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危险化学品储罐氮封阀系统典型设计方案 |
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| 详细介绍 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
危险化学品储罐氮封阀系统典型设计方案 氮封装置取压点的介质经导压管引入检测机构，反馈结构的设计使得介质直接经阀盖进入检测机构，在罐顶的罐呼吸阀能起安全作用，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。 在流量控制方面每个阀门都配有控制流量百分比的固定板孔，气体密封系统的每个阀门尺寸根据气体流量表排列，根据提供的稳定气体压力计算适应特定需要气体密封的流量。 氮气封闭原理：在阀门关闭时，氮气被注入阀体的密封腔中，形成一个高压氮气封闭区域。该封闭区域内的氮气通过阀杆与阀体之间的密封装置进行自循环，从而保持了恒定的氮气压力。当需要开启阀门时，通过操作机构将活塞移动至开启位置，使介质可以通过阀门流出。在介质压力的作用下，阀芯开始向开启方向移动，同时阀体密封腔内的氮气也会逐渐减少。当阀芯开启并稳定后，氮气重新充入密封腔，保持氮气封闭区域的压力平衡，实现再次封闭。 压力平衡原理：进口自力式氮封阀通过在阀体两侧设置膜片或活塞，使高压氮气与系统内部压力相平衡。当系统内出现压力变化时，膜片或活塞会自动调节氮气的流动，以保持阀门的稳定性和密封性。 泄漏预防原理：进口自力式氮封阀通过设置泄漏检测装置，实时监测系统的泄漏情况。当泄漏发生时，阀门会自动关闭或触发报警系统，及时采取相应的措施，避免泄漏对系统和环境造成危害。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。
危险化学品储罐氮封阀系统典型设计方案工作原理 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℃。 危险化学品储罐氮封阀系统典型设计方案性能特点 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。
二、危险化学品储罐氮封阀系统典型设计方案特点 自动控制：进口自力式氮封阀通过氮气的压力来实现阀门的开闭，可以实现自动控制，减少人工操作。 灵活性好：氮气的流量可以通过调节阀门来控制，可以根据实际需要进行调整，具有较好的灵活性。 耐高压：一般适用于高压流体的控制，具有较高的耐压能力。 耐腐蚀：材料一般选择耐腐蚀性能较好的材料，如碳钢、不锈钢、合金钢等，可以在腐蚀性流体中长期使用。 密封性好：密封性能较好，可以有效防止流体的泄漏。 三、危险化学品储罐氮封阀系统典型设计方案应用领域
自力式氮封阀广泛应用于多个行业，包括但不限于： 石油化工行业：应用于管道阀门、油罐罐储罐、反应釜等，以确保设备的安全和稳定运行。 电力行业：对大型电力设备、发电机组的保护和维护。 食品饮料行业：用于包装、灌装、贮存、输送等环节，以确保食品生产的卫生安全和质量稳定。 氮封阀中的氮气可以起到置换装置介质、平衡系统的压力等功能，用于保持容器顶部保护气的压力恒定，一般的氮气压力是常压，主要作用 一是在于减少挥发，如苯罐， 二是防止介质与空气的反应，如碱罐，防止储罐内物料与氧接触会氧化或发生化学反应；还有可以稀释呼出气体的浓度。进罐压力一般减压至1bar。适用于各类大型储罐的气封保护系统，运行可靠，并广泛适用于石油、化工等行业。
第7.2.2条款：储存沸点低于45℃或真实蒸气压不小于76.6kPa的甲B类液体，应选用压力储罐、低压储罐或降温常压储罐，并应符合下列规定：
