1 危化品儲(chǔ)罐氮封裝置控制原理應(yīng)用案例

氮封裝置主要用于儲(chǔ)罐頂部，維持儲(chǔ)罐的微正壓，隔離物料與外界接觸，減少物料的揮發(fā)和浪費(fèi)，保護(hù)儲(chǔ)罐安全。在儲(chǔ)罐上設(shè)置氮封系統(tǒng), 維持罐內(nèi)氣相空間壓力在0.2-0.5kPa, 當(dāng)氣相空間壓力高于0.5kPa 時(shí), 氮封閥關(guān)閉, 停止氮?dú)夤?yīng); 當(dāng)氣相空間壓力低于0.2kPa 時(shí),氮封閥開(kāi)啟, 開(kāi)始補(bǔ)充氮?dú)? 保證儲(chǔ)罐在正常運(yùn)行過(guò)程中不吸進(jìn)空氣, 防止形成爆炸性氣體。

儲(chǔ) 罐 氮 封 系 統(tǒng) 使 用 “的 氮 氣 純 度 不 宜 低 于99.96% , 氮?dú)鈮毫σ藶?.5~0.6 MPa。

  自力式氮封閥(即氮封裝置)主要用于儲(chǔ)罐頂部氮?dú)鈮毫愣刂疲粤κ降忾y是一種無(wú)須外來(lái)能源，以彈簧為動(dòng)力核心利用被調(diào)介質(zhì)自身的壓力來(lái)控制閥芯位置變化，達(dá)到自動(dòng)調(diào)節(jié)和穩(wěn)定壓力的目的，以保護(hù)罐內(nèi)物料不被氮化及儲(chǔ)罐的安全。該閥由ZZYVP快速泄放閥及ZZV自力式微壓調(diào)節(jié)閥兩大部分組成。快速泄放閥由壓力控制器及ZMQ-16K型單座切斷閥組成。

在危化品企業(yè)，甲B、乙類(lèi)可燃液體常壓儲(chǔ)罐采用氮封系統(tǒng)，目的是防止罐內(nèi)可燃液體揮發(fā)出的油氣排出，同時(shí)防范罐內(nèi)可燃液體引發(fā)火災(zāi)。氮封系統(tǒng)通常采用自力式調(diào)節(jié)閥，將來(lái)自氮?dú)饪偣艿母邏旱獨(dú)鉁p壓后，通入儲(chǔ)罐內(nèi)部氣相空間，從而隔絕油氣與空氣的接觸。

前不久，筆者作為專(zhuān)家在一家企業(yè)開(kāi)展現(xiàn)場(chǎng)服務(wù)時(shí)，發(fā)現(xiàn)一座200立方米的拱頂甲醇儲(chǔ)罐雖然設(shè)置了氮封系統(tǒng)，但是氮?dú)夤芫€(xiàn)上安裝的自力式調(diào)節(jié)閥旁路閥處于部分開(kāi)啟狀態(tài)。

筆者感到十分困惑，詢(xún)問(wèn)企業(yè)相關(guān)人員：“這個(gè)旁路閥怎么打開(kāi)了？"

企業(yè)人員頓時(shí)緊張起來(lái)，一邊回答“開(kāi)錯(cuò)了，開(kāi)錯(cuò)了"，一邊趕緊關(guān)閉旁路閥。

筆者接著追問(wèn)：“你看，儲(chǔ)罐頂部也沒(méi)有安裝泄壓人孔。如果氮封系統(tǒng)投用，你知道開(kāi)著旁路閥會(huì)有什么后果嗎？會(huì)把這個(gè)儲(chǔ)罐頂蓋頂爆的。這樣做不僅沒(méi)控制風(fēng)險(xiǎn)，反而帶來(lái)新的風(fēng)險(xiǎn)。"

筆者補(bǔ)充分析道：“你知道為什么這里要采用自力式調(diào)節(jié)閥嗎？就是因?yàn)閮?chǔ)罐需要的氮封壓力很低，通常需要保持在1KPa左右，而氮?dú)饪偣軌毫芨?，一般?．4MPa到0．6MPa。所以必須通過(guò)自力式調(diào)節(jié)閥將氮?dú)鉁p壓后，再通入儲(chǔ)罐內(nèi)。這種拱頂儲(chǔ)罐屬于常壓罐，承壓能力很弱。如果沒(méi)有泄壓人孔，高壓氮?dú)獗怀淙氲蛪簝?chǔ)罐內(nèi)，勢(shì)必會(huì)把儲(chǔ)罐頂蓋頂爆。"

