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一、化工儲(chǔ)運(yùn)罐區(qū)氮封閥系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范工作原理

氮封閥是一種自動(dòng)調(diào)節(jié)閥，其工作原理基于氮?dú)鈮毫εc設(shè)備內(nèi)部壓力之間的差異。當(dāng)設(shè)備內(nèi)部壓力下降時(shí)，氮封閥會(huì)自動(dòng)打開(kāi)，向設(shè)備內(nèi)部充入氮?dú)猓划?dāng)設(shè)備內(nèi)部壓力升高時(shí)，氮封閥會(huì)自動(dòng)關(guān)閉，停止氮?dú)獾某淙搿Ｍㄟ^(guò)這種方式，氮封閥能夠確保設(shè)備內(nèi)部的氮?dú)鈮毫Ψ€(wěn)定在設(shè)定值，從而有效保護(hù)物料。全不銹鋼氮封閥主要用于儲(chǔ)罐頂部氮?dú)鈮毫愣刂疲员Ｗo(hù)罐內(nèi)物料不被氮化及儲(chǔ)罐安全。氮封閥(氮封裝置)由ZZDQ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。

氮封裝置被廣泛應(yīng)用于儲(chǔ)罐的頂部，其核心作用是維持儲(chǔ)罐的微正壓狀態(tài)，從而有效隔離罐內(nèi)物料與外界環(huán)境的接觸。這一設(shè)計(jì)不僅減少了物料的揮發(fā)和浪費(fèi)，還有助于保護(hù)儲(chǔ)罐的安全。在儲(chǔ)罐上安裝氮封系統(tǒng)后，系統(tǒng)會(huì)持續(xù)監(jiān)控罐內(nèi)氣相空間的壓力，并維持在0.2-0.5kPa的范圍內(nèi)。

一旦氣相空間壓力超過(guò)0.5kPa，氮封閥會(huì)自動(dòng)關(guān)閉，停止氮?dú)獾墓?yīng)；而當(dāng)氣相空間壓力降至0.2kPa以下時(shí)，氮封閥則會(huì)開(kāi)啟，補(bǔ)充氮?dú)猓_保儲(chǔ)罐在運(yùn)行過(guò)程中不會(huì)吸入空氣，進(jìn)而防止形成可能引發(fā)爆炸的氣體。

此外，儲(chǔ)罐氮封系統(tǒng)所使用的氮?dú)饧兌葢?yīng)不低于99.96%，且氮?dú)鈮毫σ丝刂圃?.5~0.6 MPa范圍內(nèi)。

02化工儲(chǔ)運(yùn)罐區(qū)氮封閥系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范儲(chǔ)罐氮封的設(shè)置要求

在設(shè)置儲(chǔ)罐氮封時(shí)，是否配備氮封設(shè)施及氮封閥需遵循相關(guān)規(guī)范。

這些規(guī)定旨在確保儲(chǔ)罐的安全、穩(wěn)定運(yùn)行，以及減少物料的揮發(fā)和浪費(fèi)。通過(guò)合理配置氮封系統(tǒng)，可以有效隔離罐內(nèi)物料與外界環(huán)境，從而防止形成可能引發(fā)爆炸的氣體。同時(shí)，系統(tǒng)持續(xù)監(jiān)控儲(chǔ)罐氣相空間的壓力，確保其維持在安全范圍內(nèi)，進(jìn)一步保障儲(chǔ)罐的安全。

根據(jù)SH/T3007《石油化工儲(chǔ)運(yùn)系統(tǒng)罐區(qū)設(shè)計(jì)規(guī)范》的相關(guān)條款，對(duì)于其他甲B、乙A類液體化工品，若存在特殊儲(chǔ)存需求，可以選擇固定頂儲(chǔ)罐、低壓儲(chǔ)罐或容量不超過(guò)100m3的臥式儲(chǔ)罐。但必須采取以下措施之一：一是設(shè)置氮?dú)饣蚱渌栊詺怏w密封保護(hù)系統(tǒng)，以密閉方式收集和處理罐內(nèi)排出的氣體；二是控制儲(chǔ)存溫度低于閃點(diǎn)5℃及以下。此外，該規(guī)范還明確規(guī)定，儲(chǔ)存Ⅰ、Ⅱ級(jí)毒性的甲B、乙A類液體儲(chǔ)罐的容量不應(yīng)超過(guò)10000m3，并應(yīng)配備氮?dú)饣蚱渌栊詺怏w密封保護(hù)系統(tǒng)。

