石油化工罐區(qū)氮封閥組系統(tǒng)設計規(guī)范

石油化工罐區(qū)氮封閥組系統(tǒng)設計規(guī)范

氮封系統(tǒng)的工作原理是：在儲罐上安裝氮封閥，通過維持罐內(nèi)氣相空間壓力在特定范圍內(nèi)（例如VOCs項目中的0.2～0.5KPa），實現(xiàn)自動調(diào)節(jié)。當氣相空間壓力超過設定值時，氮封閥會自動關閉，停止氮氣供應；反之，則會開啟，補充氮氣。氮封系統(tǒng)通過氮封閥維持儲罐內(nèi)氣相空間壓力，自動調(diào)節(jié)氮氣供應，確保壓力在目標范圍內(nèi)。氮封閥主要用于儲罐頂部，其核心作用是維持儲罐內(nèi)的微正壓狀態(tài)。這一設施能夠有效地隔離儲罐內(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，同時確保儲罐的安全運行。在決定是否設置氮封設施及選用相應的氮封閥時，可以參考以下相關規(guī)定和指南。



氮封裝置，主要用于儲罐的頂部，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《石油化工儲運系統(tǒng)罐區(qū)設計規(guī)范》

第4.2.5條明確指出，對于其他甲B、乙A類液體化工品，若存在特殊儲存需求，可選用固定頂儲罐、低壓儲罐或容量不超過100m3的臥式儲罐。但必須采取以下措施之一：

——設立氮氣或其他惰性氣體的密封保護系統(tǒng)，以封閉處理罐內(nèi)排出的氣體；

——同樣設置氮氣或其他惰性氣體的密封保護系統(tǒng)，并確保儲存溫度控制在閃點以下5℃或更低。



02石油化工罐區(qū)氮封閥組系統(tǒng)設計規(guī)范的選型要點

△ 氮封閥的結構及選用注意事項

在選用氮封閥時，需要注意以下幾個關鍵點，以確保選擇的閥體能夠滿足實際需求。首先，要關注閥門的結構特點，特別是與氮封系統(tǒng)相匹配的部分。其次，要仔細考慮閥門的開啟和關閉狀態(tài)，以及在這些狀態(tài)下閥門的性能表現(xiàn)。此外，還需關注閥門的材質(zhì)選擇，以確保其能夠適應特定的工作環(huán)境和介質(zhì)特性。最后，選用過程中還應充分考慮安裝和維護的便捷性，以確保長期使用的可靠性。

選擇結構合理的氮封閥是關鍵，需考慮閥體結構、開啟關閉性能、材質(zhì)以及安裝便捷性。

△ 專業(yè)氮封閥的優(yōu)勢

接下來，我們進一步探討為什么要選擇專業(yè)氮封閥，特別是先導式氮封閥。這類閥門具有以下顯著特點：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；通過提高蒸汽濃度，使其超出可燃范圍，進一步增強安全性；有效稀釋有毒氣體，使其濃度達到安全排放標準，保護環(huán)境；為儲罐內(nèi)部提供腐蝕防護，延長使用壽命；滿足儲罐建造標準的要求，確保質(zhì)量合格。

03VOCs項目中的氮封閥設定值

關于VOCs項目氮封閥的設定值確定，通常需要依據(jù)實際使用情況和設計要求來綜合考量。這些設定值不僅關系到系統(tǒng)的安全性、穩(wěn)定性，還對環(huán)境保護和能源節(jié)約具有重要影響。因此，在設計和使用時，必須謹慎確定氮封閥的設定值，以確保系統(tǒng)能夠高效、安全地運行。設定值影響安全性和節(jié)能，需依據(jù)使用情況謹慎調(diào)整。



