石油化工罐區(qū)氮封閥組系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范
氮封系統(tǒng)的工作原理是：在儲(chǔ)罐上安裝氮封閥，通過(guò)維持罐內(nèi)氣相空間壓力在特定范圍內(nèi)（例如VOCs項(xiàng)目中的0.2～0.5KPa），實(shí)現(xiàn)自動(dòng)調(diào)節(jié)。當(dāng)氣相空間壓力超過(guò)設(shè)定值時(shí)，氮封閥會(huì)自動(dòng)關(guān)閉，停止氮?dú)夤?yīng)；反之，則會(huì)開(kāi)啟，補(bǔ)充氮?dú)狻５庀到y(tǒng)通過(guò)氮封閥維持儲(chǔ)罐內(nèi)氣相空間壓力，自動(dòng)調(diào)節(jié)氮?dú)夤?yīng)，確保壓力在目標(biāo)范圍內(nèi)。氮封閥主要用于儲(chǔ)罐頂部，其核心作用是維持儲(chǔ)罐內(nèi)的微正壓狀態(tài)。這一設(shè)施能夠有效地隔離儲(chǔ)罐內(nèi)的物料與外部環(huán)境的接觸，從而減少物料的揮發(fā)和不必要的浪費(fèi)，同時(shí)確保儲(chǔ)罐的安全運(yùn)行。在決定是否設(shè)置氮封設(shè)施及選用相應(yīng)的氮封閥時(shí)，可以參考以下相關(guān)規(guī)定和指南。
氮封裝置，主要用于儲(chǔ)罐的頂部，能維持罐內(nèi)微正壓，避免物料揮發(fā)和環(huán)境接觸，保障安全。
1）SH/T3007《石油化工儲(chǔ)運(yùn)系統(tǒng)罐區(qū)設(shè)計(jì)規(guī)范》
第4.2.5條明確指出，對(duì)于其他甲B、乙A類液體化工品，若存在特殊儲(chǔ)存需求，可選用固定頂儲(chǔ)罐、低壓儲(chǔ)罐或容量不超過(guò)100m3的臥式儲(chǔ)罐。但必須采取以下措施之一：
——設(shè)立氮?dú)饣蚱渌栊詺怏w的密封保護(hù)系統(tǒng)，以封閉處理罐內(nèi)排出的氣體；
——同樣設(shè)置氮?dú)饣蚱渌栊詺怏w的密封保護(hù)系統(tǒng)，并確保儲(chǔ)存溫度控制在閃點(diǎn)以下5℃或更低。
02石油化工罐區(qū)氮封閥組系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范的選型要點(diǎn)
△ 氮封閥的結(jié)構(gòu)及選用注意事項(xiàng)
在選用氮封閥時(shí)，需要注意以下幾個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)，以確保選擇的閥體能夠滿足實(shí)際需求。首先，要關(guān)注閥門(mén)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，特別是與氮封系統(tǒng)相匹配的部分。其次，要仔細(xì)考慮閥門(mén)的開(kāi)啟和關(guān)閉狀態(tài)，以及在這些狀態(tài)下閥門(mén)的性能表現(xiàn)。此外，還需關(guān)注閥門(mén)的材質(zhì)選擇，以確保其能夠適應(yīng)特定的工作環(huán)境和介質(zhì)特性。最后，選用過(guò)程中還應(yīng)充分考慮安裝和維護(hù)的便捷性，以確保長(zhǎng)期使用的可靠性。
選擇結(jié)構(gòu)合理的氮封閥是關(guān)鍵，需考慮閥體結(jié)構(gòu)、開(kāi)啟關(guān)閉性能、材質(zhì)以及安裝便捷性。
△ 專業(yè)氮封閥的優(yōu)勢(shì)
接下來(lái)，我們進(jìn)一步探討為什么要選擇專業(yè)氮封閥，特別是先導(dǎo)式氮封閥。這類閥門(mén)具有以下顯著特點(diǎn)：有效隔絕空氣和水分，確保產(chǎn)品的完整性；將蒸汽空間的氧含量降低至可燃范圍以下，確保安全；通過(guò)提高蒸汽濃度，使其超出可燃范圍，進(jìn)一步增強(qiáng)安全性；有效稀釋有毒氣體，使其濃度達(dá)到安全排放標(biāo)準(zhǔn)，保護(hù)環(huán)境；為儲(chǔ)罐內(nèi)部提供腐蝕防護(hù)，延長(zhǎng)使用壽命；滿足儲(chǔ)罐建造標(biāo)準(zhǔn)的要求，確保質(zhì)量合格。