根據(jù)《石油化工儲(chǔ)運(yùn)罐區(qū)VOCs治理項(xiàng)目指導(dǎo)意見(jiàn)》的要求，甲B、乙A類中間原料儲(chǔ)罐、芳烴類儲(chǔ)罐、輕污油儲(chǔ)罐、酸性水罐以及排放氣中含有較高濃度油氣和硫化物等需治理的儲(chǔ)罐，都應(yīng)設(shè)置氮?dú)饷芊庀到y(tǒng)。

此外，在防止儲(chǔ)罐揮發(fā)性有毒或可燃?xì)怏w外泄、防止儲(chǔ)罐內(nèi)物料與氧氣接觸發(fā)生氧化或化學(xué)反應(yīng)等場(chǎng)合，也需要設(shè)置儲(chǔ)罐氮封系統(tǒng)。

二、化工儲(chǔ)運(yùn)罐區(qū)氮封閥系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范結(jié)構(gòu)組成

氮封閥  工作原理

當(dāng)儲(chǔ)罐進(jìn)液閥開(kāi)啟，向罐內(nèi)添加物料時(shí)，液面上升，氣相部分容積減小，壓力升高，當(dāng)罐內(nèi)壓力升至高于泄氮裝置壓力設(shè)定值時(shí)，泄氮裝置打開(kāi)，向外界釋放氮?dú)猓构迌?nèi)壓力下降，降至泄氮裝置壓力設(shè)定點(diǎn)時(shí)，泄氮裝置自動(dòng)關(guān)閉。
當(dāng)儲(chǔ)罐出液閥開(kāi)啟，用戶放料時(shí)，液面下降，氣相部分容積增大，罐內(nèi)壓力降低，供氮裝置開(kāi)啟，向儲(chǔ)罐注入氮?dú)猓构迌?nèi)壓力上升，當(dāng)罐內(nèi)壓力上升至供氮裝置自動(dòng)關(guān)閉。

供氮裝置  工作原理

供氮裝置結(jié)構(gòu)如右圖所示，將設(shè)在罐頂?shù)娜狐c(diǎn)的介質(zhì)經(jīng)導(dǎo)壓管引入檢測(cè)機(jī)構(gòu)(7)、介質(zhì)在檢測(cè)元件上產(chǎn)生一個(gè)作用力與彈簧(8)、預(yù)緊力相平衡。當(dāng)罐內(nèi)壓力降低至低于供氮裝置壓力設(shè)定點(diǎn)時(shí)，平衡被破壞，使指揮器閥芯(6)打開(kāi)，從而使閥前氣體經(jīng)減壓閥(5)、節(jié)流閥(4)、進(jìn)入主閥執(zhí)行機(jī)構(gòu)(3)上、下膜室，打主開(kāi)閥閥芯(2)、向罐內(nèi)充注氮?dú)猓划?dāng)罐內(nèi)壓力升至供氮裝置壓力設(shè)定點(diǎn)時(shí)，由于預(yù)設(shè)彈簧力，關(guān)閉指揮器閥芯(6)又由于主閥執(zhí)行機(jī)構(gòu)中彈簧作用，關(guān)閉主閥，停止供氮。

泄氮裝置  工作原理

泄氮裝置結(jié)構(gòu)如右圖所示，該裝置采用內(nèi)反饋結(jié)構(gòu)，介質(zhì)直接經(jīng)閥蓋進(jìn)入檢測(cè)機(jī)構(gòu)(2)，介質(zhì)在檢測(cè)元件上產(chǎn)生一個(gè)作用力與預(yù)設(shè)彈簧(3)預(yù)緊力相平衡。當(dāng)罐內(nèi)壓力升高至高于泄氮裝置壓力設(shè)定點(diǎn)時(shí)，平衡被破壞，使閥芯(1)上移，打開(kāi)閥門，向外界泄放氮?dú)猓划?dāng)罐內(nèi)壓力降至泄氮裝置壓力設(shè)定點(diǎn)時(shí)，由于預(yù)設(shè)彈簧力作用，關(guān)閉閥門。

氮封閥通常由以下部件組成：

• 控制閥門：用于控制氮?dú)獾倪M(jìn)出。

• 執(zhí)行器：根據(jù)控制信號(hào)驅(qū)動(dòng)閥門的開(kāi)啟和關(guān)閉。

• 壓力彈簧：提供閥門關(guān)閉時(shí)所需的預(yù)緊力。

• 指揮器：感知設(shè)備內(nèi)部的壓力變化，并產(chǎn)生相應(yīng)的控制信號(hào)。

• 脈沖管：傳遞指揮器產(chǎn)生的控制信號(hào)到執(zhí)行器。

• 

三、化工儲(chǔ)運(yùn)罐區(qū)氮封閥系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范特點(diǎn)與優(yōu)勢(shì)

