固定頂儲(chǔ)罐自力式氮封閥應(yīng)用案例

固定頂儲(chǔ)罐自力式氮封閥應(yīng)用案例

自力式氮封閥又名儲(chǔ)罐氮封閥主要用于儲(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。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。



自力式氮封閥介紹、氮封裝置原理：

自力式氮封閥無(wú)需外接能源，以被調(diào)節(jié)介質(zhì)的能量作為動(dòng)力源。

一種自動(dòng)控制閥門介質(zhì)流量的穩(wěn)壓裝置，使閥門后面的壓力保持恒定。

現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于連續(xù)供氣的天然氣生產(chǎn)和輸送、城市燃?xì)饧耙苯稹⑹汀⒒さ裙I(yè)生產(chǎn)部門。

該閥的特點(diǎn)：控制精度高，可達(dá)到一般ZZY型直動(dòng)式調(diào)壓閥的2倍左右。

調(diào)節(jié)大壓差比（如閥前0.8MPa，閥后0.）特別適用于微壓氣體控制。

在先導(dǎo)器上實(shí)現(xiàn)壓力設(shè)定，方便、快捷、省力、省時(shí)，并可在運(yùn)行狀態(tài)下連續(xù)設(shè)定。

固定頂儲(chǔ)罐自力式氮封閥應(yīng)用案例工作原理：

(1）氮?dú)饷芊忾y關(guān)閉時(shí)，主閥活塞處于密封腔內(nèi)。當(dāng)儲(chǔ)罐壓力等于或大于設(shè)定壓力時(shí)，推動(dòng)隔膜上，氣導(dǎo)閥被推上去，在彈簧作用下上移，將氣導(dǎo)閥上的密封圈壓緊在閥座上，關(guān)閉控制氣體進(jìn)口。專用閥芯腔壓力升高接近氮?dú)庵鞴軌毫Γǖ烙蓪Ｓ瞄y芯腔傳至主閥閥芯腔，主閥活塞在氮?dú)庵鞴軌毫Φ淖饔孟? 由于主閥芯上下部的氣體壓力是平衡的，所以主閥芯在自重和彈簧的作用下，在閥門的作用下氮封閥自力式調(diào)節(jié)閥氮封閥自力式調(diào)節(jié)閥，閥門緊緊關(guān)閉。

(2）氮封閥開(kāi)啟時(shí)泰科流體控制閥門，當(dāng)儲(chǔ)罐壓力略低于設(shè)定壓力時(shí)，膜片因誘導(dǎo)壓力下降而下移，推動(dòng)氣導(dǎo)閥門打開(kāi)，氮?dú)馔ㄟ^(guò)孔板，氣體先導(dǎo)閥的出口進(jìn)入儲(chǔ)罐，使儲(chǔ)罐內(nèi)的壓力升高，同時(shí)閥芯腔的壓力也隨之增加。空氣先導(dǎo)閥減小，氮?dú)鈴膶Ｓ瞄y芯腔通過(guò)內(nèi)部通道進(jìn)入主閥芯腔，活塞面積大于主閥座孔面積，具有彈簧的彈力和重量主閥，所以當(dāng)罐體壓力略低于設(shè)定值時(shí)，專用閥芯室和主閥閥芯室的壓降很小，主閥保持關(guān)閉，氮?dú)鈨H從氣體進(jìn)入罐體先導(dǎo)閥。



二、固定頂儲(chǔ)罐自力式氮封閥應(yīng)用案例注意事項(xiàng)：

氮封閥在儲(chǔ)罐內(nèi)壓力降低時(shí)，開(kāi)啟閥門，向罐內(nèi)充注氮?dú)猓忾y必須使用在壓力為0.1MPa壓力以下，如果現(xiàn)場(chǎng)壓力較高，必須安裝壓力調(diào)節(jié)閥將壓力調(diào)降低至0.1Mpa以下才可使用。壓力可按分段設(shè)定，從0.5KPa調(diào) 至66 KPa以下。

氮封在工業(yè)上很常用，廣泛應(yīng)用于化工、石化、制藥和食品等領(lǐng)域。儲(chǔ)罐氮封是一種向儲(chǔ)存容器與反應(yīng)器的頂部空間填充惰性化氣體的工藝，從而改變氣相空間的氣體組分，通常用于保護(hù)內(nèi)部成分因氧氣存在而發(fā)生氧化、腐蝕、聚合、降解、形成爆炸性混合物等現(xiàn)象。