03VOCs項(xiàng)目中的氮封閥設(shè)定值
關(guān)于VOCs項(xiàng)目氮封閥的設(shè)定值確定，通常需要依據(jù)實(shí)際使用情況和設(shè)計(jì)要求來(lái)綜合考量。這些設(shè)定值不僅關(guān)系到系統(tǒng)的安全性、穩(wěn)定性，還對(duì)環(huán)境保護(hù)和能源節(jié)約具有重要影響。因此，在設(shè)計(jì)和使用時(shí)，必須謹(jǐn)慎確定氮封閥的設(shè)定值，以確保系統(tǒng)能夠高效、安全地運(yùn)行。設(shè)定值影響安全性和節(jié)能，需依據(jù)使用情況謹(jǐn)慎調(diào)整。
石油化工罐區(qū)氮封閥組系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范儲(chǔ)罐氮封系統(tǒng)設(shè)計(jì)
? 氮封系統(tǒng)概述
根據(jù)GB50160-2008《石油化工企業(yè)設(shè)計(jì)防火規(guī)范》和SH/T 3007-2014《石油化工儲(chǔ)運(yùn)系統(tǒng)罐區(qū)設(shè)計(jì)規(guī)范》的標(biāo)準(zhǔn)要求，甲、乙A類可燃液體儲(chǔ)罐必須配備氮封裝置，旨在降低儲(chǔ)罐發(fā)生火災(zāi)和爆炸的風(fēng)險(xiǎn)。在石油化工企業(yè)的罐區(qū)，常常存儲(chǔ)著大量易揮發(fā)的化工原料。當(dāng)原料從外部打入儲(chǔ)罐時(shí)，隨著罐內(nèi)液位的上升，罐內(nèi)氣體需要排出以容納更多液體；而在將物料從儲(chǔ)罐輸送到生產(chǎn)設(shè)備時(shí)，隨著液位的下降，又需要補(bǔ)充氣體以完成液體的輸送。由于儲(chǔ)罐通常設(shè)置在室外，罐內(nèi)物料的溫度會(huì)隨外界環(huán)境變化而波動(dòng)，進(jìn)而影響罐內(nèi)氣體的壓力。這種熱脹冷縮效應(yīng)會(huì)導(dǎo)致儲(chǔ)罐氣相空間出現(xiàn)體積變化，即所謂的“呼氣"和“吸氣"現(xiàn)象。為確保儲(chǔ)罐不會(huì)進(jìn)入超壓或負(fù)壓狀態(tài)，工業(yè)生產(chǎn)中通常會(huì)采取兩種保護(hù)措施來(lái)應(yīng)對(duì)這一現(xiàn)象。
氮封系統(tǒng)旨在隔絕氧氣與易燃易爆可燃液體的接觸，從而從根本上預(yù)防火災(zāi)或爆炸事故。具體而言，供氮系統(tǒng)提供的氮?dú)饨?jīng)過(guò)自力式調(diào)節(jié)閥減壓至設(shè)定的壓力后，被充入儲(chǔ)罐，這一過(guò)程稱為充氮。當(dāng)儲(chǔ)罐壓力達(dá)到設(shè)定的安全值時(shí)，充氮即停止。在進(jìn)料時(shí)，隨著物料的加入，儲(chǔ)罐氣相空間壓力逐漸升高。當(dāng)壓力超過(guò)呼吸閥的排放開(kāi)啟壓力時(shí)，呼吸閥開(kāi)始排氣，以維持儲(chǔ)罐內(nèi)外的壓力平衡。而出料時(shí)，則相反，隨著物料的排出，儲(chǔ)罐氣相空間壓力降低，此時(shí)系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)啟動(dòng)充氮，以補(bǔ)充損失的氮?dú)?，保持?chǔ)罐內(nèi)的壓力穩(wěn)定。
通過(guò)供氮系統(tǒng)和呼吸閥的協(xié)同作用，氮封系統(tǒng)精確控制儲(chǔ)罐內(nèi)氣相空間的氧氣濃度，確保其處于安全范圍。
? 壓力設(shè)定和設(shè)計(jì)原則
