上海申弘阀门有限公司
联系人：申弘阀门
手机：15901754341
传真：86-021-31662735
邮箱：494522509@qq.com
地址：上海市青浦区金泽工业园区
化工储罐压力控制设计方案
上海申弘阀门有限公司
之前介绍万溯化学扩建自立式减压阀，现在介绍化工储罐压力控制设计方案
一、基本原理
在储罐上设置氮封系统，维持罐内气相空间压力在1.2KPa左右，当气相空间压力高于1.4KPa时，氮封阀关闭，停止氮气供应；当气相空间压力低于0.8KPa时，氮封阀开启，开始补充氮气，保证储罐在正常运行过程中不吸进空气，防止形成爆炸性气体。 储罐氮封系统使用的氮气纯度不宜低于99.96%，氮气压力宜为0.5~0.6MPa。ZZYVP型氮气自力式调节阀，是一种无须外来能源，利用被调介质自身的压力变化达到自动调节和稳定阀后压力为设定值的节能型压力调节阀。该阀压力设定在指挥器上实现，方便、快捷，压力设定值在运行中也可随意调整；控制精度高，可比一般ZZY型直接操作自力式压力调节阀高一倍，适合于控制精度要求高的场合。它广泛应用于化工、石油、冶金、电力、轻纺等工业部门中用作生产过程的自动调节。
二、结构与原理
ZZYVP型氮气自力式调节阀是由指挥器、调节阀、执行机构和阀后接管四部分组成。（见图一）
工作原理：介质以所示箭头方向进入阀体，一路经过滤减压器减压后的压力被引入指挥器；另一路通过阀芯、阀座，节流后的压力流向阀后，并通过导压管引入指挥器执行机构。当阀后压力高于设定压力时，其压力作用在指挥器薄膜有效面上产生一个推力带动指挥器阀芯关闭，切断引入主阀执行机构膜室中的压力，使主阀阀芯关闭，阀后压力随之降低。当阀后压力低于设定值时，由于指挥器主弹簧的反作用力打开指挥器阀芯，阀前压力又被引入主阀执行机构膜室产生推力，使主阀阀芯打开，阀后压力随之升高。如此往复，保持阀后压力为设定值。
化工储罐压力控制设计方案主要参数、性能指标与材料
1、主要参数及主要性能指标见表一
公称通径DN（mm） | 20 | 25 | 40 | 50 | 80 | 100 | 150 | ||||||
阀座直径（mm） | 6 | 15 | 20 | 25 | 32 | 40 | 50 | 65 | 80 | 100 | 125 | 150 | |
额定流量系数Kv | 0.32 | 5 | 8 | 11 | 20 | 30 | 48 | 75 | 120 | 190 | 300 | 480 | |
压力调节范围KPa | 0.1～0.5、0.4～5.0、4.0～12.0、 | ||||||||||||
公称压力PN（MPa） | 1.6 | ||||||||||||
被调介质温度（℃） | -5～+100 | ||||||||||||
流量特性 | 快开 | ||||||||||||
调节精度（%） | ≤±5 | ||||||||||||
执行机构有效面积（cm2） | 100 | 200 | 280 | 400 | |||||||||
信号接口 | 内螺纹M10×1 | M16X1 | |||||||||||
2、压力调节范围见表二
压力调节范围（KPa） | 指挥器膜室 有效面积（cm2） | 执行机构膜室 有效面积（cm2） | 使用阀门口径（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、主要零件材料见表三
零 件 名 称 | 材 料 |
气动活塞式执行机构，指挥器 | 组合件 |
阀体，阀盖 | ZG230-450，ZG0Cr18Ni9Ti，ZG0Cr18Ni12Mo2Ti |
推杆，阀杆 | 2Cr13，1Cr18Ni9 |
阀座 | 1Cr18Ni9Ti |
阀芯（软密封）/填料 | 聚四氟乙烯 |
波纹膜片 | 橡胶夹增强涤纶织物 |