1. 節(jié)能：氮封閥利用被調(diào)介質(zhì)自身的能量為動(dòng)力源，無(wú)需外加能源，降低了能耗。

2. 動(dòng)作靈敏：能夠迅速響應(yīng)設(shè)備內(nèi)部的壓力變化，確保氮?dú)鈮毫Φ姆€(wěn)定性。

3. 運(yùn)行可靠：采用高品質(zhì)的材料和的制造技術(shù)，確保閥門的長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行。

4. 操作與維修方便：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于操作和維修。

四、化工儲(chǔ)運(yùn)罐區(qū)氮封閥系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范應(yīng)用領(lǐng)域

氮封閥廣泛應(yīng)用于以下領(lǐng)域：

• 石油化工：用于儲(chǔ)罐、反應(yīng)釜等設(shè)備的氮?dú)獗Ｗo(hù)，防止物料受到氧化、污染和潮濕等不良影響。

• 食品飲料：用于包裝、灌裝、貯存、輸送等環(huán)節(jié)的氮?dú)饷芊猓_保食品的衛(wèi)生安全和質(zhì)量穩(wěn)定。

• 制藥：用于確保藥品生產(chǎn)過(guò)程中的無(wú)菌環(huán)境，防止空氣中的微生物和雜質(zhì)進(jìn)入生產(chǎn)環(huán)境。

• 高科技領(lǐng)域：如半導(dǎo)體制造、光學(xué)薄膜制備等，對(duì)氣體的純度和潔凈度要求，氮封閥能夠有效防止氣體污染。

化工儲(chǔ)運(yùn)罐區(qū)氮封閥系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范說(shuō)明

氮封閥一般供氮?dú)鈮毫υ?×10^5-10×10^5Pa之間
罐頂呼吸閥僅起安全作用，是在主閥失靈，導(dǎo)致罐內(nèi)壓力過(guò)高或過(guò)低時(shí)，起到安全作用，在正常情況下不工作
泄氮閥安裝在罐頂，口徑一般與進(jìn)液閥口徑一致
一般泄氮閥的壓力設(shè)定點(diǎn)略大于供氮閥的壓力設(shè)定點(diǎn)，以免供、泄氮裝置頻繁工作，浪費(fèi)氮?dú)狻⒂绊懺O(shè)備的使用壽命
若用戶工況與造型手冊(cè)有異，望來(lái)電與本廠技術(shù)開(kāi)發(fā)部聯(lián)系，協(xié)商解決

03化工儲(chǔ)運(yùn)罐區(qū)氮封閥系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范儲(chǔ)罐氮封工藝流程

? 正常情況下的氮封

在每臺(tái)儲(chǔ)罐上配備先導(dǎo)式氮封閥組和限流孔板旁路。在正常情況下，通過(guò)氮封閥組維持罐內(nèi)氣相空間的壓力在0.2至0.5kPa的范圍內(nèi)。當(dāng)氣相空間壓力超過(guò)0.5kPa時(shí)，氮封閥會(huì)自動(dòng)關(guān)閉，停止氮?dú)夤?yīng)；而當(dāng)壓力降至0.2kPa以下時(shí)，氮封閥會(huì)開(kāi)啟，補(bǔ)充氮?dú)狻Ｈ舻忾y需要檢修或出現(xiàn)故障，則可通過(guò)限流孔板旁路向儲(chǔ)罐內(nèi)補(bǔ)充氮?dú)狻．?dāng)罐內(nèi)壓力超過(guò)1.5kPa時(shí)，通過(guò)帶阻火器的呼吸閥將多余氣體排出（短期連續(xù)補(bǔ)充氮?dú)猓?/p>

? 使用呼吸閥的安全排放

在氮封閥出現(xiàn)故障無(wú)法及時(shí)關(guān)閉，導(dǎo)致罐內(nèi)壓力超過(guò)1.5kPa的情況下，呼吸閥會(huì)啟動(dòng)，通過(guò)帶阻火器的裝置將多余氣體排出罐外。同樣地，若氮封閥因故障無(wú)法及時(shí)開(kāi)啟，使罐內(nèi)壓力降至-0.3kPa以下，呼吸閥同樣會(huì)動(dòng)作，通過(guò)帶阻火器的裝置向罐內(nèi)補(bǔ)充空氣，從而確保罐內(nèi)壓力不低于設(shè)計(jì)壓力低限-0.5kPa。