鋼制立式圓筒形固定頂儲(chǔ)罐的設(shè)計(jì)壓力范圍通常為-0.5至2KPa。在這個(gè)狹窄的壓力范圍內(nèi)，如何確保各安全附件的壓力區(qū)間不產(chǎn)生交集，是氮封系統(tǒng)能夠穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵。
氮封系統(tǒng)失效的主要原因是安全附件的定壓不準(zhǔn)確或壓力區(qū)間重疊。一般而言，泄氮閥的壓力設(shè)定點(diǎn)會(huì)略高于氮封閥，以避免供、泄氮裝置頻繁操作，節(jié)約氮?dú)獠⒀娱L(zhǎng)設(shè)備壽命。
呼吸閥的呼出設(shè)定值需大于泄氮閥的壓力設(shè)定值，而吸入設(shè)定值則應(yīng)低于氮封閥，以確保罐頂呼吸閥僅作為安全保護(hù)措施，在正常情況下保持關(guān)閉。當(dāng)?shù)忾y或泄氮閥出現(xiàn)故障，導(dǎo)致罐內(nèi)壓力異常時(shí)，呼吸閥才會(huì)啟動(dòng)。
其呼出起跳壓力應(yīng)低于儲(chǔ)罐的最高設(shè)計(jì)壓力，但高于操作壓力，以確保儲(chǔ)罐的正常操作；而吸入起跳壓力則應(yīng)高于設(shè)計(jì)壓力，從而保護(hù)儲(chǔ)罐免受損壞。
? 供氣量計(jì)算
根據(jù)API2000標(biāo)準(zhǔn)，儲(chǔ)罐氮封裝置的進(jìn)氣量被明確規(guī)定，它必須足夠補(bǔ)充因出料泵泵出液體和外界氣溫變化導(dǎo)致的儲(chǔ)罐內(nèi)氣體冷縮。具體來(lái)說(shuō)，該進(jìn)氣量應(yīng)至少等于泵的最大輸出體積流量。
對(duì)于儲(chǔ)罐氮封裝置的進(jìn)氣量，具體流量與儲(chǔ)罐的容積或表面積成比例。對(duì)于容積V≥3180m3的儲(chǔ)罐，補(bǔ)氣量與儲(chǔ)罐外殼和罐頂?shù)谋砻娣e成正比，即每平方米表面積每小時(shí)需補(bǔ)入0.6m3氮封氣；而對(duì)于容積V＜3180m3的儲(chǔ)罐，補(bǔ)氣量則與容積成正比，即每立方米容積每小時(shí)需補(bǔ)入0.178m3氮封氣。
? 石油化工罐區(qū)氮封閥組系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范應(yīng)用優(yōu)勢(shì)
氮封系統(tǒng)能夠保持容器頂部的保護(hù)氣壓力穩(wěn)定，從而維持儲(chǔ)罐內(nèi)的安全環(huán)境并有效抑制氣體排放。這一系統(tǒng)不僅節(jié)能高效，還具備動(dòng)作靈敏、運(yùn)行可靠以及操作維修簡(jiǎn)便等特點(diǎn)。
在石油化工行業(yè)中，氮封裝置得到了廣泛應(yīng)用。其之處在于，無(wú)需額外能源，即可利用被調(diào)介質(zhì)的自身能量為動(dòng)力源。通過(guò)引入壓力閥的指揮器，可以精準(zhǔn)控制壓力閥芯的位置，進(jìn)而調(diào)節(jié)流經(jīng)閥門(mén)的介質(zhì)流量，確保閥門(mén)后端的壓力恒定。此外，氮封裝置的供（泄）氮壓力設(shè)定簡(jiǎn)便，且能連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行。由控制閥、執(zhí)行器和指揮器組成，是一種無(wú)需外加能源，利用被調(diào)介質(zhì)自身壓力為動(dòng)力源，進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)壓力恒定的節(jié)能型產(chǎn)品，該閥控制精度高，比一般自力式調(diào)壓閥高一倍左右，適合在控制精度要求較高的場(chǎng)合。
（B）控制閥后壓力
（K）控制閥前壓力
二、ZZYVP氮封閥主要零件材料：
閥 體：ZG230～450、ZG1Cr18Ni9Ti ZGCr18Ni12Mo2Ti
閥 芯：1Cr18Ni9Ti Cr18Ni12Mo2Ti
閥 座：1Cr18Ni9Ti Cr18Ni12Mo2Ti
波紋管：1Cr18Ni9Ti