弹簧 | 1Cr18Ni9Ti、60Si2Mn |
3．规格与技术参数：
3.1公称通径：DN20~200 3.2公称压力：PN10、16 3.3流量特性：快开
3.4性能指标：符合Q/SF.J02.01.06-1997
3.5结构型式：单座压力（≤0.1Mpa时）、双座(压力较高，且口径较大时) 3.6执行机构类型：簿膜式
3.7压力调节范围（KPa）：0.5~100内分段
选型时注意： 执行机构400CM2(现有常规调节范围0.5~8Kpa、 6.5~20Kpa)
600CM2(现有常规调节范围0.5~5.5Kpa、 5~15Kpa) 200 CM2
调节精度：±5%（执行机构和弹簧刚度有关）
需带截止阀,保护执行机构膜片的作用 当口径小于10mm时,阀前压力在1~2kg/cm2,设定阀后压力只有几个Kpa时，也可选用微压阀(温度小于100℃)。
例：P1=30 KPa(G), P2=2KPa(G), 流量Qmax= 200Nm3/h, Qnor=150Nm3/h,
Qnor=120Nm3/h介质N2，温度：常温，控制差压：20(kPa)
计算KV14.3、10.8、8.6选KV20，开度46％、31％、23％
DN40 ZZVP-1B
执行机构600CM2，压力调节范围0.5~5.5Kpa,阀体ZG230-450,阀内件1Cr18Ni9Ti
例：P1max=400 KPa(G), P1min=250KPa(G), P2max=120 KPa(G), P2min=30KPa(G), 流量Qmax= 1200Nm3/h, Qnor=400 Nm3/h,介质N2，温度：常温，控制差压：20(kPa)
差压阀一定要搞清楚工艺状况
二、工艺方案
以4台轻质油内浮顶储罐组成的罐组为例，设计方案如下：
1.内浮顶储罐改造
1）封堵储罐罐壁（顶）的通气口。
2）核算罐顶呼吸阀是否满足设置氮封后的需求。呼吸阀的数量及规格按照《石油化工储运系统罐区设计规范》SH/T 3007-2007确定（见表一）。呼吸量除满足储罐的大、小呼吸外，还应考虑氮封阀不能关闭时的进气量等因素。
3）在储罐罐顶增加氮气接入口和引压口。为确保压力取值的准确性，两开口之间的距离不宜小于1m。
4）量油孔应加导向管，确保量油作业时不影响氮封压力。
5）储罐罐顶增加紧急泄压人孔接口。
2.工艺流程
1）在每台储罐上设置先导式氮封阀组和限流孔板旁路，正常情况下使用氮封阀组维持罐内气相空间压力在1.2KPa左右，当气相空间压力高于1.4KPa时，氮封阀关闭，停止氮气供应；当气相空间压力低于0.8KPa时，氮封阀开启，开始补充氮气；当氮封阀需要检修或故障时，使用限流孔板旁路给储罐内补充氮气，压力高于1.5KPa时，通过带阻火器的呼吸阀外排（短时间连续补充氮气）。
2）当氮封阀事故失灵不能及时关闭，造成罐内压力超过1.5Kpa时，通过带阻火器的呼吸阀外排；当氮封阀事故失灵不能及时开启时，造成罐内压力降低至-0.3Kpa时，通过带阻火器呼吸阀向罐内补充空气，确保罐内压力不低于储罐的设计压力低限（-0.5Kpa）。
3）为确保设置氮封储罐事故工况下的安全排放，应在储罐上设置紧急泄放阀，紧急泄放阀定压不应高于储罐的设计压力上限（2.0Kpa）。
4）当需要使用限流孔板旁路补充氮气时，流量宜等于油品出罐流量，氮气管道的管径为DN50，氮气的操作压力为0.5MPa。
5）若在相同油品储罐之间设置有气相联通管道，每台储罐出口均应设置阻火器，以防止事故扩大。
6）阻火器应选用安全性能满足要求的产品，且阻力降不应大于0.3KPa。
压力调节阀无需外加能源，利用被调介质自身能量为动力源引入压力阀的指挥器以控制供氮阀阀芯位置，改变流经供氮阀ZZYVP-16阀门的介质流量，使氮封阀ZZYVP阀门后端压力保持恒定。公称压力有1.0、1.6Mpa;压力分段调节从0.5至1000Kpa,工作温度0～100℃；法兰标准按GB9113-88，凸面法兰结构长度按GB12221-89标准。
