。由于氮氣比油蒸氣輕，所以氮氣浮在油蒸氣上面。當(dāng)呼氣時，呼出罐外的是氮氣而不是油蒸氣。當(dāng)罐內(nèi)壓力降低時，氮氣自動進(jìn)罐補(bǔ)充氣體空間，減少蒸發(fā)損耗，避免油品接觸空氣氧化。上圖氮氣密封系統(tǒng)工藝流程圖
氮氣密封系統(tǒng)的流程如圖所示。它主要由氮封閥、信號閥（又稱控制閥）、減壓閥和針形閥等部分組成。氮封閥是自力式調(diào)節(jié)閥，它能根據(jù)信號閥發(fā)出的氣信號，快速作出相應(yīng)動作。當(dāng)信號閥打開時，氮封閥下膜室的壓力下降，利用彈簧的反作用力使閥芯向下移動，閥芯處于與閥座全開位置；當(dāng)信號閥關(guān)小或*關(guān)閉時，氮封閥下膜室的壓力增加，壓縮彈簧，閥芯向上移動，閥芯與閥座逐漸關(guān)小或全關(guān)。通過減壓閥將氮氣壓力由0.7MPa 降至0.15MPa
氮封系統(tǒng)的工作原理是：當(dāng)儲罐內(nèi)壓力低于設(shè)定值時，信號閥打開，降低氮封閥薄膜下側(cè)壓力，氮封閥也相應(yīng)打開，將氮氣輸入罐 內(nèi)，使儲罐壓力逐漸回升到設(shè)定值。當(dāng)達(dá)到設(shè)定值時，信號閥關(guān)閉，此時氮封閥薄膜下側(cè)壓力上升，氮封閥也相應(yīng)關(guān)閉。 如罐內(nèi)壓力高于設(shè)定值時，儲罐呼吸閥將打開，呼出罐內(nèi)氣體，罐內(nèi)壓力下降至設(shè)定值。 在我國儲罐呼吸閥的正負(fù)壓力設(shè)定值一般為正壓180mmH2O、負(fù)壓-30mmH2O則氮封閥壓力可設(shè)定為正壓150mmH2O、負(fù)壓-20mmH2O，然后根據(jù)此壓力通過觀測水柱表來調(diào)整信號閥、氮封閥上部的彈簧，設(shè)定回訊控制壓力。
2.工藝流程
1）在每臺儲罐上設(shè)置先導(dǎo)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(nèi)氣相空間壓力在1.2KPa左右，當(dāng)氣相空間壓力高于1.4KPa時，氮封閥關(guān)閉，停止氮氣供應(yīng)；當(dāng)氣相空間壓力低于0.8KPa時，氮封閥開啟，開始補(bǔ)充氮氣；當(dāng)?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(bǔ)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(bǔ)充氮氣）。
2）當(dāng)?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(dāng)?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(bǔ)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)置緊急泄放閥，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）當(dāng)需要使用限流孔板旁路補(bǔ)充氮氣時，流量宜等于油品出罐流量，氮氣管道的管徑為DN50，氮氣的操作壓力為0.5MPa。
5）若在相同油品儲罐之間設(shè)置有氣相聯(lián)通管道，每臺儲罐出口均應(yīng)設(shè)置阻火器，以防止事故擴(kuò)大。
6）阻火器應(yīng)選用安全性能滿足要求的產(chǎn)品，且阻力降不應(yīng)大于0.3KPa。與本文相關(guān)的論文有：五陽煤礦應(yīng)用閥門案例
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