膜 蓋：A3、1Cr18Ni9Ti
膜 片：丁脯橡膠、耐油像膠、氟橡膠
三、ZZYVP主要技術(shù)參數(shù)：
公稱通徑DN（mm） | 20 | 25 | 40 | 50 | 65 | 80 | 100 | |||
閥座直徑（mm） | 6 | 15 | 20 | 25 | 32 | 40 | 50 | 65 | 80 | 100 |
額定流量系數(shù)KV | 3.2 | 5 | 8 | 11 | 20 | 50 | 80 | 100 | 160 | |
壓力調(diào)節(jié)范圍KPa | 0.5～5.5、5～10、9～14、13～19、18～24、23～28 27～33、31～38、36～44、42～51、49～58、56～66 | |||||||||
公稱壓力PN（MPa） | 1.0 1.6 | |||||||||
被調(diào)介質(zhì)溫度（°C） | ≤80 | |||||||||
調(diào)節(jié)精度（%） | ±10 | |||||||||
允許泄漏量 | 10-4X閥額定容量 | |||||||||
四、石油化工罐區(qū)氮封閥組系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范外形尺寸：
公稱通徑DN | 20 | 25 | 32 | 40 | 50 | 65 | 80 | 100 |
A | 395 | |||||||
H | 680 | 690 | 710 | 720 | 735 | 797 | 837 | 1050 |
L | 185 | 200 | 205 | 222 | 254 | 276 | 298 | 352 |
法蘭標(biāo)準(zhǔn) | GB:1.6、2.5、4.0MPa ANSI:150、JIS:10K | |||||||
注：本表法蘭距離以PN16為依據(jù)。
一、石油化工罐區(qū)氮封閥組系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范設(shè)備選擇
在選擇儲(chǔ)罐氮封裝置時(shí)，應(yīng)根據(jù)儲(chǔ)罐容量、儲(chǔ)存物性質(zhì)和使用要求等因素綜合考慮，選擇符合要求的封裝設(shè)備。常用的氮封裝置有外置式、內(nèi)置式和混合式等多種類型，可根據(jù)實(shí)際情況選擇。
二、石油化工罐區(qū)氮封閥組系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范施工前準(zhǔn)備
在施工前，必須進(jìn)行充分的準(zhǔn)備工作，以確保安裝質(zhì)量和施工進(jìn)度。具體的準(zhǔn)備工作包括：確定安裝位置、進(jìn)行施工方案設(shè)計(jì)、編制施工計(jì)劃和工序表等。
三、石油化工罐區(qū)氮封閥組系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范安裝流程
1. 制作基礎(chǔ)：根據(jù)設(shè)計(jì)要求，制作氮封裝置的基礎(chǔ)，保證設(shè)備的穩(wěn)固安裝；
2. 安裝氧化鋁膜：按照要求，在儲(chǔ)罐內(nèi)表面涂覆一層氧化鋁膜，以保護(hù)儲(chǔ)罐內(nèi)壁并提高氮?dú)獾拿芊庑裕?/p>
3. 安裝氣體輸送管：在儲(chǔ)罐頂部安裝氣體輸送管，并連接氮?dú)赓A存容器和氮封裝置；
4. 安裝壓縮機(jī)和管路：在儲(chǔ)罐附近安裝氮?dú)鈮嚎s機(jī)和管路，并連接氮封裝置；
5. 連接電氣系統(tǒng)：連接氮封裝置的電氣控制系統(tǒng)和壓縮機(jī)等設(shè)備；
6. 進(jìn)行調(diào)試：進(jìn)行設(shè)備調(diào)試和試運(yùn)行，確保設(shè)備正常運(yùn)行。
四、石油化工罐區(qū)氮封閥組系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范注意事項(xiàng)
