石油化工罐區氮封閥組系統設計規范

石油化工罐區氮封閥組系統設計規范

氮封系統的工作原理是：在儲罐上安裝氮封閥，通過維持罐內氣相空間壓力在特定范圍內（例如VOCs項目中的0.2～0.5KPa），實現自動調節。當氣相空間壓力超過設定值時，氮封閥會自動關閉，停止氮氣供應；反之，則會開啟，補充氮氣。氮封系統通過氮封閥維持儲罐內氣相空間壓力，自動調節氮氣供應，確保壓力在目標范圍內。氮封閥主要用于儲罐頂部，其核心作用是維持儲罐內的微正壓狀態。這一設施能夠有效地隔離儲罐內的物料與外部環境的接觸，從而減少物料的揮發和不必要的浪費，同時確保儲罐的安全運行。在決定是否設置氮封設施及選用相應的氮封閥時，可以參考以下相關規定和指南。



氮封裝置，主要用于儲罐的頂部，能維持罐內微正壓，避免物料揮發和環境接觸，保障安全。

1）SH/T3007《石油化工儲運系統罐區設計規范》

第4.2.5條明確指出，對于其他甲B、乙A類液體化工品，若存在特殊儲存需求，可選用固定頂儲罐、低壓儲罐或容量不超過100m3的臥式儲罐。但必須采取以下措施之一：

——設立氮氣或其他惰性氣體的密封保護系統，以封閉處理罐內排出的氣體；

——同樣設置氮氣或其他惰性氣體的密封保護系統，并確保儲存溫度控制在閃點以下5℃或更低。



02石油化工罐區氮封閥組系統設計規范的選型要點

△ 氮封閥的結構及選用注意事項

在選用氮封閥時，需要注意以下幾個關鍵點，以確保選擇的閥體能夠滿足實際需求。首先，要關注閥門的結構特點，特別是與氮封系統相匹配的部分。其次，要仔細考慮閥門的開啟和關閉狀態，以及在這些狀態下閥門的性能表現。此外，還需關注閥門的材質選擇，以確保其能夠適應特定的工作環境和介質特性。最后，選用過程中還應充分考慮安裝和維護的便捷性，以確保長期使用的可靠性。

選擇結構合理的氮封閥是關鍵，需考慮閥體結構、開啟關閉性能、材質以及安裝便捷性。

△ 專業氮封閥的優勢

接下來，我們進一步探討為什么要選擇專業氮封閥，特別是先導式氮封閥。這類閥門具有以下顯著特點：有效隔絕空氣和水分，確保產品的完整性；將蒸汽空間的氧含量降低至可燃范圍以下，確保安全；通過提高蒸汽濃度，使其超出可燃范圍，進一步增強安全性；有效稀釋有毒氣體，使其濃度達到安全排放標準，保護環境；為儲罐內部提供腐蝕防護，延長使用壽命；滿足儲罐建造標準的要求，確保質量合格。

03VOCs項目中的氮封閥設定值

關于VOCs項目氮封閥的設定值確定，通常需要依據實際使用情況和設計要求來綜合考量。這些設定值不僅關系到系統的安全性、穩定性，還對環境保護和能源節約具有重要影響。因此，在設計和使用時，必須謹慎確定氮封閥的設定值，以確保系統能夠高效、安全地運行。設定值影響安全性和節能，需依據使用情況謹慎調整。



石油化工罐區氮封閥組系統設計規范儲罐氮封系統設計

? 氮封系統概述

根據GB50160-2008《石油化工企業設計防火規范》和SH/T 3007-2014《石油化工儲運系統罐區設計規范》的標準要求，甲、乙A類可燃液體儲罐必須配備氮封裝置，旨在降低儲罐發生火災和爆炸的風險。在石油化工企業的罐區，常常存儲著大量易揮發的化工原料。當原料從外部打入儲罐時，隨著罐內液位的上升，罐內氣體需要排出以容納更多液體；而在將物料從儲罐輸送到生產設備時，隨著液位的下降，又需要補充氣體以完成液體的輸送。由于儲罐通常設置在室外，罐內物料的溫度會隨外界環境變化而波動，進而影響罐內氣體的壓力。這種熱脹冷縮效應會導致儲罐氣相空間出現體積變化，即所謂的“呼氣"和“吸氣"現象。為確保儲罐不會進入超壓或負壓狀態，工業生產中通常會采取兩種保護措施來應對這一現象。