? 旁路補(bǔ)充氮?dú)獠僮?/h4>

為了保障氮封儲(chǔ)罐在事故情況下的安全排放，必須在儲(chǔ)罐上配備緊急泄放閥，并且其定壓值不得超過(guò)儲(chǔ)罐的設(shè)計(jì)壓力上限，即2.0kPa。

在需要補(bǔ)充氮?dú)鈺r(shí)，應(yīng)通過(guò)限流孔板旁路進(jìn)行，并確保流量與油品出罐流量相當(dāng)。氮?dú)夤艿赖囊?guī)格為DN50mm，且操作壓力維持在0.5MPa。

? 阻火器的使用要求

若儲(chǔ)罐間通過(guò)氣相連通管道相連，則每臺(tái)儲(chǔ)罐的氣相出口管道都必須安裝阻火器，以遏制事故的進(jìn)一步發(fā)展。所選用的阻火器必須滿足安全性能要求，且其阻力降不得超過(guò)0.3kPa。

? 不同氮封方式的示例

圖-1展示了一種簡(jiǎn)易的固定頂罐氮封方式。在此設(shè)計(jì)中，需合理設(shè)定氮封閥與呼吸閥的參數(shù)。氮封閥的設(shè)定值應(yīng)位于呼吸閥的呼氣與吸氣設(shè)定值之間，而呼吸閥的設(shè)定值大小則直接關(guān)系到氮?dú)獾南牧俊?/p>

對(duì)于常壓罐或容器，另一種氮封方式如圖-2所示，它通過(guò)精確控制進(jìn)口（氮?dú)膺M(jìn)入）和出口（氣相放空）的壓力來(lái)實(shí)現(xiàn)氮封效果。在罐內(nèi)，始終維持著一定的壓力，且該壓力不會(huì)超過(guò)10KPa（表壓）。

化工儲(chǔ)運(yùn)罐區(qū)氮封閥系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范產(chǎn)品特點(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、為確保儲(chǔ)罐的安全，需在罐頂設(shè)置呼吸閥。

7、呼吸閥公起安全作用，避免了常規(guī)氮封裝置中啟閉頻繁易損壞的缺陷。

化工儲(chǔ)運(yùn)罐區(qū)氮封閥系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范主要零件材質(zhì)

1、主閥；2、主閥閥芯；3、主閥執(zhí)行機(jī)構(gòu)；4、節(jié)流閥；5、減壓閥；6、指揮器閥芯；7、檢測(cè)機(jī)構(gòu)；8、預(yù)設(shè)彈簧；9、指揮器。

化工儲(chǔ)運(yùn)罐區(qū)氮封閥系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范技術(shù)參數(shù)

化工儲(chǔ)運(yùn)罐區(qū)氮封閥系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范主要外形尺寸

氮封閥是一種高精度的KP級(jí)別的用于保持氮?dú)鈮毫υ谝粋€(gè)設(shè)定值的自力式調(diào)節(jié)閥，無(wú)需外加能源，利用被調(diào)介質(zhì)自身能量為動(dòng)力源，自動(dòng)控制閥門介質(zhì)流量，使閥后壓力保持恒定的壓力穩(wěn)定裝置。現(xiàn)已廣泛用于連續(xù)送氣的天然氣采輸，城市煤氣以及冶金、石油、化工等工業(yè)生產(chǎn)部門。