《石油化工企業(yè)設(shè)計(jì)防火標(biāo)準(zhǔn)（2018年版）5.7.6 規(guī)定：生產(chǎn)或儲(chǔ)存不穩(wěn)定的烯烴、二烯烴等物質(zhì)時(shí)應(yīng)采取防止生成過(guò)氧化物、自聚物的措施。如丁二烯、異戊二烯、氯丁二烯等在有空氣、氧氣或其他催化劑的存在下能產(chǎn)生有分解爆炸危險(xiǎn)的聚合過(guò)氧化物。苯乙烯、丙烯等也是不穩(wěn)定的化合物，在有空氣或氧氣的存在下，儲(chǔ)存時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，易自聚放出熱量，造成超壓而爆破設(shè)備。丁二烯在生產(chǎn)、儲(chǔ)存過(guò)程中，為防止生成過(guò)氧化物而采取的措施：嚴(yán)禁與空氣、氧化氮和含氧的氮?dú)忾L(zhǎng)時(shí)間接觸，一般控制丁二烯氣相中含氧量小于0.3%。

氮封系統(tǒng)通常被設(shè)計(jì)成可在高于大氣壓力的條件下運(yùn)行，這樣可防止外部空氣進(jìn)入容器當(dāng)中。由于許多工藝與應(yīng)用不希望存在空氣中的氧氣與濕氣，因此從石油化工、食品、飲料、制藥與純凈水制造等，許多行業(yè)采用氮封工藝。

二、固定頂儲(chǔ)罐自力式氮封閥應(yīng)用案例固定頂儲(chǔ)罐和容器的氮封


工廠有不同類型的儲(chǔ)罐，例如固定頂罐、浮頂罐和內(nèi)浮頂罐。浮頂罐不必氮封、固定頂罐根據(jù)介質(zhì)特點(diǎn)決定是否氮封，內(nèi)浮頂罐有時(shí)會(huì)考慮氮封。是固定頂罐的一種簡(jiǎn)單氮封方式。在這種設(shè)計(jì)中，氮封閥的設(shè)定值和呼吸閥的呼及吸的設(shè)定值需合理選擇，氮封閥的設(shè)定值介于二者之間，呼吸閥設(shè)定值的大小會(huì)影響氮?dú)獾南牧俊?/p>

對(duì)于常壓罐或容器，還可以采用圖-2的方式，通過(guò)進(jìn)口（氮?dú)膺M(jìn)）和出口（氣相放空）的壓力控制實(shí)現(xiàn)氮封。在罐內(nèi)總是保持一定的壓力，最高不超過(guò)10KPa（表壓）。



三、固定頂儲(chǔ)罐自力式氮封閥應(yīng)用案例工藝設(shè)備或容器的氮封

對(duì)于不易密閉的工藝設(shè)備或儲(chǔ)罐，可以采用濃度控制的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)氮封：設(shè)置在線氧分析儀，實(shí)時(shí)檢測(cè)設(shè)備或容器氣相部分的氧濃度，并據(jù)此控制氮?dú)獾牧髁俊＿@種方式的優(yōu)點(diǎn)是節(jié)約氮?dú)猓梢栽谳^短時(shí)間內(nèi)收回控制系統(tǒng)的投資成本。

序號(hào)	品  名	型 號(hào) 及 規(guī) 格	單位	數(shù)量	單　價(jià) （元）	金 額 （元）	閥體材質(zhì)及其它
1	氮封閥	自力式氮封閥ZZYVP-II DN15 PN16 法蘭連接  常溫氮?dú)?/p> 進(jìn)口壓力 0.3-0.6 MPA,出口壓力1 KPA	臺(tái)	6			閥體304不銹鋼， 內(nèi)件304不銹鋼
2	單呼閥	帶阻火單呼閥ZXF-7   DN50    PN10 法蘭連接  常溫氮?dú)?/p> 起跳壓力2KPA	臺(tái)	1			閥體304不銹鋼， 內(nèi)件304不銹鋼
3	單呼閥	帶阻火單呼閥ZXF-7   DN65    PN10 法蘭連接  常溫氮?dú)?/p> 起跳壓力2KPA	臺(tái)	1			閥體304不銹鋼， 內(nèi)件304不銹鋼
4	氮封閥	自力式氮封閥ZZYVP-II DN25 PN16 法蘭連接  常溫氮?dú)?/p> 進(jìn)口壓力 0.3-0.6   MPA,出口壓力1 KPA	臺(tái)	1			閥體304不銹鋼， 內(nèi)件304不銹鋼
5	單呼閥	帶阻火單呼閥ZXF-7   DN100    PN10 法蘭連接  常溫氮?dú)?/p> 起跳壓力2KPA	臺(tái)	1			閥體304不銹鋼， 內(nèi)件304不銹鋼

固定頂儲(chǔ)罐自力式氮封閥應(yīng)用案例主要參數(shù):

