化工储罐顶部氮气压力恒定控制装置应用案例

 自力式氮封阀(即氮封装置)主要用于储罐顶部氮气压力恒定控制，自力式氮封阀是一种无须外来能源，以弹簧为动力核心利用被调介质自身的压力来控制阀芯位置变化，达到自动调节和稳定压力的目的，以保护罐内物料不被氮化及储罐的安全。该阀由ZZYVP快速泄放阀及ZZV自力式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。氮封装置，作为一种重要的密封系统，在石油化工行业中发挥着至关重要的作用。它主要应用于那些易挥发的物料，例如汽油、甲醇等，这些物料在常温下容易挥发，导致物料的大量损失。此外，对于那些在工艺过程中需要控制或避免与空气接触的物料，氮封装置同样具有显著的效果。通过氮封装置，可以有效减少物料的挥发，保护环境，同时降低生产成本。

化工储罐顶部氮气压力恒定控制装置应用案例的主要作用包括：

1）. 防止氧化：通过向储罐内注入氮气，可以有效排挤罐内的空气，从而减少物料与氧气的接触，降低物料被氧化的风险。

2）. 抑制挥发：氮封装置能够显著减少储罐内物料的挥发，特别是对于易挥发的化学物质。

3）. 维持压力平衡：在物料的装入或抽出过程中，氮封装置能够调节储罐内部的压力，保持压力的稳定，防止因压力变化导致的储罐结构损坏。

4）. 减少VOCs排放：氮封技术有助于减少挥发性有机化合物（VOCs）的排放，从而保护环境并满足工业排放标准。

5）. 防止污染：氮气作为一种惰性气体，可以有效地防止储罐内的物料受到外界污染，确保物料的纯度和质量。

6）. 提高安全性：通过精确控制储罐内的氮气压力，可以避免因压力过高或过低引发的安全事故。

7）. 保护储罐结构：氮封装置能够预防储罐因内部压力波动而产生的变形或损坏，从而延长其使用寿命。

8）. 广泛适用性：氮封装置适用于各种类型的储罐，包括化工原料储罐、食品级储罐以及超纯水储罐等。

此外，根据GB50160-2008石化企业防火标准和SH/T3007-2014储运罐区设计规范的要求，对于甲B、乙A类的可燃液体储罐，应设置氮气密封保护系统。通过调节氮气量填充顶部空间，不仅节能降耗，还能有效隔离油品与外界接触，起到重要的保护作用。
（3）对于常压下存储的I、II级毒性的甲B和乙A类液体，应采用氮气密封保护系统。
（4）当储存介质与空气接触时，容易发生氧化、聚合等化学反应，因此在常压储存条件下，建议设置氮封保护系统。
（5）若储存介质具有水溶性且对其含水量有严格需求，同样建议在常压储存时设置氮封保护系统。

接下来，我们将探讨氮封系统的设计方案。首先，压力控制是关键。氮气密封系统通过精密的压力调节阀，如自力式氮封阀，来维持储罐内部压力的稳定和安全。此外，重要场合的储罐顶部还需配备阻火呼吸阀和泄压人孔等安全设备。值得注意的是，氮气操作压力应控制在5~6 MPa范围内，且氮气的纯度不应低于2%。

化工储罐顶部氮气压力恒定控制装置应用案例

例如，我们可以通过控制罐内气体压力在约300 Pa（G）的水平来维持稳定。一旦储罐内压力上升至500 Pa（G）或以上，氮气控制阀将关闭，暂停氮气补充；而当压力降至200 Pa（G）或以下时，氮气控制阀会自动打开，补充氮气，以防吸入空气形成。

接下来，我们探讨氧含量控制设计方案。该方案的核心在于，通过氮气密封系统将罐内气相空间的氧气浓度控制在5%以下，从而消除潜在的爆炸风险。具体来说，我们会在罐内安装氧气浓度监测器进行实时监控，并与氮气管路控制阀进行联锁设计。一旦氧含量达到高值，系统将自动报警并通过联锁机制打开氮气阀，注入氮气。当检测器指标降至正常范围时，氮气阀将立即关闭，停止充氮。

此外，我们还会在同类介质储罐间设计一组贯通的气相管道，以减少作业时的氮气用量和油气排放量。例如，采用DN150的管径和150m3/h的流量，可以有效实现这一目的。