這時(shí)，企業(yè)人員終于說(shuō)明實(shí)情。原來(lái)，該企業(yè)制氮機(jī)出現(xiàn)故障，壓縮氮?dú)庑鑳?yōu)先供應(yīng)生產(chǎn)車(chē)間，導(dǎo)致輸送到罐區(qū)的氮?dú)鈮毫Σ蛔?，難以滿(mǎn)足儲(chǔ)罐氮封需求。車(chē)間于是讓操作人員打開(kāi)氮封閥門(mén)提高壓力，卻沒(méi)考慮這樣做可能引發(fā)的其他后果。

企業(yè)相關(guān)人員表示，將告知崗位員工相關(guān)風(fēng)險(xiǎn)，管好旁路閥，切實(shí)堵住這個(gè)管理漏洞。

編后

《化工企業(yè)可燃液體常壓儲(chǔ)罐區(qū)安全管理規(guī)范》（AQ 3063—2025）9．2．1要求，有氮?dú)獗Ｗo(hù)設(shè)施的儲(chǔ)罐要確保氮封系統(tǒng)完好在用，氮?dú)膺M(jìn)入儲(chǔ)罐前應(yīng)進(jìn)行減壓，以滿(mǎn)足儲(chǔ)罐壓力要求。

《石油化工儲(chǔ)運(yùn)系統(tǒng)罐區(qū)設(shè)計(jì)規(guī)范》（SH／T 3007—2014）5．1．5要求，采用氮?dú)饣蚱渌栊詺怏w密封保護(hù)系統(tǒng)的儲(chǔ)罐應(yīng)設(shè)事故泄壓設(shè)備，并應(yīng)符合下列規(guī)定：

a）事故泄壓設(shè)備的開(kāi)啟壓力應(yīng)高于呼吸閥的排氣壓力并應(yīng)小于或等于儲(chǔ)罐的設(shè)計(jì)正壓力；

b）事故泄壓設(shè)備應(yīng)滿(mǎn)足氮封或其他惰性氣體密封管道系統(tǒng)或呼吸閥出現(xiàn)故障時(shí)保障儲(chǔ)罐安全的通氣需要……

化工企業(yè)應(yīng)高度重視可燃液體常壓儲(chǔ)罐氮封系統(tǒng)的設(shè)置和投用工作。在設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，需按照標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范要求做好儲(chǔ)罐設(shè)備選型。對(duì)于需要配備氮封系統(tǒng)的儲(chǔ)罐，必須充分考慮儲(chǔ)罐超壓風(fēng)險(xiǎn)，設(shè)置泄壓人孔或采取其他泄壓措施。在設(shè)備投用后，應(yīng)確保氮封系統(tǒng)正常運(yùn)行，將氮封壓力控制在安全范圍內(nèi)，嚴(yán)防高壓氮?dú)膺M(jìn)入常壓儲(chǔ)罐，切實(shí)發(fā)揮氮封系統(tǒng)對(duì)儲(chǔ)罐的安全保護(hù)作用。

危化品儲(chǔ)罐氮封裝置控制原理應(yīng)用案例工作原理

       儲(chǔ)罐內(nèi)壓力升高至設(shè)定壓力時(shí)，快速泄放閥迅速開(kāi)啟，將罐內(nèi)多余壓力泄放。微壓調(diào)節(jié)閥在儲(chǔ)罐內(nèi)壓力降低時(shí)，開(kāi)啟閥門(mén)，向罐內(nèi)充注氮?dú)?。因微壓調(diào)節(jié)閥必須使用在壓力為0.1Mpa壓力以下，現(xiàn)場(chǎng)壓力較高，必須安裝ZZYP型壓力調(diào)節(jié)閥將壓力調(diào)節(jié)閥將壓力降低至0.1Mpa以下才可使用。公稱(chēng)壓力0.1Mpa，壓力可按分段設(shè)定，從0.5Kpa 至66 Kpa以下，介質(zhì)溫度溫度≤80℃。

