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石化儲罐氮封裝置設(shè)計優(yōu)化方案
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詳細(xì)介紹

石化儲罐氮封裝置設(shè)計優(yōu)化方案

設(shè)計或維護不當(dāng)?shù)牡庀到y(tǒng)有可能導(dǎo)致嚴(yán)重事故發(fā)生。如果說所有的氮封系統(tǒng)均會出現(xiàn)這樣或那樣的泄漏則并不言過。由于其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，帶有活動組件、包裝與密封件的閥門容易發(fā)生故障。出現(xiàn)故障的壓力變送器會記錄錯誤的頂部空間壓力，從而導(dǎo)致氮氣消耗過高。當(dāng)?shù)忾y無法充分打開時，氮氣的流入量將會變得過低，從而導(dǎo)致頂部空間壓力下降，進而造成儲罐內(nèi)爆或者空氣泄漏至儲罐當(dāng)中。如前所述，這些情況會對產(chǎn)品質(zhì)量產(chǎn)生影響，根據(jù)存儲產(chǎn)品的不同，還會大大提高發(fā)生爆炸的風(fēng)險。

氮封閥關(guān)閉，停止氮氣供應(yīng)；當(dāng)氣相空間壓力低于0.5KPa時，氮封閥開啟，開始補充氮氣，保證儲罐在正常運行過程中不吸進空氣，防止形成爆炸性氣體。儲罐氮封系統(tǒng)裝置使用的氮氣純度不宜低于99.96%，氮氣壓力宜為0.2~0.6MPa。當(dāng)罐內(nèi)壓力超過1.1KPA（G）時,泄氮閥工作,確保罐頂壓力低于1KPA(G).必定會在純水箱處增加氮封閥，甚至于一些小機器都會在純水箱的接口處增加氮封閥。氮封裝置可以在無需外界能源，能在無電、無氣的場合工作，既方便，又節(jié)約能源，降低成本。    

     避免以上情況的發(fā)生，需要將儲罐密封；然而，儲罐中物料存放在常壓條件下，需要避免在對其灌裝或溫度升高時出現(xiàn)過壓，也需要避免在排放產(chǎn)品時出現(xiàn)真空，因此氣封系統(tǒng)的安裝顯的尤為必要。氮封系統(tǒng)是基于壓力的氣封工藝，可確保儲罐頂部空間處于惰性氣體保護與微正壓控制之下。

二、石化儲罐氮封裝置設(shè)計優(yōu)化方案工藝方案
1.內(nèi)浮頂儲罐改造
1）封堵儲罐罐壁（頂）的通氣口。防止儲罐等容器出現(xiàn)過壓或負(fù)壓方法是在容器頂部設(shè)置開口;此種情況下，再向容器內(nèi)注入產(chǎn)品時，任何的多余空氣或氣體可自由離開容器；相反當(dāng)產(chǎn)品排出時，空氣可流入容器內(nèi)。但是進入儲罐內(nèi)的空氣可能會污染產(chǎn)品，尤其是當(dāng)儲罐中存儲的是有機溶液與碳?xì)湮飼r，爆炸性氣體（或空氣）會在產(chǎn)品上方形成；此外，還有可能發(fā)生不良?xì)怏w與蒸氣的釋放。
2）核算罐頂呼吸閥是否滿足設(shè)置氮封后的需求。呼吸閥的數(shù)量及規(guī)格按照《石油化工儲運系統(tǒng)罐區(qū)設(shè)計規(guī)范》SH/T 3007-2007確定（見表一）。呼吸量除滿足儲罐的大、小呼吸外，還應(yīng)考慮氮封閥不能關(guān)閉時的進氣量等因素。
3）在儲罐罐頂增加氮氣接入口和引壓口。為確保壓力取值的準(zhǔn)確性，兩開口之間的距離不宜小于1m。
4）量油孔應(yīng)加導(dǎo)向管，確保量油作業(yè)時不影響氮封壓力。
5）儲罐罐頂增加緊急泄壓人孔接口。

ZZYVP型帶指揮器調(diào)壓閥26.jpg

石化儲罐氮封裝置設(shè)計優(yōu)化方案技術(shù)參數(shù)和性能

閥體

公  稱  通  徑  DN25、32、40、50、65、80、100mm
公  稱  壓  力  PN1.0M Pa JB/T79.1-94、79.2-94等
法  蘭  標(biāo)  準(zhǔn)  
閥 體  材  料  鑄鐵（HT200）、鑄鋼（ZG230-450）、鑄不銹鋼（ZG 1Cr18Ni9Ti、ZG1Cr18Ni12Mo2Ti）
  閥芯材料硬 密  封  不銹鋼（1Cr18Ni9Ti、1Cr18Ni12Mo2Ti） 不銹鋼鑲嵌橡膠圈
軟 密  封  
閥  桿  材  料  不銹鋼（1Cr18Ni9Ti、1Cr18Ni12Mo2Ti）
流 量  特  性  
使  用  溫 度  

