石油炼制储罐氮封阀装置设置要求 环境保护部和国家质监总局发布《石油炼制工业污染物排放标准》对炼油企业罐区无组织排放的有机废气做出限制后，各炼油企业罐区设置了各种不同的油气回收系统来提高排放废气的标准。本文介绍氮封的原理以及氮封在储罐应用中的效果，目前主流的几种油气回收方式的原理，选择冷凝+吸附油气回收技术路线的原因及其在储罐应用中的效果。
防止储罐等容器出现过压或负压的方法是在容器顶部设置开口。此种情况下，再向容器内注入产品时，任何的多余空气或气体可自由离开容器；相反当产品排出时，空气可流入容器内。此类系统还可因温度波动而使容器出现“透气"现象，这通常会导致容器的体积发生巨大变化。
在该应用当中，通气阀会在顶部空间体积变小时打开，从而将顶部空间气体排出储罐。当将产品泵抽出储罐或者温度下降时，供氮阀将会打开，并向储罐顶部空间充氮，避免压力不足。保持恒定表压可确保空气以及氧气不会进入储罐。温度与天气条件的变化意味着储罐需要连续通气。因此自力式压力调节阀在这里是非常适用的一种阀门。因为目前常用的惰性气体是氮气，因此这种自力式压力调节阀常常俗称为“氮封阀"，而整套系统也被称之为“氮封装置"，这套气封原理称之为“氮封原理"或者“氮封工艺"。
1石油炼制储罐氮封阀装置设置要求 罐区为何要设置氮封+储罐油气回收系统
工业生产过程中会产生大量对大气环境有危害的挥发性有机废气（VOC）。当前，中国的工业发展进入到了一个新阶段，中国的环境问题日益突出，许多地方出现了严重的雾霾天气，以致影响到了人们正常的生活和工作。在这种情况下，必须控制工业等生产领域有害气体的排放，加大对有机废气处理的力度，通过提高废气处理技术来降低其对大气环境的危害，减少其对大气环境的污染。
正因如此，环境保护部和国家质监总局发布《石油炼制工业污染物排放标准》（GB 31570-2015），对企业VOC排放的指标更加严苛。非甲烷总烃排放标准已经从早期的25g/m3提高到120mg/m3，尤其对苯要求不大于4mg/m3， 甲苯要求不大于15mg/m3，二甲苯要求不大于20mg/m3的更严苛要求。
氮封装置主要用于保持容器顶部保护气（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。特别适用于大型储罐的气封保护系统。该产品具有节能环保、动作灵敏、运行可靠、操作简单和维修方便等特点。参照常见的提供设计的氮气系统装置方案，储罐氮封系统装置一般主要包含氮封阀，泄氮阀和呼吸阀
储罐氮封系统装置(氮封阀泄氮阀呼吸阀)是一套自力式微压力控制系统，主要用于保持容器顶部保护气(一般为氮气)的压力恒定，以避免容器内物料与空气直接触，防止物料挥发，被告氧化，以及容器的安全。
氮封装置特别适合用于各类大型储罐的气封保护系统。氮封装置产品具有节能，动作灵敏，运行可靠，操作与维修方便等特点，氮封装置广泛应用于石油，化工等行业，产品特点无需外加能源，在无电无气的场合工作。 
当罐内压力升高超过设定值时，供氮阀关闭，泄氮阀打开(罐顶未设呼吸阀，或呼吸阀故障打不开)，将罐内多余压力泄放。在储罐内压力降低时，泄氮阀处于关闭状态，供氮阀打开，向罐内注氮气。供氮阀阀前压力最好在2 .5Mpa 以下，现场压力较高时，可在供氮阀前安装一只自力式压力调节阀将压力减至1 Mpa 以下，以提高可靠性和使用效果。特点： 氮封装置的供(泄)氮压力设定方便，可在连续生产的条件下进行。在设定压力范围内，如从1-50KP，100mm H20 需调整到50mm H20 ，可通过调节供氮阀顶部的调节螺丝，改变弹簧的力，即可达到需要新设定的工艺值。
石油炼制储罐氮封阀装置设置要求泄氮阀的压力调节和供氮阀类似。
吸阀设定值调整：在上述设定值调整好后，为避免呼吸阀启闭频繁，呼吸阀的设定值应大于泄压设定置。我们可以结合一些具有代表性的产品来分析，世界上著名的氮封装置品牌，供氮阀，泄氮阀，呼吸阀品牌，它的氮封装置特点：氮封装置无需外加能源，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压力阀芯位置，改变流经阀门介质流量，使阀门后端压力保持恒定。
氮封装置由供氮阀、 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，通过氮封装置精确控制。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。