公稱通徑	DN15-100mm
公稱壓力	PN1.0MPa、PN1.6Mpa、PN2.5Mpa
法蘭標(biāo)準(zhǔn)	JB/T79.1-94、79.2-94等
閥體材料	鑄鋼(ZG230-450)、鑄不銹鋼(ZG1Cr18Ni9Ti、ZG1Cr18Ni12Mo2Ti)
閥芯材料	硬密封的為不銹鋼,軟密封的為不銹鋼鑲嵌橡膠圈
閥桿材料	不銹鋼(1Cr18Ni9Ti、1Cr18Ni12Mo2Ti)
流量特性	快開(kāi)
使用溫度	≤80℃
壓力設(shè)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
設(shè)定值偏差	±5%
允許泄露量	VI級(jí)(符合GB/T4312-92標(biāo)準(zhǔn))

 

固定頂儲(chǔ)罐自力式氮封閥應(yīng)用案例優(yōu)點(diǎn):



a.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。

b.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。

c.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。

d.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。

e.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。

f.為確保儲(chǔ)罐的安全,需在罐頂設(shè)置呼吸閥。

g.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。

 



固定頂儲(chǔ)罐自力式氮封閥應(yīng)用案例結(jié)構(gòu)說(shuō)明:

供氮裝置,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),介質(zhì)在檢測(cè)元件上產(chǎn)生一個(gè)作用力與與彈簧、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),平衡破壞,使指揮器閥芯,打開(kāi),使閥前氣體經(jīng)減壓閥,節(jié)流閥、進(jìn)入主閥執(zhí)行機(jī)構(gòu)上、下膜室,打開(kāi)主閥閥芯,向罐內(nèi)充注氮?dú)?當(dāng)罐內(nèi)壓力升至供氮裝置壓力設(shè)定點(diǎn),由于預(yù)設(shè)彈簧力,關(guān)閉指揮器閥芯、由于主閥執(zhí)行機(jī)構(gòu)中的彈簧作用,關(guān)閉主閥,停止供氮。

泄氮裝置,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),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,使閥芯上移,打開(kāi)閥門,向外界泄放氮?dú)?當(dāng)罐內(nèi)壓力降至泄氮裝置壓力設(shè)定點(diǎn),由于預(yù)設(shè)彈簧力作用,關(guān)閉閥門。



固定頂儲(chǔ)罐自力式氮封閥應(yīng)用案例安裝及日常維護(hù)：

1、安裝：
（1）安裝前，檢查整機(jī)零件是否缺損或者松動(dòng)，對(duì)管道應(yīng)進(jìn)行清洗，介質(zhì)流向應(yīng)與閥體箭頭指向一致。
（2) 為便于現(xiàn)場(chǎng)維修與操作，閥四周應(yīng)留有適當(dāng)?shù)目臻g。
（3）閥門應(yīng)正立垂直安裝在水平管道上，閥體與管道的法蘭連接，要注意軸度，并應(yīng)安裝在環(huán)境溫度不超過(guò)-25~55°C的場(chǎng)合使用。
2、使用
（1）開(kāi)啟閥前截止閥，使介質(zhì)緩慢流入閥體
（2)擰開(kāi)指揮器護(hù)罩，松開(kāi)指揮器調(diào)節(jié)螺釘
（3）調(diào)節(jié)指揮器主彈簧，使閥后壓力***定值
（4）固定指揮器調(diào)節(jié)螺釘，裝好護(hù)罩，調(diào)壓閥即可開(kāi)始工作
（5）不用時(shí)，關(guān)閉閥前截止閥
3、維護(hù)
（1）拆卸閥門時(shí)，要保護(hù)好精密零件的表面，拆裝閥座時(shí)，要使用專用工具
（2）閥芯與閥座，不管修理或者更換，密封面都必須進(jìn)行研磨
（3）彈簧若有裂縫跡象，必須更換
（4）密封墊片與0型圈每次檢修時(shí)全部更換，膜片根據(jù)檢查結(jié)果而定。
（5）閥門平時(shí)維護(hù)，只有觀察閥后導(dǎo)壓器上的壓力表是否符合設(shè)計(jì)值要求即可。另外若發(fā)現(xiàn)各連接處有滲漏，可擰緊螺母與螺釘或更換密封墊片與0型圈
生產(chǎn)ZZYVP-16B帶指揮器自力式氮封閥（儲(chǔ)灌氮封）蒸汽減壓穩(wěn)壓閥等自力式閥。