化工储罐顶部氮气压力恒定控制装置应用案例充氮量计算

充氮量Q通常等于储罐物料的排出量Q1与因温度变化而导致的吸气量Q2之和。以一个3000m3的苯罐为例，我们可以根据化工部“钢制立式圆筒形内浮顶罐系列"HG21502-1992的标准，通过查表获得储罐的内径D、罐壁高度H1和拱顶球冠高度H2。在本次计算中，我们假设浮盘沉底，即设计液位h为8m，从而计算出储罐内最大气体的体积Vm。Vm由罐体圆柱部分的气相空间体积V1与罐顶球冠空间体积V2相加得到。
3000m3储罐内气体体积最大值Vm计算为3400m3。当储罐内部气体温度从35℃降至20℃（一小时内完成），且罐内操作压力从1000Pa（G）降至0Pa（G）时，我们可以利用理想气体状态方程来进行分析。

化工储罐顶部氮气压力恒定控制装置应用案例式中：
P0：标准大气压，取值为101325MPa（A）；
P1：操作压力，单位为MPa（A）；
V0：标准状态下的气体体积，单位为Nm3；
V1：操作状态下的气体体积，单位为m3，此处我们采用液位时的Vm值；
T0：标准状态下的气体温度，取值为215K；
T1：操作状态下的气体温度，单位为K。

根据理想气体状态方程，我们可以推导出在储罐内液位、标准状态下，35℃时的罐内气体体积V0为3044Nm3；同样地，25℃时的罐内气体体积V0'为3168Nm3。因此，此降温过程中需要补充的氮气量Q可以通过计算得出，为124m3/h。

为了避免不必要的氮气浪费，在实际操作中，我们可以参考SH/T3007 2014标准中表6推荐的气量规范值，并结合实际工况进行精确计算。

此外，氮封装置的常见故障通常与截止阀、过滤器、供氮阀、调节器、压力表以及呼吸阀等组件有关。

化工储罐顶部氮气压力恒定控制装置应用案例工作原理

       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℃。

化工储罐顶部氮气压力恒定控制装置应用案例性能特点

1、无需外加能源，能在无电、无气的场合工作，既方便又节约能源，降低成本。

2、氮封装置供氮，泄氮压力设定方便，可在连续经营的条件下进行。

3、压力检测膜片有效面积大，设定弹簧刚度小、动作灵敏、装置工作平衡。

4、采用无填料设计，阀杆所受磨擦力小、反应迅速、控制精度高。

5、供氮装置采用指挥器操作，减压比可达100:1，减压效果好、控制精度高。

6、氮气压力设定范围广，低至0.5Kpa高至1000Kpa，比值达高；

7、调节调压力检测膜片有效面积大，设定弹簧刚度小，动作极灵敏。

化工储罐顶部氮气压力恒定控制装置应用案例

化工储罐顶部氮气压力恒定控制装置应用案例主要技术参数

化工储罐顶部氮气压力恒定控制装置应用案例主要外形尺寸

自力式氮封阀是一种重要的气体保护设备，主要用于防止容器内部氧气和其它杂质进入，以维护内部气氛的稳定。一般应用在储存易燃、易爆和有毒有害气体的容器内，如化工厂、实验室等场所。

二、化工储罐顶部氮气压力恒定控制装置应用案例的安装方向

1. 安装位置

自力式氮封阀通常安装在容器顶部，以防止气体从容器上方流入。但也有少数情况下，可以根据实际需求在容器侧面或底部进行安装。

2. 垂直安装

自力式氮封阀在安装时应保持垂直状态，且应确保氮封阀底部与容器底部有一定距离（一般不小于100mm），以确保氮封阀的正常工作。

3. 结构要求

氮封阀安装时需要注意以下几点：

- 氮封阀底部应与容器内部同一平面，不能低于容器底部，且不能靠近容器壁，以免影响氮气的封闭效果。

- 确保氮封阀底部有一个排气管道，以便将气体排出容器外。

- 必须保证氮封阀的密封性能良好，以免发生气体泄漏事故。

三、化工储罐顶部氮气压力恒定控制装置应用案例的安装注意事项

1. 安装前应检查氮封阀的密封面、密封圈和密封块，必要时更换。

2. 安装前应检查氮封阀是否能顺畅启动，如果有异常情况应及时进行维修。

3. 在安装完氮封阀后，应进行压力测试，确保气密性良好。

4. 氮封阀密封圈和密封面应定期清洗和保养，以保证其正常的工作效果。

四、化工储罐顶部氮气压力恒定控制装置应用案例结语

自力式氮封阀是一种非常重要的气体保护设备，正确的安装和使用方法能够确保其正常的工作效果。安装时请严格按照相关规定操作并注意安全事项，以确保气体的安全和容器的正常使用。