然而此方法并不适用于所有产品。进入储罐内的空气可能会污染产品，尤其是当储罐中存储的是有机溶液与碳氢物时，爆炸性气体（或空气）会在产品上方形成。此外，还有可能发生不良气体与蒸气的释放。由于必须避免这些情况，因此需要将储罐密封。然而，需要将储罐存放在常压条件下，从而避免在对其灌装或温度升高时出现过压，更为重要的是避免在排放产品时出现真空。大型储罐尤其无法承受罐内的低压状况。气封系统可确保储罐顶部空间处于惰性空气保护与常压控制之下。实现这一结果的方法之一是连续充入惰性气体，这是一种相对简单且安全的解决方案。但由于其不断消耗惰性气体，因此操作成本很高。
较为*做法是基于压力的气封工艺。一般来说，此类气封系统由下列组件构成：
• 在任何时候需要时允许惰性气体进入储罐的气封装置或调节器；
• 允许顶部空间气体流出储罐的放气阀、通风装置阀或蒸气回收阀。
• 用于防止储罐出现过压或真空的安全压力/真空泄放阀（后者可导致储罐内爆，这种风险会随着储罐尺寸的增大而提高）
• 连接管与惰性气体气源
主要参数、性能指标与材料
1、石油炼制储罐氮封阀装置设置要求主要参数及主要性能指标见表一 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、石油炼制储罐氮封阀装置设置要求压力调节范围见表二 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. | 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、石油炼制储罐氮封阀装置设置要求主要零件材料见表三 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 | 膜片 | 橡胶夹增强涤纶织物/四氟膜片/氟橡胶膜片 | 弹簧 | 1Cr18Ni9Ti、60Si2Mn |
4、石油炼制储罐氮封阀装置设置要求外形尺寸见表四、图二 表四 单位：mm 公称 通径 | L | B | H1 | H | A=1200 cm2 | A=600 cm2 | A=400 cm2 | 压力调节范围（KPa） | 0.1～0.5 | 0.4～5.0 | 0.5～7 | 20 | 150 | 383 | 53 | 605 | 554 | 554 | 25 | 160 | 58 | 605 | 554 | 554 | 32 | 180 | 512 | 70 | 615 | 564 | 564 | 40 | 200 | 75 | 640 | 589 | 589 | 50 | 230 | 603 | 83 | 655 | 604 | 604 | 65 | 290 | 862 | 93 | 722 | 671 | 671 | 80 | 310 | 100 | 738 | 687 | 687 | 100 | 350 | 1023 | 110 | 755 | 704 | 704 | 125 | 400 | 1380 | 125 | 918 | 867 | 867 | 150 | 480 | 143 | 1.25 | 974 | 974 |
注： 1）标准法兰连接形式PN16为凸面，连接尺寸铸铁法兰按GB4216.5-84，铸钢法兰按GB9113-2000、JB/T-94，阀体法兰及法兰端面距也可按用户标准制造，如：ANSI，JIS，DIN等标准。 2）接管根据用户需要配置 5、石油炼制储罐氮封阀装置设置要求产品重量见表五 表五 单位：Kg 公 称 通 径（mm） | 20 | 25 | 32 | 40 | 50 | 65 | 80 | 100 | 125 | 150 | A=400cm2 | 18 | 18 | 25 | 27 | 40 | 55 | 80 | 108 | 130 | 150 | A=600 cm2 | 20 | 20 | 27 | 30 | 45 | 60 | 86 | 115 | 140 | 160 | A=1200 cm2 | 22 | 22 | 30 | 34 | 50 | 66 | 92 | 120 | 150 | 170 |
