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化工拱顶储罐自力式氮封阀应用案例

随着储罐设施规模大型化、运行长周期化、罐区工艺复杂化、储罐检修专业化等影响，储运设施本质安全和安全管理重要性日益显著该建议明确了常压储罐VOCs治理安全安全附件的要求，以进一步规范常压储罐VOCs治理安全改造风险防范工作，本文对该文件进行解读分享，如下：

  自力式氮封阀工作原理
    工作原理（1）当氮封阀关闭时，主阀的活塞是在一个密封室内，当储罐压力等于或大于设定的压力时，膜片就被向上顶起，气导阀在弹簧的作用下向上移动，把气导阀上的密封圈紧紧压在阀座上，关闭了控制气的进口，同时特殊阀芯室的压力增加并接近氮气总管的压力，此压力通过内部通道，从特殊阀芯室传到主阀阀芯室。主阀的活塞就处于氮气总管压力的作用，由于主阀阀芯上、下所受气体压力平衡，所以主阀阀芯在自重和弹簧的作用下将阀门紧密关死。
    （2）氮封阀打开时，当储罐压力稍微低于设定压力时，膜片因为感应压力下降而向下移动，推动气导阀打开，氮气经过孔板、气导阀的出口进入储罐，使储罐内的压力增加，同时气导阀的特殊阀芯室的压力下降，氮气通过内部通道从特殊阀芯室进入主阀阀芯室。由于主阀阀芯的活塞面积大于主阀阀座孔面积，并有弹簧的弹力和主阀的重量，所以当储罐压力稍微低于设定点时，特殊阀芯室和主阀阀芯室的压力降低很小，主阀仍然保持关闭，氮气只从气导阀进入储罐。

化工拱顶储罐自力式氮封阀应用案例

（一）储罐附件的本质安全水平低
目前，我国在立式钢结构储罐主体（罐底、罐壁和罐顶）的设计、建造及验收等环节有着严格的技术标准和管理流程，但在储罐安全附件要求方面存在空缺，认证、检验程序不规范，储罐安全附件多作为单一产品进行管理。在采购、使用和日常维护过程中，其优劣基本多凭借甲方的经验和乙方的宣传，对其性能没有严谨的检验手段和管理办法，使用单位把自身的安全需求寄托于厂家自身质量保证。具体表现为以下几个方面：
1. 内浮盘可靠性低。
内浮盘的本质安全水平与其自身的“密封性"、“稳定性"、“耐火性"和“可维修性"密切相关，浮盘应具备一定强度的“稳定性"和“耐火性"，可避免储罐闪爆之后，浮盘失稳或失效引发全面积火灾。
2. 呼吸阀和浮盘的密闭性是企业提质增效的重要保障
呼吸阀和浮盘的密封性是减少油品损耗、提升氮封系统运行效率和满足无组织排放达标的重要保障。一方面，当前氮封系统压力控制范围狭窄，压力控制阀（呼吸阀、单呼阀、氮封阀）的控制压力相互之间易产生交集，易导致氮封系统失效。另一方面，《挥发性有机物无组织排放控制标准》（GB 37822-2019）标准的实施，要求氮封储罐的呼吸阀和无氮封储罐的罐顶 通气孔位置的油气浓度不应超过5000μmol/mol(重点地区为 2000μmol/mol，中石化要求为 4000μmol/mol)。由于氮封储罐罐内油气浓度普遍较高，如果呼吸阀密闭性不达标，呼吸阀口将无法满足排放标准。
3. 阻火器是保障储罐及连通系统安全的基石
储罐气相连通支线管道和罐顶中央通气孔上设置的阻火器性能是否达标，是确保储罐安全运行的重要保障。

（二）储罐安全附件的检测和评估能力不足
由于储罐不属于特种设备，最能反映储罐安全状况的全面检验只对罐体腐蚀和裂纹进行检测，储罐安全附件检验技术要求不明确，其优劣基本多凭借使用经验和厂家宣传。当前国内相关机构尚不具备能力对储罐的安全附件进行有效、全面的检测和评估，如浮盘、呼吸阀、氮封阀、紧急泄压阀和阻火器等。
（三）储罐安全附件的技术标准要求低或规范缺失。
如我国对呼吸阀的泄漏量要求为 0.4m3/h，远低于 API 和 ISO 要求的 0.014m3/h 和部分国家要求的 0.0017 m3/h。另外，呼吸阀、单呼阀、氮封阀等安全附件在产品和使用方面技术标准不完备或可操作性差