危险化学品储罐氮封阀系统典型设计方案 1 选用压力储罐或低压储罐时，应设置氮气密封保护系统，并应密闭回收处理罐内排出的气体； 2 选用降温常压储罐时，应控制储存温度低于液体闪点5℃及以下，并应设置氮气密封保护系统。 第7.2.3条款：储存沸点不低于45℃或真实蒸气压小于76.6kPa的甲B、乙A类液体，应选用浮顶罐或内浮顶罐。当甲B、乙A类液体因特殊储存要求采用固定顶罐、低压储罐和容积大于50m3的卧式储罐时,应采取下列措施之一： 1 设置氮气密封保护系统，密闭回收处理罐内排出的气体； 2 控制储存温度低于液体闪点 5℃及以下； 3 其他安全措施。 第7.2.7条款：储存毒性为高度和极度危害的甲B、乙A类液体的内浮顶储罐，储存温度超过120℃的重油固定顶罐应设置氮气密封保护系统。
危险化学品储罐氮封阀系统典型设计方案《石油库设计规范》（GB 50074-2014） 第6.1.2条款：储存沸点低于45℃或37.8℃的饱和蒸气压大于88kPa的甲B类液体，应采用压力储罐、低压储罐或低温常压储罐，并应符合下列规定： 1 选用压力储罐或低压储罐时，应采取防止空气进入罐内的措施，并应密闭回收处理罐内排出的气体。 2 选用低温常压储罐时，应采取下列措施之一： 1）选用内浮顶储罐，应设置氮气密封保护系统，并应控制储存温度使液体蒸气压不大于88kPa； 2）选用固定顶储罐，应设置氮气密封保护系统，并应控制储存温度低于液体闪点5℃及以下。 第6.1.3条款：储存沸点不低于45℃或在37.8℃时的饱和蒸气压不大于88kPa的甲B、乙A类液体化工品和轻石脑油，应采用外浮顶储罐或内浮顶储罐。有特殊储存需要时，可采用容量小于或等于10000m3的固定顶储罐、低压储罐或容量不大于100m3的卧式储罐,但应采取下列措施之一： 1 应设置氮气密封保护系统，并应密闭回收处理罐内排出的气体； 2 应设置氮气密封保护系统，并应控制储存温度低于液体闪点5℃及以下。 第6.1.8条款：储存I、Ⅱ级毒性的甲B、乙A类液体储罐的单罐容量不应大于5000m3，且应设置氮封保护系统。 《石油化工储运系统罐区设计规范》（SH/T 3007-2014） 第4.2.4条款：储存沸点低于45℃或在37.8℃时饱和蒸气压大于 88kPa的甲B类液体，应采用压力储罐、低压储罐或降温储存的常压储罐，并应符合下列规定： a）选用压力储罐或低压储罐时，应采取防止空气进入罐内的措施，并应密闭收集处理罐内排出的气体； b）选用降温储存的常压储罐时，应采取下列措施之一： ——选用内浮顶储罐，设置氮气或其他惰性气体密封保护系统，控制储存温度使液体蒸气压不大于 88kPa； ——选用固定顶储罐，设置氮气或其他惰性气体密封保护系统，控制储存温度低于液体闪点5℃及以下； ——选用固定顶储罐，设置氮气或其他惰性气体密封保护系统，控制储存温度使液体蒸气压不大于 88kPa，密闭收集处理罐内排出的气体。 第4.2.5条款：储存沸点大于或等于 45℃或在 37.8℃时饱和蒸气压不大于 88kPa的甲B、乙A类液体，应选用浮顶储罐或内浮顶储罐。其他甲B、乙A类液体化工品有特殊储存需要时，可以选用固定顶储罐、低压储罐和容量小于或等于100m3的卧式储罐，但应采取下列措施之一： ——设置氮气或其他惰性气体密封保护系统，密闭收集处理罐内排出的气体； ——设置氮气或其他惰性气体密封保护系统，控制储存温度低于液体闪点5℃及以下。 综合以上标准规范，我们可以得出以下危险化学品储罐应设置氮封系统： 1、新建单罐容积大于等于 1000m3的甲B类、乙类、操作温度大于等于120℃的丙类内浮顶和固定顶储罐； 2、储存苯乙烯、丙烯腈等易聚合、易氧化的物料储罐； 3、含油污水储罐、酸性水储罐、轻污油储罐、储存温度超过120℃的重油固定顶储罐； 4、设置油气收集系统的储罐； 5、储存沸点低于45℃或真实蒸气压小于76.6kPa的甲B类液体的压力储罐、低压储罐或降温常压储罐； 6、储存毒性为高度和极度危害的甲B、乙A类液体的内浮顶储罐； 7、储存温度超过120℃的重油固定顶罐； 8、单罐容积不小于100m3，储存甲B、乙A类液体的内浮顶罐（浮盘采用易熔材料）、固定顶罐或低压储罐。 危险化学品储罐氮封阀系统典型设计方案《管道仪表流程图设计规定》（HG 20559-1993）