氮封系統旨在隔絕氧氣與易燃易爆可燃液體的接觸，從而從根本上預防火災或爆炸事故。具體而言，供氮系統提供的氮氣經過自力式調節閥減壓至設定的壓力后，被充入儲罐，這一過程稱為充氮。當儲罐壓力達到設定的安全值時，充氮即停止。在進料時，隨著物料的加入，儲罐氣相空間壓力逐漸升高。當壓力超過呼吸閥的排放開啟壓力時，呼吸閥開始排氣，以維持儲罐內外的壓力平衡。而出料時，則相反，隨著物料的排出，儲罐氣相空間壓力降低，此時系統會自動啟動充氮，以補充損失的氮氣，保持儲罐內的壓力穩定。

通過供氮系統和呼吸閥的協同作用，氮封系統精確控制儲罐內氣相空間的氧氣濃度，確保其處于安全范圍。



? 壓力設定和設計原則

鋼制立式圓筒形固定頂儲罐的設計壓力范圍通常為-0.5至2KPa。在這個狹窄的壓力范圍內，如何確保各安全附件的壓力區間不產生交集，是氮封系統能夠穩定運行的關鍵。

氮封系統失效的主要原因是安全附件的定壓不準確或壓力區間重疊。一般而言，泄氮閥的壓力設定點會略高于氮封閥，以避免供、泄氮裝置頻繁操作，節約氮氣并延長設備壽命。

呼吸閥的呼出設定值需大于泄氮閥的壓力設定值，而吸入設定值則應低于氮封閥，以確保罐頂呼吸閥僅作為安全保護措施，在正常情況下保持關閉。當氮封閥或泄氮閥出現故障，導致罐內壓力異常時，呼吸閥才會啟動。

其呼出起跳壓力應低于儲罐的最高設計壓力，但高于操作壓力，以確保儲罐的正常操作；而吸入起跳壓力則應高于設計壓力，從而保護儲罐免受損壞。

? 供氣量計算

根據API2000標準，儲罐氮封裝置的進氣量被明確規定，它必須足夠補充因出料泵泵出液體和外界氣溫變化導致的儲罐內氣體冷縮。具體來說，該進氣量應至少等于泵的最大輸出體積流量。

對于儲罐氮封裝置的進氣量，具體流量與儲罐的容積或表面積成比例。對于容積V≥3180m3的儲罐，補氣量與儲罐外殼和罐頂的表面積成正比，即每平方米表面積每小時需補入0.6m3氮封氣；而對于容積V＜3180m3的儲罐，補氣量則與容積成正比，即每立方米容積每小時需補入0.178m3氮封氣。



? 石油化工罐區氮封閥組系統設計規范應用優勢

氮封系統能夠保持容器頂部的保護氣壓力穩定，從而維持儲罐內的安全環境并有效抑制氣體排放。這一系統不僅節能高效，還具備動作靈敏、運行可靠以及操作維修簡便等特點。

在石油化工行業中，氮封裝置得到了廣泛應用。其之處在于，無需額外能源，即可利用被調介質的自身能量為動力源。通過引入壓力閥的指揮器，可以精準控制壓力閥芯的位置，進而調節流經閥門的介質流量，確保閥門后端的壓力恒定。此外，氮封裝置的供（泄）氮壓力設定簡便，且能連續穩定運行。由控制閥、執行器和指揮器組成，是一種無需外加能源，利用被調介質自身壓力為動力源，進行自動調節壓力恒定的節能型產品，該閥控制精度高，比一般自力式調壓閥高一倍左右，適合在控制精度要求較高的場合。
（B）控制閥后壓力
（K）控制閥前壓力



二、ZZYVP氮封閥主要零件材料：

閥　體：ZG230～450、ZG1Cr18Ni9Ti ZGCr18Ni12Mo2Ti
閥　芯：1Cr18Ni9Ti Cr18Ni12Mo2Ti
閥　座：1Cr18Ni9Ti Cr18Ni12Mo2Ti
波紋管：1Cr18Ni9Ti
膜　蓋：A3、1Cr18Ni9Ti
膜　片：丁脯橡膠、耐油像膠、氟橡膠

三、ZZYVP主要技術參數：






公稱通徑DN（mm）	20			25	40		50	65	80	100
閥座直徑（mm）	6	15	20	25	32	40	50	65	80	100
額定流量系數KV	3.2	5	8	11	20	50	80	100	160
壓力調節范圍KPa	0.5～5.5、5～10、9～14、13～19、18～24、23～28 27～33、31～38、36～44、42～51、49～58、56～66
公稱壓力PN（MPa）	1.0　　　　　　　　　1.6
被調介質溫度（°C）	≤80
調節精度（%）	±10
允許泄漏量	10-4X閥額定容量