上海申弘阀门有限公司主营阀门有：截止阀,电动截止阀罐用氮封阀ZZYVP-16B型自力式微压阀氮阀是一种于中大型储罐气体覆盖保护系统中的微压控制阀， 可将≤1.2MPa的氮封气一次节流输出至几十毫米水柱的微压气体。 氮封装置主要用于储罐顶部氮气压力恒定控制，以保护罐内物料不被氮化及储罐安全。 氮封装置由ZZY快速泄放阀及ZZV微压调节阀两大部分组成。快速泄放阀由压力控制器及ZMQ-16K型单座切断阀组成。
储罐内压力升高至设定压力时，快速泄放阀迅速开启，将罐内多余压力泄放。微压调节阀在储罐内压力降低时， 开启阀门，向罐内充注氮气。因微压调节阀必须使用在压力为0.1Mpa压力以下，现场压力较高， 必须安装ZZYP型压力调节阀将压力调节阀将压力降低至0.1Mpa以下才可使用。公称压力0.1Mpa， 压力可按分段设定，从0.5Kpa 至66 Kpa以下，介质温度温度≤80℃
1、氮封阀装置安装：
(1)安装氮封阀前，检查整机零件是否缺损或者松动，对管道应进行清洗，介质流向应与阀体箭头指向一致。
(2) 为便于现场维修与操作，氮封阀四周应留有适当的空间。
(3)氮封阀应正立垂直安装在水平管道上，阀体与管道的法兰连接，要注意轴度，并应安装在环境温度不超过-25~55°C的场合使用。
2、使用
(1)开启阀前截止阀，使介质缓慢流入阀体
(2)拧开指挥器护罩，松开指挥器调节螺钉
(3)调节指挥器主弹簧，使阀后压力至设定值
(4)固定指挥器调节螺钉，装好护罩，调压阀即可开始工作
(5)不用时，关闭阀前截止阀
3、维护
(1)拆卸阀门时，要保护好精密零件的表面，拆装阀座时，要使用工具
(2)阀芯与阀座，不管修理或者更换，密封面都必须进行研磨
(3)弹簧若有裂缝迹象，必须更换
(4)密封垫片与0型圈每次检修时全部更换，膜片根据检查结果而定。
(5)阀门平时维护，只有观察阀后导压器上的压力表是否符合设计值要求即可。另外若发现各连接处有渗漏，可拧紧螺母与螺钉或更换密封垫片与0型圈
教你如何正确的认识氮封阀
氮封阀选型结构与工作原理：
氮封阀装置由供氮阀、 泄氮阀、 呼吸阀 组成，供氮阀由指挥器和主阀两部分组成;泄氮阀由内反馈的压开型微压调节阀组成，氮气压力一般设为100mmH2O，通过氮封装置控制。当储罐进液阀开启，向罐内添加物料时，液面上升，气相部分容积减小，压力升高，当罐内压力升至高于泄氮阀压力设定值时，泄氮阀打开，向外界释放氮气，使罐内压力下降，降至泄氮阀压力设定点时，自动关闭。
当储罐出液阀开启，用户放料时，液面下降，气相部分容积增大，罐内压力降低，供氮阀开启，向储罐内注入氮气，使罐内压力上升，升至供氮阀压力设定点，自动关闭。
氮封阀选型装置供氮阀说明：
氮封阀门氮气压力一般设为100mmH2O.通过氮封阀装置控制。当储罐进液阀开启，向罐内添加物料时，液面上升，气相部分容积减小，压力升高，当罐内压力升至高于泄氮装置压力设定值时，泄氮装置打开，向外界释放氮气，使罐内压力下降，降至泄氮装置压力设定点时，泄氮装置自动关闭。
当储罐出液阀开启，用户放料时，液面下降，气相部分容积增大，罐内压力降低，供氮装置开启，向储罐注入氮气，使罐内压力上升，当罐内压力上升至供氮装置自动关闭。
氮封阀选型装置泄氮阀说明：
一般供氮气压力在3×10^5-10×10^5Pa之间，罐顶呼吸阀仅起安全作用，是在主阀失灵，导致罐内压力过高或过低时，起到安全作用。在正常情况下，不工作泄氮阀安装在罐顶，口径一般与进液阀口径一致，一般泄氮阀的压力设定点略大于供氮阀的压力设定点，以免供、泄氮装置频繁工作，浪费氮气、影响设备的使用寿命。与本文相关的产品有化工隔膜阀构造原理
下一篇：空气安全阀使用注意事项