石油化工罐區(qū)氮封閥組系統(tǒng)設計規(guī)范儲罐氮封系統(tǒng)設計

? 氮封系統(tǒng)概述

根據(jù)GB50160-2008《石油化工企業(yè)設計防火規(guī)范》和SH/T 3007-2014《石油化工儲運系統(tǒng)罐區(qū)設計規(guī)范》的標準要求，甲、乙A類可燃液體儲罐必須配備氮封裝置，旨在降低儲罐發(fā)生火災和爆炸的風險。在石油化工企業(yè)的罐區(qū)，常常存儲著大量易揮發(fā)的化工原料。當原料從外部打入儲罐時，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；而在將物料從儲罐輸送到生產(chǎn)設備時，隨著液位的下降，又需要補充氣體以完成液體的輸送。由于儲罐通常設置在室外，罐內(nèi)物料的溫度會隨外界環(huán)境變化而波動，進而影響罐內(nèi)氣體的壓力。這種熱脹冷縮效應會導致儲罐氣相空間出現(xiàn)體積變化，即所謂的“呼氣"和“吸氣"現(xiàn)象。為確保儲罐不會進入超壓或負壓狀態(tài)，工業(yè)生產(chǎn)中通常會采取兩種保護措施來應對這一現(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，從而從根本上預防火災或爆炸事故。具體而言，供氮系統(tǒng)提供的氮氣經(jīng)過自力式調(diào)節(jié)閥減壓至設定的壓力后，被充入儲罐，這一過程稱為充氮。當儲罐壓力達到設定的安全值時，充氮即停止。在進料時，隨著物料的加入，儲罐氣相空間壓力逐漸升高。當壓力超過呼吸閥的排放開啟壓力時，呼吸閥開始排氣，以維持儲罐內(nèi)外的壓力平衡。而出料時，則相反，隨著物料的排出，儲罐氣相空間壓力降低，此時系統(tǒng)會自動啟動充氮，以補充損失的氮氣，保持儲罐內(nèi)的壓力穩(wěn)定。

通過供氮系統(tǒng)和呼吸閥的協(xié)同作用，氮封系統(tǒng)精確控制儲罐內(nèi)氣相空間的氧氣濃度，確保其處于安全范圍。



? 壓力設定和設計原則

鋼制立式圓筒形固定頂儲罐的設計壓力范圍通常為-0.5至2KPa。在這個狹窄的壓力范圍內(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)定運行的關鍵。

氮封系統(tǒng)失效的主要原因是安全附件的定壓不準確或壓力區(qū)間重疊。一般而言，泄氮閥的壓力設定點會略高于氮封閥，以避免供、泄氮裝置頻繁操作，節(jié)約氮氣并延長設備壽命。

呼吸閥的呼出設定值需大于泄氮閥的壓力設定值，而吸入設定值則應低于氮封閥，以確保罐頂呼吸閥僅作為安全保護措施，在正常情況下保持關閉。當?shù)忾y或泄氮閥出現(xiàn)故障，導致罐內(nèi)壓力異常時，呼吸閥才會啟動。

其呼出起跳壓力應低于儲罐的最高設計壓力，但高于操作壓力，以確保儲罐的正常操作；而吸入起跳壓力則應高于設計壓力，從而保護儲罐免受損壞。

? 供氣量計算

根據(jù)API2000標準，儲罐氮封裝置的進氣量被明確規(guī)定，它必須足夠補充因出料泵泵出液體和外界氣溫變化導致的儲罐內(nèi)氣體冷縮。具體來說，該進氣量應至少等于泵的最大輸出體積流量。

對于儲罐氮封裝置的進氣量，具體流量與儲罐的容積或表面積成比例。對于容積V≥3180m3的儲罐，補氣量與儲罐外殼和罐頂?shù)谋砻娣e成正比，即每平方米表面積每小時需補入0.6m3氮封氣；而對于容積V＜3180m3的儲罐，補氣量則與容積成正比，即每立方米容積每小時需補入0.178m3氮封氣。



? 石油化工罐區(qū)氮封閥組系統(tǒng)設計規(guī)范應用優(yōu)勢

氮封系統(tǒng)能夠保持容器頂部的保護氣壓力穩(wěn)定，從而維持儲罐內(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，還具備動作靈敏、運行可靠以及操作維修簡便等特點。

在石油化工行業(yè)中，氮封裝置得到了廣泛應用。其之處在于，無需額外能源，即可利用被調(diào)介質(zhì)的自身能量為動力源。通過引入壓力閥的指揮器，可以精準控制壓力閥芯的位置，進而調(diào)節(jié)流經(jīng)閥門的介質(zhì)流量，確保閥門后端的壓力恒定。此外，氮封裝置的供（泄）氮壓力設定簡便，且能連續(xù)穩(wěn)定運行。由控制閥、執(zhí)行器和指揮器組成，是一種無需外加能源，利用被調(diào)介質(zhì)自身壓力為動力源，進行自動調(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)設計規(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
法蘭標準	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)設計規(guī)范設備選擇