固定頂儲(chǔ)罐自力式氮封閥應(yīng)用案例安裝應(yīng)用圖



固定頂儲(chǔ)罐自力式氮封閥應(yīng)用案例上例以貯罐1KPa為例

1、ZZDG-16B供氮閥的取壓位置應(yīng)離貯罐(或緩沖罐)較近。
2、壓力表應(yīng)置于取壓點(diǎn)不遠(yuǎn)處，以免引起不必要的爭(zhēng)議。
3、ZZDG-16B供氮閥閥后管道不宜太小。
ZZYVP-16B帶指揮器自力式氮封閥（儲(chǔ)灌氮封）連接尺寸及標(biāo)準(zhǔn)
法蘭標(biāo)準(zhǔn)：GB9113-2000；
法蘭密封面型式：凸面；
信號(hào)接口：內(nèi)螺紋M16×1.5；
閥體法蘭及法蘭端面距離可以按用戶的標(biāo)準(zhǔn)制造。如ANSI、JIS、JPI等標(biāo)準(zhǔn)

四、相關(guān)規(guī)范是如何要求氮封系統(tǒng)的設(shè)置？

1.《氣封的設(shè)置》HG/T 20570.16-1995

2.《石油化工企業(yè)設(shè)計(jì)防火標(biāo)準(zhǔn)》（GB50160-2008）（2018年版）

6.2.2當(dāng)單罐容積小于或等于5000m3的內(nèi)浮頂儲(chǔ)罐采用易熔材料制作的浮盤時(shí)，應(yīng)設(shè)置氮?dú)獗Ｗo(hù)等安全措施；

6.2.2條文解釋：對(duì)于有特殊要求的甲、乙液體物料，如苯乙烯、加氫原料、丙烯腈等易聚合、易氧化或有毒的液體物料，選用固定頂儲(chǔ)罐或臥式儲(chǔ)罐加氮封儲(chǔ)存也是可行的；

6.2.4A條款：儲(chǔ)存溫度超過(guò)120℃的重油固定頂罐應(yīng)設(shè)置氮?dú)獗Ｗo(hù)。

6.2.4條文解釋：采用固定頂罐或低壓儲(chǔ)罐儲(chǔ)存甲類液體時(shí)，為了防止油氣大量揮發(fā)和改善儲(chǔ)罐的安全狀況，應(yīng)采取減少日曬升溫的措施。其措施主要包括固定式冷卻水噴淋（霧）系統(tǒng)、氣體放空或氣體冷凝固流、加氮封或涂刷合格的隔熱涂料等。

3.《精細(xì)化工企業(yè)工程設(shè)計(jì)防火標(biāo)準(zhǔn)》（GB 51283-2020）

5.1.5條文解釋：1）對(duì)于會(huì)產(chǎn)生高濃度有機(jī)廢氣的反應(yīng)罐、貯罐、過(guò)濾器等設(shè)備，為避免與氧氣形成爆炸性混合物，應(yīng)采用氮封系統(tǒng)保護(hù)，并以正壓輸送方式輸送到廢氣總管。

6.2.2條文解釋，對(duì)于單罐容積小于100m3或易氧化、易聚合等有特殊要求的甲 B、乙 A類液體物料儲(chǔ)存，可選用固定頂罐加氮?dú)饣蚨栊詺怏w密封。



4.《石油庫(kù)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB 50074-2014）

6.1.2及其條文解釋規(guī)定，當(dāng)選用內(nèi)浮頂儲(chǔ)罐、固定頂儲(chǔ)罐儲(chǔ)存沸點(diǎn)低于45℃或在37.8℃時(shí)的飽和蒸氣壓大于88kPa的甲B類液體時(shí)，應(yīng)設(shè)置氮?dú)饷芊獗Ｗo(hù)系統(tǒng)。

當(dāng)采用容量小于或等于10000m3的固定頂儲(chǔ)罐、低壓儲(chǔ)罐或容量不大于100m3的臥式儲(chǔ)罐儲(chǔ)存沸點(diǎn)不低于45℃或在37.8℃時(shí)的飽和蒸氣壓不大于88kPa的甲B、乙A類液體化工品和輕石腦油時(shí)，應(yīng)設(shè)置氮?dú)饷芊獗Ｗo(hù)系統(tǒng)。儲(chǔ)存Ⅰ、Ⅱ級(jí)毒性的甲B、乙A類液體儲(chǔ)罐應(yīng)設(shè)置氮封保護(hù)系統(tǒng)。有些甲B、乙A類液體化工品有防聚合等特殊儲(chǔ)存需要，不適宜采用內(nèi)浮頂儲(chǔ)罐，可選用固定頂儲(chǔ)罐、低壓儲(chǔ)罐和容量小于或等于50m3的臥式儲(chǔ)罐，但應(yīng)采取氮封等安全保護(hù)措施，典型的易自聚不穩(wěn)定的丁二烯、苯乙烯儲(chǔ)罐，應(yīng)設(shè)置氮封系統(tǒng)，防止空氣進(jìn)入儲(chǔ)罐。

5.《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）