化工拱顶储罐自力式氮封阀应用案例规格用技术参数：
主要参数及主要性能指标见表一             表一

2、压力调节范围见表二                                 表二

3、化工拱顶储罐自力式氮封阀应用案例主要零件材料见表三  表三

七、化工拱顶储罐自力式氮封阀应用案例压力调节范围确定
    设定压力调节范围分段详见规格与技术参数表，应尽量将常用压力设定值选取在范围的中间值附近。
    ZZYVP-16B带指挥器型自力式压力氮封阀本身是一种调节系统，主阀需一定的推动压力，即阀前压力不得低于200KPa（表压）。

化工拱顶储罐自力式氮封阀应用案例阀门的安装与维护：
1、阀门安装：
　　（1）安装前须检查产品型号、位号及规格是否吻合，检查整机零件是否缺损与松动。
　　（2）在安装前，对管道应进行清洗，阀门入口处要有足够的直管段，并配有过滤器。阀体与管道的法兰连接，要注意同轴度。
　　（3）阀门安装前，应先清洗管道。
　　（4）安装场地应考虑到人员设备的安全，既便于操作，又有利于拆装与维护。
　　（5）阀门应正立垂直安装在水平管道上，不得已时可倾斜安装，尽量避免水平安装，阀自重量较大或有振动的场合，要用支撑架。
　　（6）介质流动方向应与阀体上的箭头指向一致。气源应干燥、无油。阀门应在环境温度-20~55℃场所使用。 
2、阀门维护：
　　（1）清洗阀门：对清洗一般介质，只要用水洗净就可以。但对清洗有害健康的介质，首先要了解其性质，再选用相应的清洗办法。
　　（2）阀门的拆卸：将外露表面生锈的零件先除锈，但在除锈前，要保护好阀座、阀芯、阀杆与推杆等精密零件的加工表面。拆装阀座时应使用专用工具。
　　（3）阀座：密封面有较小的锈斑与磨损，可用机械加工的方法进行，如损坏严重必须换新。但不管修理或更换后的硬密封面，都必须进行研磨。
　　（4）阀杆：表面损坏，只能换新。
　　（5）推杆、导向与密封表面的损坏：对反作用执行机构必须换新，而对正作用执行机构，可用适当的修理后使用。
　　（6）压缩弹簧：如有裂纹等影响强度的缺陷，必须换新。
　　（7）易损零件：填料、密封垫片与O型圈，每次检修时，全部换新。阀芯、膜片必须检查是否有预示将来可能发生的裂纹、老化与腐蚀痕迹，根据检查结果，决定是否更换，但膜片使用期一般最多2-3年。
（8） 阀门组装要注意对中，螺栓要在对角线上拧紧，滑动部分要加润滑油。组装后应按产品出厂测试项目与方法调试，并在这期间，可准确地调整填料压紧力、阀芯关闭位置。

 化工拱顶储罐自力式氮封阀应用案例工作原理
    自力式氮封阀氮封装置，由控制阀门、执行器、压力弹簧、指挥器、脉冲管等部件组成。主要用于保持容器顶部保护气体（一般为氮气）的压力恒定，以避免容器内物料与空气直接接触，防止物料挥发、被氧化，以及容器的安全。特别适用于各类大型储罐的气封保护系统。该产品具有节能、动作灵敏、运行可靠、操作与维修方便等特点。广泛应用于石油、化工等行业。
    供氮装置，将设在罐顶的取压点的介质经导压管引入检测机构，介质在检测元件上产生一个作用力与与弹簧、预紧力相平衡。当罐内压力降低至低于供氮装置压力设定点时，平衡破坏，使指挥器阀芯，打开，使阀前气体经减压阀，节流阀、进入主阀执行机构上、下膜室，打开主阀阀芯，向罐内充注氮气；当罐内压力升至供氮装置压力设定点，由于预设弹簧力，关闭指挥器阀芯、由于主阀执行机构中的弹簧作用，关闭主阀，停止供氮。
    泄氮装置，该装置采用内反馈结构，介质直接经阀盖进入检测机构，介质在检测元件上产生一个作用力与预设弹簧预紧力相平衡。当罐内压力升高至高于泄氮装置压力设定点时，平衡被破坏，使阀芯上移，打开阀门，向外界泄放氮气；当罐内压力降至泄氮装置压力设定点，由于预设弹簧力作用，关闭阀门。