四、石油化工罐區氮封閥組系統設計規范外形尺寸：



公稱通徑DN	20	25	32	40	50	65	80	100
A	395
H	680	690	710	720	735	797	837	1050
L	185	200	205	222	254	276	298	352
法蘭標準	GB:1.6、2.5、4.0MPa 　ANSI:150、JIS:10K

注：本表法蘭距離以PN16為依據。



一、石油化工罐區氮封閥組系統設計規范設備選擇

在選擇儲罐氮封裝置時，應根據儲罐容量、儲存物性質和使用要求等因素綜合考慮，選擇符合要求的封裝設備。常用的氮封裝置有外置式、內置式和混合式等多種類型，可根據實際情況選擇。



二、石油化工罐區氮封閥組系統設計規范施工前準備

在施工前，必須進行充分的準備工作，以確保安裝質量和施工進度。具體的準備工作包括：確定安裝位置、進行施工方案設計、編制施工計劃和工序表等。

三、石油化工罐區氮封閥組系統設計規范安裝流程

1. 制作基礎：根據設計要求，制作氮封裝置的基礎，保證設備的穩固安裝；

2. 安裝氧化鋁膜：按照要求，在儲罐內表面涂覆一層氧化鋁膜，以保護儲罐內壁并提高氮氣的密封性；

3. 安裝氣體輸送管：在儲罐頂部安裝氣體輸送管，并連接氮氣貯存容器和氮封裝置；

4. 安裝壓縮機和管路：在儲罐附近安裝氮氣壓縮機和管路，并連接氮封裝置；

5. 連接電氣系統：連接氮封裝置的電氣控制系統和壓縮機等設備；

6. 進行調試：進行設備調試和試運行，確保設備正常運行。

四、石油化工罐區氮封閥組系統設計規范注意事項



1. 施工前必須進行詳細的安全檢查和風險評估，排除安全隱患；

2. 施工過程中，必須嚴格按照方案和規范要求進行施工和驗收；

3. 安裝完成后，必須進行全面的試運行和檢查，確保設備安全穩定運行。

總之，儲罐氮封裝置是一項重要的設備安裝工程，施工過程中必須嚴格按照規范要求進行操作，并采取必要的安全措施。希望本文能夠對大家在儲罐氮封裝置安裝方面提供一些幫助和指導。





04石油化工罐區氮封閥組系統設計規范安裝與維護中的常見問題

一線維護人員常反映氮封閥使用效果不佳，這究竟是產品本身的缺陷，還是其他因素所致？通過現場勘察與深入交流，我們發現多數問題源于設計不合理、施工不規范、安裝不當以及維護不足。以下為相關問題與經驗，望能引起大家的高度重視：

問題多出設計和安裝不當，需注意導壓管、取壓精度和施工規范。

1）導壓管長度不宜過長，建議控制在4米以內。

2）導壓管設計應確保自閥體向儲罐傾斜，以便在特殊情況下，管內的水或冷凝物能順暢流入罐內。

3）工藝人員需按要求設定氮封閥的關閉設定值，同時，自控人員應合理選擇彈簧調壓范圍。

4）施工時必須嚴格遵循圖紙和產品說明書，減少彎頭數量，以提高取壓精度。

5）為確保準確取壓，氮封閥和罐頂壓力變送器不應共用同一個取壓口。



05石油化工罐區氮封閥組系統設計規范設定點的調整

接下來，我們探討一下氮封閥的設定點是否可以調整，以及如何進行調整。

通過更換彈簧或內部組件調整設定點，確保壓力調節精準。

1）首要步驟是確認彈簧范圍是否位于所需的設定點內，若不在，則需更換彈簧組件。

2）進行設定點調整時，應遵循以下步驟：

• 打開頂部調節螺栓的保護套。

• 向上旋轉調節螺栓，使儲罐內的壓力開始釋放。

• 在釋放過程中，仔細觀察氮封閥在何處開始補氮和關閉。

• 若設定點高于所需，則繼續旋轉螺栓直至達到設定點；若低于所需，則向下旋轉直至達到規定設定點。

• 確認達到工藝所需的設定點后，需鎖緊調整螺母，以確保定壓穩定。