2 ?；穬?chǔ)罐氮封裝置控制原理應(yīng)用案例儲(chǔ)罐氮封的設(shè)置要求

是否設(shè)氮封設(shè)施和氮封閥參考如下規(guī)定：

1）SH/T3007《石油化工儲(chǔ)運(yùn)系統(tǒng)罐區(qū)設(shè)計(jì)規(guī)范》第4.2.5條“其他甲B、乙A類(lèi)液體化工品有特殊儲(chǔ)存需要時(shí)，可以選用固定頂儲(chǔ)罐、低壓儲(chǔ)罐和容量小于或等于100m3的臥式儲(chǔ)罐，但應(yīng)采取下列措施之一：

①設(shè)置氮?dú)饣蚱渌栊詺怏w密封保護(hù)系統(tǒng)，密閉收集處理罐內(nèi)排出的氣體；

②設(shè)置氮?dú)饣蚱渌栊詺怏w密封保護(hù)系統(tǒng)，控制儲(chǔ)存溫度低于閃點(diǎn)5℃及以下"。第4.2.10條“儲(chǔ)存Ⅰ、Ⅱ級(jí)毒性的甲B、乙A類(lèi)液體儲(chǔ)罐不應(yīng)大于10000m3，且應(yīng)設(shè)置氮?dú)饣蚱渌栊詺怏w密封保護(hù)系統(tǒng)"。

2）《石油化工儲(chǔ)運(yùn)罐區(qū)VOCs治理項(xiàng)目指導(dǎo)意見(jiàn)》規(guī)定：“甲B、乙A類(lèi)中間原料儲(chǔ)罐、芳烴類(lèi)儲(chǔ)罐、輕污油儲(chǔ)罐、酸性水罐、排放氣中含有較高濃度油氣和硫化物等需對(duì)排放氣體進(jìn)行收集治理的儲(chǔ)罐應(yīng)設(shè)置氮?dú)饷芊庀到y(tǒng)"。

3）其他為防止儲(chǔ)罐揮發(fā)性有毒或可燃?xì)怏w泄放到罐外危害安全或防止儲(chǔ)罐內(nèi)物料與氧接觸氧化或發(fā)生化學(xué)反應(yīng)等場(chǎng)合。

3 危化品儲(chǔ)罐氮封裝置控制原理應(yīng)用案例儲(chǔ)罐氮封工藝流程

① 在每臺(tái)儲(chǔ)罐上設(shè)置先導(dǎo)式氮封閥組和限流孔板旁路, 正常情況下使用氮封閥組維持罐內(nèi)氣相空間壓力在0.2 ~0.5kPa, 當(dāng) 氣 相 空 間 壓 力 高 于 0.5kPa時(shí), 氮封閥關(guān)閉, 停止氮?dú)夤?yīng); 當(dāng)氣相空間壓力低于0.2kPa 時(shí), 氮封閥開(kāi)啟, 開(kāi)始補(bǔ)充氮?dú)? 當(dāng)?shù)忾y需要檢修或出現(xiàn)故障時(shí), 使用限流孔板旁路給儲(chǔ)罐內(nèi)補(bǔ)充氮?dú)? 壓力高于1.5kPa 時(shí), 通過(guò)帶阻火器的呼吸閥外排 (短時(shí)間連續(xù)補(bǔ)充氮?dú)? 。

② 當(dāng)?shù)忾y因故障失靈不能及時(shí)關(guān)閉, 造成罐內(nèi)壓力超過(guò)1.5kPa 時(shí), 通過(guò)帶阻火器的呼吸閥外排;當(dāng)?shù)忾y因故障失靈不能及時(shí)開(kāi)啟, 造成罐內(nèi)壓力降低至-0.3kPa 時(shí), 通過(guò)帶阻火器的呼吸閥向罐內(nèi)補(bǔ)充空氣, 確保罐內(nèi)壓力不低于儲(chǔ)罐的設(shè)計(jì)壓力低限(-0.5kPa) 。

③ 為確保設(shè)置氮封儲(chǔ)罐事故工況下的安全排放,應(yīng)在儲(chǔ)罐上設(shè)置緊急泄放閥, 緊急泄放閥定壓不應(yīng)高于儲(chǔ)罐的設(shè)計(jì)壓力上限 (2.0kPa) 。