在選擇儲罐氮封裝置時，應根據(jù)儲罐容量、儲存物性質(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)實際情況選擇。



二、石油化工罐區(qū)氮封閥組系統(tǒng)設計規(guī)范施工前準備

在施工前，必須進行充分的準備工作，以確保安裝質(zhì)量和施工進度。具體的準備工作包括：確定安裝位置、進行施工方案設計、編制施工計劃和工序表等。

三、石油化工罐區(qū)氮封閥組系統(tǒng)設計規(guī)范安裝流程

1. 制作基礎：根據(jù)設計要求，制作氮封裝置的基礎，保證設備的穩(wěn)固安裝；

2. 安裝氧化鋁膜：按照要求，在儲罐內(nèi)表面涂覆一層氧化鋁膜，以保護儲罐內(nèi)壁并提高氮氣的密封性；

3. 安裝氣體輸送管：在儲罐頂部安裝氣體輸送管，并連接氮氣貯存容器和氮封裝置；

4. 安裝壓縮機和管路：在儲罐附近安裝氮氣壓縮機和管路，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)和壓縮機等設備；

6. 進行調(diào)試：進行設備調(diào)試和試運行，確保設備正常運行。

四、石油化工罐區(qū)氮封閥組系統(tǒng)設計規(guī)范注意事項



1. 施工前必須進行詳細的安全檢查和風險評估，排除安全隱患；

2. 施工過程中，必須嚴格按照方案和規(guī)范要求進行施工和驗收；

3. 安裝完成后，必須進行全面的試運行和檢查，確保設備安全穩(wěn)定運行。

總之，儲罐氮封裝置是一項重要的設備安裝工程，施工過程中必須嚴格按照規(guī)范要求進行操作，并采取必要的安全措施。希望本文能夠?qū)Υ蠹以趦薜庋b置安裝方面提供一些幫助和指導。





04石油化工罐區(qū)氮封閥組系統(tǒng)設計規(guī)范安裝與維護中的常見問題

一線維護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？通過現(xiàn)場勘察與深入交流，我們發(fā)現(xiàn)多數(shù)問題源于設計不合理、施工不規(guī)范、安裝不當以及維護不足。以下為相關問題與經(jīng)驗，望能引起大家的高度重視：

問題多出設計和安裝不當，需注意導壓管、取壓精度和施工規(guī)范。

1）導壓管長度不宜過長，建議控制在4米以內(nèi)。

2）導壓管設計應確保自閥體向儲罐傾斜，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定氮封閥的關閉設定值，同時，自控人員應合理選擇彈簧調(diào)壓范圍。

4）施工時必須嚴格遵循圖紙和產(chǎn)品說明書，減少彎頭數(shù)量，以提高取壓精度。

5）為確保準確取壓，氮封閥和罐頂壓力變送器不應共用同一個取壓口。



05石油化工罐區(qū)氮封閥組系統(tǒng)設計規(guī)范設定點的調(diào)整

接下來，我們探討一下氮封閥的設定點是否可以調(diào)整，以及如何進行調(diào)整。

通過更換彈簧或內(nèi)部組件調(diào)整設定點，確保壓力調(diào)節(jié)精準。

1）首要步驟是確認彈簧范圍是否位于所需的設定點內(nèi)，若不在，則需更換彈簧組件。

2）進行設定點調(diào)整時，應遵循以下步驟：

• 打開頂部調(diào)節(jié)螺栓的保護套。

• 向上旋轉調(diào)節(jié)螺栓，使儲罐內(nèi)的壓力開始釋放。

• 在釋放過程中，仔細觀察氮封閥在何處開始補氮和關閉。

• 若設定點高于所需，則繼續(xù)旋轉螺栓直至達到設定點；若低于所需，則向下旋轉直至達到規(guī)定設定點。

• 確認達到工藝所需的設定點后，需鎖緊調(diào)整螺母，以確保定壓穩(wěn)定。