執(zhí)行器

壓力設(shè)定范圍(KPa)0.4～0.5 5～10 9～14 13～19 18～24 22～28 27～33
36～44 42～51 49～58 56～66
膜蓋材料A3、A4鋼板涂四氟乙烯
膜片材料丁晴橡膠、乙炳橡膠、氟橡膠、耐油橡膠

性能

設(shè)定值偏差±5%允許泄露量
允許泄露量標(biāo)準(zhǔn)型IV級（符合GB/T4312-92標(biāo)準(zhǔn)）
嚴(yán)密型VI級（符合GB/T4312-92標(biāo)準(zhǔn)）

五、自力式氮封閥 額定流量系數(shù)、額定行程、性能

ZZDG供氮裝置

公稱通徑DN253240506580100
閥座通徑Dn5678101215202532405065120100
流量系數(shù)Kv0.20.320.50.81.82.84.46.91120304875120190
額定行程L810142025

ZZDX泄氮裝置

公稱通徑DN20253240506580100
閥座通徑Dn20253240506580100
流量系數(shù)Kv6.91120304875120190
額定行程L810142025


三.石化儲罐氮封裝置設(shè)計優(yōu)化方案工藝流程

ZZYVP型帶指揮器調(diào)壓閥46.jpg

1）在每臺儲罐上設(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0.5KPa左右，當(dāng)氣相空間壓力高于1KPa時，氮封閥關(guān)閉，停止氮氣供應(yīng)；當(dāng)氣相空間壓力低于0.5KPa時，氮封閥開啟，開始補充氮氣；當(dāng)?shù)忾y需要檢修或故障時，使用限流孔板旁路給儲罐內(nèi)補充氮氣，壓力高于1KPa時，通過泄氮閥及帶阻火器的呼吸閥外排。
2）當(dāng)?shù)忾y事故失靈不能及時關(guān)閉，造成罐內(nèi)壓力超過1Kpa時，通過泄氮閥及帶阻火器的呼吸閥外排；當(dāng)?shù)忾y事故失靈不能及時開啟時，造成罐內(nèi)壓力降低至-1Kpa時，通過帶阻火器呼吸閥向罐內(nèi)補充空氣，確保罐內(nèi)壓力不低于儲罐的設(shè)計壓力低限（-1Kpa）。
3）為確保設(shè)置氮封儲罐事故工況下的安全排放，應(yīng)在儲罐上設(shè)置緊急泄放閥，緊急泄放閥定壓不應(yīng)高于儲罐的設(shè)計壓力上限（2.0Kpa）。
4）當(dāng)需要使用限流孔板旁路補充氮氣時，流量宜等于油品出罐流量.
5）若在相同油品儲罐之間設(shè)置有氣相聯(lián)通管道，每臺儲罐出口均應(yīng)設(shè)置阻火器，以防止事故擴大。
6）阻火器應(yīng)選用安全性能滿足要求的產(chǎn)品，且阻力降不應(yīng)大于0.3KPa。

氮封閥02.png

氮封裝置的工作原理：
     氮封裝置（氮封閥）常規(guī)情況是由供氮閥、泄氮閥和呼吸閥三大部份組成。當(dāng)罐內(nèi)壓力升高超過設(shè)定值時，供氮閥關(guān)閉，泄氮閥打開，將罐內(nèi)多余壓力快速泄放。在儲罐內(nèi)壓力降低時，泄氮閥處于關(guān)閉狀態(tài)，供氮閥打開，向罐內(nèi)注入氮氣并保證儲罐處于微正壓的狀態(tài)。供氮閥氮氣源壓力保持在0.2~0.8MPa之間的一個固定值，現(xiàn)場壓力較高時，可在供氮閥前安裝一臺自力式調(diào)壓閥將壓力減至0.8 Mpa以下，以提高可靠性和使用效果。

氮封裝置由供氮閥、 泄氮閥、 呼吸閥 組成，供氮閥由指揮器和主閥兩部分組成；泄氮閥由內(nèi)反饋的壓開型微壓調(diào)節(jié)閥組成，通過氮封裝置精確控制。當(dāng)儲罐進液閥開啟，向罐內(nèi)添加物料時，液面上升，氣相部分容積減小，壓力升高，當(dāng)罐內(nèi)壓力升至高于泄氮閥壓力設(shè)定值時，泄氮閥打開，向外界釋放氮氣，使罐內(nèi)壓力下降，降至泄氮閥壓力設(shè)定點時，自動關(guān)閉。當(dāng)儲罐出液閥開啟，用戶放料時，液面下降，氣相部分容積增大，罐內(nèi)壓力降低，供氮閥開啟，向儲罐內(nèi)注入氮氣，使罐內(nèi)壓力上升，升至供氮閥壓力設(shè)定點，自動關(guān)閉。