④ 當(dāng)需要使用限流孔板旁路補(bǔ)充氮?dú)鈺r(shí), 流量宜等于油品出罐流量, 氮?dú)夤艿赖墓軓綖镈N50mm,氮?dú)獾牟僮鲏毫?.5MPa。
⑤ 若在相同油品儲(chǔ)罐之間設(shè)置有氣相連通管道,每臺(tái)儲(chǔ)罐氣相出口管道均應(yīng)設(shè)置阻火器, 以防止事故擴(kuò)大。
⑥ 阻火器應(yīng)選用安全性能滿(mǎn)足要求的產(chǎn)品, 且阻力降不應(yīng)大于0.3kPa。

4 ?；穬?chǔ)罐氮封裝置控制原理應(yīng)用案例氮封系統(tǒng)示意流程圖

?；穬?chǔ)罐氮封裝置控制原理應(yīng)用案例性能特點(diǎn)

1、無(wú)需外加能源，能在無(wú)電、無(wú)氣的場(chǎng)合工作，既方便又節(jié)約能源，降低成本。

2、氮封裝置供氮，泄氮壓力設(shè)定方便，可在連續(xù)經(jīng)營(yíng)的條件下進(jìn)行。

3、壓力檢測(cè)膜片有效面積大，設(shè)定彈簧剛度小、動(dòng)作靈敏、裝置工作平衡。

4、采用無(wú)填料設(shè)計(jì)，閥桿所受磨擦力小、反應(yīng)迅速、控制精度高。

5、供氮裝置采用指揮器操作，減壓比可達(dá)100:1，減壓效果好、控制精度高。

6、氮?dú)鈮毫υO(shè)定范圍廣，低至0.5Kpa高至1000Kpa，比值達(dá)高；

7、調(diào)節(jié)調(diào)壓力檢測(cè)膜片有效面積大，設(shè)定彈簧剛度小，動(dòng)作極靈敏。

?；穬?chǔ)罐氮封裝置控制原理應(yīng)用案例

主要技術(shù)參數(shù)

主要外形尺寸

危化品儲(chǔ)罐氮封裝置控制原理應(yīng)用案例安裝、維護(hù)與調(diào)試

1、?；穬?chǔ)罐氮封裝置控制原理應(yīng)用案例安裝

（1） 檢查整機(jī)零件是否缺損與松動(dòng)，對(duì)使用有害人體健康的介質(zhì)，必須進(jìn)行強(qiáng)度、密封、泄漏 與精度測(cè)試。

（2） 在安裝前，對(duì)管道進(jìn)行清洗（否則由于焊渣等管道垃圾，損壞閥芯密封面，導(dǎo)致閥門(mén)不能 正常工作），閥門(mén)入口處要有足夠的直管段，并配有過(guò)濾器。閥體與管道的法蘭連接，要 注意同軸度。

（3） 安裝場(chǎng)地應(yīng)考慮到人員與設(shè)備的安全，即便于操作，又有利于拆裝與維修。 （4） 閥門(mén)應(yīng)正立垂直安裝在水平管道上，導(dǎo)壓管必須安裝在距離閥出口至少六倍于公稱(chēng)通徑的 閥后管道上。閥自重較大與有振動(dòng)的場(chǎng)合，要用支撐架，盡量避免水平安裝。

（5） 介質(zhì)流動(dòng)方向應(yīng)與閥體上的箭頭指向一致。因微壓閥屬于精密儀表，其中指揮器膜片直接 承受介質(zhì)壓力，若閥門(mén)反裝或管道有反沖壓力，則指揮器膜片由于受壓過(guò)高導(dǎo)致膜片損壞， 閥門(mén)不能工作。閥門(mén)應(yīng)在環(huán)境溫度-25～+55℃場(chǎng)所使用。

（6） 為使自控系統(tǒng)失靈或檢修閥門(mén)時(shí)，仍能連續(xù)生產(chǎn)，應(yīng)設(shè)置旁路閥。

注意：根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)安裝經(jīng)驗(yàn)，氮封閥在安裝時(shí)，應(yīng)先與管道過(guò)濾器連接。這樣可以有效的避免管道吹掃遺 留下的固體顆?？▔拈y門(mén)內(nèi)部件，而影響正常使用。見(jiàn)下圖