目前，進(jìn)口氮封閥的常見(jiàn)品牌是，它的特點(diǎn)：控制精度高，可比一般ZZY型直接操作型調(diào)壓閥高一倍左右。

　　調(diào)節(jié)壓差比大（如閥前0.8MPa,閥后0.001MPa）特別適合微壓氣體控制。

　　壓力設(shè)定在指揮器上實(shí)現(xiàn)，因而方便、快捷、省力省時(shí)可在運(yùn)行狀態(tài)下連續(xù)設(shè)定。。

二、呼吸閥

呼吸閥是指裝于儲(chǔ)罐頂部，用于呼氣和吸氣，保證儲(chǔ)罐安全的的閥門。以得到廣泛應(yīng)用的美國(guó)威盾VTON品牌的呼吸閥為例，保持呼吸閥是維護(hù)儲(chǔ)罐氣壓平衡，減少介質(zhì)揮發(fā)的安全節(jié)能產(chǎn)品，呼吸閥充分利用儲(chǔ)罐本身的承壓能力來(lái)減少介質(zhì)排放，其原理是利用正負(fù)壓閥盤(pán)的重量來(lái)控制儲(chǔ)罐的排氣正壓和吸氣負(fù)壓；當(dāng)往罐外抽出介質(zhì)，使罐內(nèi)上部氣體空間的壓力下降，達(dá)到呼吸閥的操作負(fù)壓時(shí)，罐外的大氣將頂開(kāi)呼吸閥的負(fù)壓閥盤(pán)頂開(kāi)，使外界氣體進(jìn)入罐內(nèi)，使罐內(nèi)的壓力不再繼續(xù)下降，讓罐內(nèi)與罐外的氣壓平衡，來(lái)保護(hù)儲(chǔ)罐的安全裝置。

三、二者的區(qū)別

一般大中型儲(chǔ)罐常壓儲(chǔ)罐都需要氮封，目的有二：一是保證儲(chǔ)罐內(nèi)的壓力始終維持在一定壓力。呼吸閥從字面就可以理解，即可以向外呼氣又可以向里吸氣。當(dāng)罐內(nèi)的壓力低于要求值時(shí)，沖氮增加壓力；當(dāng)罐內(nèi)壓力高時(shí)，呼吸閥會(huì)自動(dòng)排除氮?dú)狻５诙€(gè)目的就是氮?dú)饪梢愿艚^空氣和罐內(nèi)的介質(zhì)，以防止介質(zhì)被氧化等導(dǎo)致產(chǎn)品不合格或發(fā)生意外。

氮封閥主要用于儲(chǔ)罐頂部氮?dú)鈮毫愣刂疲员Ｗo(hù)罐內(nèi)物料不被氮化及儲(chǔ)罐安全。當(dāng)儲(chǔ)罐往外出料時(shí)，儲(chǔ)罐內(nèi)壓力降低，氮封閥打開(kāi)往里補(bǔ)充氮?dú)猓粑y的作用是保證儲(chǔ)罐安全的，儲(chǔ)罐內(nèi)壓力過(guò)高，呼吸閥可以往外呼，如果氮封閥出現(xiàn)故障，儲(chǔ)罐內(nèi)壓力過(guò)低時(shí)，呼吸閥會(huì)工作往儲(chǔ)罐內(nèi)吸入空氣，保證儲(chǔ)罐不被吸扁。為了保證氮封裝置內(nèi)部的氣體不直接跟空氣接觸,防止物料的揮發(fā),氮封閥不僅可以保證氣體的壓力恒定,還可以防止物料的揮發(fā),來(lái)保證容器的安全.接著就是呼吸閥的數(shù)值調(diào)整,在上述數(shù)值調(diào)整中,為了避免呼吸閥的啟動(dòng),要讓呼吸閥的設(shè)定值大于泄壓閥的設(shè)定值.無(wú)動(dòng)力風(fēng)機(jī)代理表示,在氮封裝置的使用過(guò)程中,也會(huì)利用壓力閥來(lái)控制壓力閥芯的位置,改變閥門內(nèi)部的流量介質(zhì).

氮封閥是一種重要的工業(yè)設(shè)備，主要用于控制高純度氣體（如氮?dú)猓┑牧髁浚员３秩萜黜敳勘Ｗo(hù)氣體的壓力恒定，防止容器內(nèi)物料與空氣直接接觸，從而防止物料揮發(fā)、被氧化，確保容器的安全。以下是關(guān)于進(jìn)口化工儲(chǔ)運(yùn)罐區(qū)氮封閥系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范氮封閥的詳細(xì)介紹：

五、化工儲(chǔ)運(yùn)罐區(qū)氮封閥系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范使用注意事項(xiàng)

1. 安裝前檢查：在安裝進(jìn)口氮封閥之前，需要檢查其外觀是否完好，規(guī)格型號(hào)是否符合使用要求。

2. 合理安裝位置：應(yīng)安裝在設(shè)備的合適位置，方便操作和維護(hù)，同時(shí)考慮氮?dú)夤艿赖牟季趾瓦B接方式。

3. 規(guī)范操作：按照操作規(guī)程進(jìn)行操作，避免誤操作或不當(dāng)操作導(dǎo)致設(shè)備損壞或安全事故的發(fā)生。

4. 定期檢查維護(hù)：定期對(duì)氮封閥進(jìn)行檢查和維護(hù)，確保其正常運(yùn)行和延長(zhǎng)使用壽命。檢查內(nèi)容包括密封性能、調(diào)節(jié)精度、安全保護(hù)裝置等。