1. 施工前必須進(jìn)行詳細(xì)的安全檢查和風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，排除安全隱患；
2. 施工過(guò)程中，必須嚴(yán)格按照方案和規(guī)范要求進(jìn)行施工和驗(yàn)收；
3. 安裝完成后，必須進(jìn)行全面的試運(yùn)行和檢查，確保設(shè)備安全穩(wěn)定運(yùn)行。
總之，儲(chǔ)罐氮封裝置是一項(xiàng)重要的設(shè)備安裝工程，施工過(guò)程中必須嚴(yán)格按照規(guī)范要求進(jìn)行操作，并采取必要的安全措施。希望本文能夠?qū)Υ蠹以趦?chǔ)罐氮封裝置安裝方面提供一些幫助和指導(dǎo)。
04石油化工罐區(qū)氮封閥組系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范安裝與維護(hù)中的常見(jiàn)問(wèn)題
一線維護(hù)人員常反映氮封閥使用效果不佳，這究竟是產(chǎn)品本身的缺陷，還是其他因素所致？通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)勘察與深入交流，我們發(fā)現(xiàn)多數(shù)問(wèn)題源于設(shè)計(jì)不合理、施工不規(guī)范、安裝不當(dāng)以及維護(hù)不足。以下為相關(guān)問(wèn)題與經(jīng)驗(yàn)，望能引起大家的高度重視：
問(wèn)題多出設(shè)計(jì)和安裝不當(dāng)，需注意導(dǎo)壓管、取壓精度和施工規(guī)范。
1）導(dǎo)壓管長(zhǎng)度不宜過(guò)長(zhǎng)，建議控制在4米以內(nèi)。
2）導(dǎo)壓管設(shè)計(jì)應(yīng)確保自閥體向儲(chǔ)罐傾斜，以便在特殊情況下，管內(nèi)的水或冷凝物能順暢流入罐內(nèi)。
3）工藝人員需按要求設(shè)定氮封閥的關(guān)閉設(shè)定值，同時(shí)，自控人員應(yīng)合理選擇彈簧調(diào)壓范圍。
4）施工時(shí)必須嚴(yán)格遵循圖紙和產(chǎn)品說(shuō)明書(shū)，減少?gòu)濐^數(shù)量，以提高取壓精度。
5）為確保準(zhǔn)確取壓，氮封閥和罐頂壓力變送器不應(yīng)共用同一個(gè)取壓口。
05石油化工罐區(qū)氮封閥組系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范設(shè)定點(diǎn)的調(diào)整
接下來(lái)，我們探討一下氮封閥的設(shè)定點(diǎn)是否可以調(diào)整，以及如何進(jìn)行調(diào)整。
通過(guò)更換彈簧或內(nèi)部組件調(diào)整設(shè)定點(diǎn)，確保壓力調(diào)節(jié)精準(zhǔn)。
1）首要步驟是確認(rèn)彈簧范圍是否位于所需的設(shè)定點(diǎn)內(nèi)，若不在，則需更換彈簧組件。
2）進(jìn)行設(shè)定點(diǎn)調(diào)整時(shí)，應(yīng)遵循以下步驟：
打開(kāi)頂部調(diào)節(jié)螺栓的保護(hù)套。
向上旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)螺栓，使儲(chǔ)罐內(nèi)的壓力開(kāi)始釋放。
在釋放過(guò)程中，仔細(xì)觀察氮封閥在何處開(kāi)始補(bǔ)氮和關(guān)閉。
若設(shè)定點(diǎn)高于所需，則繼續(xù)旋轉(zhuǎn)螺栓直至達(dá)到設(shè)定點(diǎn)；若低于所需，則向下旋轉(zhuǎn)直至達(dá)到規(guī)定設(shè)定點(diǎn)。
確認(rèn)達(dá)到工藝所需的設(shè)定點(diǎn)后，需鎖緊調(diào)整螺母，以確保定壓穩(wěn)定。
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