《石油化工储运系统罐区设计规范》（SH/T 3007-2014）
5.1.5采用氮气或其他惰性气体密封保护系统的储罐应设事故泄压设备，并应符合下列规定: a）事故泄压设备的开启压力应高于呼吸阀的排气压力并应小于或等于储罐的设计正压力； b）事故泄压设备应满足氨封或其他惰性气体密封管道系统或呼吸阀出现故障时保障储罐安全的通气需要； c）事故泄压设备可直接通向大气； d）事故泄压设备宜选用直径不小于DN500 的紧急放空人孔盖或呼吸人孔。
危险化学品储罐氮封阀系统典型设计方案主要技术参数
危险化学品储罐氮封阀系统典型设计方案主要外形尺寸
第5.1.7条款：呼吸阀的规格和数量可参照表5.1.7-1来确定。
综合以上规范，我们可以得出氮封系统设计应采取以下布置： 1、对固定顶罐、内浮顶罐等存储易挥发类液体的常压、低压储罐，氮气密封系统应设置氮封阀； 2、球罐需要氮气等惰性气体密封时，应设置压力分程控制； 3、氮封阀氮气入口管道应设置压力表； 4、氮封阀应选用减压式外取压阀后压力控制型； 5、氮封阀应安装在尽量靠近罐顶入口的氮气管线上，外取压管线的取源点宜设在罐顶； 6、氮气的入罐位置应远离呼吸阀并伸入罐内约200mm； 7、储罐罐顶应设压力变送器、就地压力表、呼吸阀、事故泄压设备。 危险化学品储罐氮封阀系统典型设计方案Part4：氮封系统的最佳实践 方案一：危险化学品储罐氮封系统典型设计方案一。
方案二将方案一中的单呼阀更换为了压力控制阀（泄氮阀）。储罐运行时，通过氮封阀、泄氮阀起到平衡储罐压力的作用，呼吸阀、紧急泄放阀仅在事故工况（如氮封阀失效、泄氮封失效、火灾工况等）启动，避免储罐运行时呼吸阀频繁动作，造成损坏。 注：危险化学品成品储罐在装卸车过程中，进/排液量大，储罐气相空间压力波动频繁，氮封系统宜设置泄氮阀，避免呼吸阀频繁动作，减少呼吸阀故障率。危险化学品中间储罐日常运行时，储罐气相空间压力相对比较稳定，可以不设置泄氮阀。 方案三： 危险化学品储罐氮封系统典型设计方案三。
气封装置配备液封的作用是: (1)当泄压阀失灵时，液封可起到呼出气体的作用。即当储罐内压力超过设定值时，储罐内气体可通过液封泄压。 (2)当气封装置发生故障时，如储罐内压力高于设定值时，可通过液封泄压，减轻泄压阀负荷。 (3)当泄压阀和气封装置同时故障，而储罐内出现负压时，可通过液封吸入空气，保护储罐不致变形损坏。
危险化学品储罐氮封阀系统典型设计方案Part5：氮封系统的压力设定
问题4：某客户1#精甲醇储槽罐顶设置了1台压力变送器（量程范围为0-2.5kPa）、1台现场就地压力表（量程为0-1MPa），均未考虑负压工况且压力表量程范围过大，量程选型错误。
四、危险化学品储罐氮封阀系统典型设计方案安装与使用 安装：在安装进口自力式氮封阀时，需要根据具体的设备设计和氮气压力需求来选择相应的规格型号，并注意按照厂家提供的安装说明进行正确的安装。 使用：使用前，需要先进行气路测试，检查气路和氮气管路是否畅通。然后通过阀门旋钮调整氮气流量和压力，最终调试好阀门的自动控制功能。 总之，进口自力式氮封阀是一种重要的工业阀门，其通过利用氮气的特性实现了对流体介质的有效控制，确保了系统的安全稳定运行。 |
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