（7） 罐頂安裝時(shí)，若不具備安裝支撐氮封系統(tǒng)裝置重量條件的情況下，可不設(shè)計(jì)或少設(shè)計(jì)安裝 截止閥等輔助型開(kāi)關(guān)閥門(mén)。以減輕罐頂安裝重量。（若安裝條件允許或必須設(shè)有應(yīng)急措施 的工況，請(qǐng)務(wù)必按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)管路設(shè)計(jì)安裝施工）氮封系統(tǒng)裝置罐頂安裝示意圖，見(jiàn)下圖

（8） 地面安裝，在不考慮承重的地面安裝方式中，可將管路設(shè)計(jì)的更標(biāo)準(zhǔn)化。旁通可在氮封系統(tǒng) 裝置故障時(shí)，人工應(yīng)急操作使用。關(guān)閉帶指揮器自力式調(diào)節(jié)閥前后截止閥可方便返廠(chǎng)維修及 更換。地面安裝方式示意圖，見(jiàn)以下

（9） 內(nèi)襯式氮封系統(tǒng)裝置安裝，內(nèi)襯氮封閥屬微壓式壓力調(diào)節(jié)閥，閥前壓力一般控制在 30KPa 左 右，所以主管道應(yīng)設(shè)計(jì)一級(jí)減壓閥（帶指揮器自力式調(diào)節(jié)閥），一級(jí)減壓閥不屬于微壓調(diào)節(jié) 閥，控制壓力一般遠(yuǎn)大于罐內(nèi)壓力，不存在罐內(nèi)壓力倒流現(xiàn)象，故無(wú)需閥腔襯氟。以一主多 分的管道布局形式連接各處內(nèi)襯式氮封系統(tǒng)裝置。內(nèi)襯式氮封系統(tǒng)裝置安裝方式示意圖，見(jiàn)以下

2、危化品儲(chǔ)罐氮封裝置控制原理應(yīng)用案例 維護(hù)：

（1） 清洗閥門(mén)：對(duì)清洗一般介質(zhì)，只要用水洗凈就可以。但對(duì)清洗有害健康的介質(zhì)，首先要了 解其性質(zhì)，在選用相應(yīng)的清洗辦法。

（2） 閥門(mén)的拆卸：將外露表面生銹的零件先除銹，但在除銹前，要保護(hù)好閥座、閥芯、閥桿與 推桿等精密零件的加工表面。拆裝閥座時(shí)應(yīng)使用專(zhuān)用工具。

（3） 閥芯、閥座：二密封面有較小的銹斑與磨損，可用機(jī)械加工的方法進(jìn)行修理，如損壞嚴(yán)重 必須換新。但不管修理或更換后的硬密封面，都必須進(jìn)行研磨。

（4） 閥桿：表面損壞，必須換新。

（5） 壓縮彈簧：如有裂紋等影響強(qiáng)度的缺陷，必須換新。

（6） 易損零件：填料、密封墊片與 O 型圈，每次檢修時(shí)，全部換新。膜片必須檢查是否有預(yù) 示將來(lái)可能發(fā)生裂紋、老化與腐蝕等痕跡，根據(jù)檢驗(yàn)結(jié)果，決定是否更換，但膜片使用期 一般最多 2～3 年。

（7） 閥門(mén)組裝要注意對(duì)中，螺栓要在對(duì)角線(xiàn)上擰緊，滑動(dòng)部分要加潤(rùn)滑油。組裝后應(yīng)按產(chǎn)品出 廠(chǎng)測(cè)試項(xiàng)目與方法調(diào)試，并在這期間，可更準(zhǔn)確地調(diào)整填料壓緊力與閥芯關(guān)閉位置。

3、危化品儲(chǔ)罐氮封裝置控制原理應(yīng)用案例 調(diào)試

所需要壓力值是通過(guò)對(duì)指揮器頂部的調(diào)節(jié)螺母的操作而得到調(diào)整，打開(kāi)頂部的防塵蓋，用扳手 調(diào)整調(diào)節(jié)螺母。順時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)使壓力增大，逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)則壓力減小。安裝在壓力調(diào)節(jié)閥后的壓力 表，可使工作人員借以觀察調(diào)整后的壓力給定值。