四、石油炼制储罐氮封阀装置设置要求特点： ZZVP、ZZCP型自力式微压、差压调节阀，是一种依靠被调介质自身的压力变化进行自动调节或维持压力差为恒定值的一种节能型调节阀。 主要技术参数与性能指标： 表1 Kv值和性能指标 公称通径DN（mm） | 20 | 25 | 40 | 50 | 65 | 80 | 100 | 额定流量系数（Kv） | 7 | 11 | 30 | 48 | 75 | 120 | 190 | 额定行程（mm） | 6 | 8 | 10 | 15 | 20 | 介质温度（℃） | ≤80 | 调节精度 （％） | ≤10 | 允许泄漏量 （l/h） | 10-4X阀额定容量 |
表2 微、差压调节范围 差压调节范围（KPa） | 执行机构膜室有效面积（cm2） | 使用阀门口径（mm） |
| 0.5～5.5，5～10，9～14，13～19， 18～24，22～28，26～33，31～38， 36～44，42～51，49～58，56～66， 64～78，76～90，88～100 | 100 | 20～50 | 根据要求的差压调节范围选择相应的设定弹簧 | |
280 | 65～100 | |
表3外形尺寸及重量 单位：mm 公 称 通 径 | 20 | 25 | 40 | 50 | 65 | 80 | 100 | ΦA | 195 | 280 | L | 184 | 184 | 222 | 254 | 276 | 298 | 352 | H1 | 88 | 102 | 114 | 114 | 156 | 166 | 176 | H | 285 | 337 | 344 | 344 | 386 | 396 | 406 | 重量（Kg） | 12 | 13 | 17 | 20 | 28 | 38 | 43 |
2 石油炼制储罐氮封阀装置设置要求造成挥发性有机废气排放的原因
油品在储运过程中，不可避免地存在油品损耗。油品储运系统中的损耗约占加工量的3‰～5‰，其中最主要的损耗方式为蒸发损耗。油品的蒸发损耗主要分为自然通风损耗、“小呼吸"损耗和“大呼吸"损耗。
自然通风损耗主要是由于储罐的密封不严造成的。如果罐顶有缝隙或者孔眼，它会引起自然对流而造成自然通风损耗。
当储罐未进行收发油时，油罐内油品液面处于静止状态，油品蒸气充满气体空间，由于罐内气体空间温度和油气浓度的昼夜变化而引起的损耗成为油罐的静止储存损耗，又称作“小呼吸"损耗。
当油罐发油时，油罐内油品液位不断下降，罐内空气和油品气相混合气体浓度、压力降低，这将促进油品液面的进一步蒸发。当油罐收油时，由于罐内液体体积增加，罐内气体压力增加，当压力增加到一定数值时，呼吸阀打开，罐内油气随之排入大气中。这种由于液面高度变化而造成的油品损耗成为动液面损耗，又称为“大呼吸"损耗。 
石油炼制储罐氮封阀装置设置要求安装、维护与调试：
1、安装（见图二） 检查整机零件是否缺损与松动，对使用有害人体健康的介质，必须进行强度、密封、泄漏与精度测试。 在安装前，对管道进行清洗（否则由于焊渣等管道垃圾，损坏阀芯密封面，导致阀门不能正常工作），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。 安装场地应考虑到人员与设备的安全，即便于操作，又有利于拆装与维修。 阀门应正立垂直安装在水平管道上，导压管必须安装在距离阀出口至少六倍于公称通径的阀后管道上。阀自重较大与有振动的场合，要用支撑架，尽量避免水平安装。 介质流动方向应与阀体上的箭头指向一致。因微压阀属于精密仪表，其中膜片直接承受介质压力，若阀门反装或管道有反冲压力，则膜片由于受压过高导致膜片损坏，阀门不能工作。阀门应在环境温度-25～+55℃场所使用。 为使自控系统失灵或检修阀门时，仍能连续生产，应设置旁路阀。
石油炼制储罐氮封阀装置设置要求选型注意事项： 1、调节阀直接按照接管管径选取是不合理的。阀门的调节品质与接管流速或管径没有关系，阀门的调节品质仅与水的阻力及流量有关。一旦系统设备确定之后，理论上适合该系统的阀门只有一种理想的口径，而不会出现多种选择。 2、调节阀口径不能过小。选择的阀门口径过小，一方面会增加系统的阻力，甚至会出现阀门口径100%开启时，系统仍无法达到设定的容量要求，导致严重后果。另一方面，阀门将需要通过系统提供较大的压差以维持足够的流量，加重泵的负荷，阀门易受损害，对阀门的寿命影响很大。 |
