儲罐氮封閥系統計算選型分析

氮封裝置主要用于儲罐頂部氮氣壓力恒定控制，以保護罐內物料不被氮化及儲罐安全。氮封裝置由ZZYP快速泄放閥及ZZV微壓調節閥兩大部分組成。快速泄放閥由壓力控制器及ZMQ-16K型單座切斷閥組成。
儲罐內壓力升高至設定壓力時，快速泄放閥迅速開啟，將罐內多余壓力泄放。微壓調節閥在儲罐內壓力降低時，開啟閥門，向罐內充注氮氣。因微壓調節閥必須使用在壓力為0.1Mpa壓力以下，現場壓力較高，必須安裝ZZYP型壓力調節閥將壓力調節閥將壓力降低至0.1Mpa以下才可使用。公稱壓力0.1Mpa，壓力可按分段設定，從0.5Kpa 至66 Kpa以下，介質溫度溫度≤80℃。

我們在實際工作中發現的典型的、重復性的技術問題中，氮封系統問題占比1.74%。我們結合現場實例向大家分享一下危險化學品儲罐氮封系統問題。

儲罐氮封閥系統計算選型分析

Part 1 ：氮封系統的作用

《氣封的設置》（ HG/T 20570.16-95）第1.0.1.1條款：為防止儲罐內物料因與進入的外界氣體(空氣)接觸而被污染變質或與外界進入的氣體(空氣)發生化學和(或)生物反應，常需設置氣封系統。用氣封氣使儲罐內維持一定壓力(正壓)，防止儲罐內物料與外界氣體接觸。

Part 2 ：氮封系統的設置

《石油化工企業設計防火標準(2018年版)》（ GB 50160-2008 2018版）

第6.2.2.1條款：儲存甲B、乙A類的液體應選用金屬浮艙式的浮頂或內浮頂罐。當單罐容積小于或等于5000m³的內浮頂儲罐采用易熔材料制作的浮盤時，應設置氮氣保護等安全措施。

第6.2.4A條款：儲存溫度超過120℃的重油固定頂罐應設置氮氣保護。

《精細化工企業工程設計防火標準》（ GB 51283-2020）

第6.2.2條款：單罐容積不小于100m³的甲B、乙A類液體儲存應選用內浮頂罐。當采用易熔材質制作浮盤時，應設置氮氣保護等安全措施。采用固定頂罐或低壓罐時，應采用氮氣或惰性氣體密封，并采取減少日曬升溫的措施。

《煤化工工程設計防火標準》（ GB 51428-2021）

第7.2.2條款：儲存沸點低于45℃或真實蒸氣壓不小于76.6kPa的甲B類液體，應選用壓力儲罐、低壓儲罐或降溫常壓儲罐，并應符合下列規定：

1 選用壓力儲罐或低壓儲罐時，應設置氮氣密封保護系統，并應密閉回收處理罐內排出的氣體；

2 選用降溫常壓儲罐時，應控制儲存溫度低于液體閃點5℃及以下，并應設置氮氣密封保護系統。

第7.2.3條款：儲存沸點不低于45℃或真實蒸氣壓小于76.6kPa的甲B、乙A類液體，應選用浮頂罐或內浮頂罐。當甲B、乙A類液體因特殊儲存要求采用固定頂罐、低壓儲罐和容積大于50m³的臥式儲罐時,應采取下列措施之一：

1 設置氮氣密封保護系統，密閉回收處理罐內排出的氣體；

2 控制儲存溫度低于液體閃點 5℃及以下；

3 其他安全措施。

第7.2.7條款：儲存毒性為高度和極度危害的甲B、乙A類液體的內浮頂儲罐，儲存溫度超過120℃的重油固定頂罐應設置氮氣密封保護系統。

第7.2.8條款：多雷和強雷地區單罐容積大于或等于50000m³的浮頂儲罐的一次、二次密封之間應采取下列措施之一：

1 設置氮氣密封保護系統；

2 向一次、二次密封之間的空間充填軟體不燃或難燃材料。

《石油庫設計規范》（ GB 50074-2014）

第6.1.2條款：儲存沸點低于45℃或37.8℃的飽和蒸氣壓大于88kPa的甲B類液體，應采用壓力儲罐、低壓儲罐或低溫常壓儲罐，并應符合下列規定：

1 選用壓力儲罐或低壓儲罐時，應采取防止空氣進入罐內的措施，并應密閉回收處理罐內排出的氣體。

2 選用低溫常壓儲罐時，應采取下列措施之一：

1）選用內浮頂儲罐，應設置氮氣密封保護系統，并應控制儲存溫度使液體蒸氣壓不大于88kPa；

2）選用固定頂儲罐，應設置氮氣密封保護系統，并應控制儲存溫度低于液體閃點5℃及以下。

第6.1.3條款：儲存沸點不低于45℃或在37.8℃時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，應采用外浮頂儲罐或內浮頂儲罐。有特殊儲存需要時，可采用容量小于或等于10000m³的固定頂儲罐、低壓儲罐或容量不大于100m³的臥式儲罐,但應采取下列措施之一：

1 應設置氮氣密封保護系統，并應密閉回收處理罐內排出的氣體；

2 應設置氮氣密封保護系統，并應控制儲存溫度低于液體閃點5℃及以下。

第6.1.8條款：儲存I、Ⅱ級毒性的甲B、乙A類液體儲罐的單罐容量不應大于5000m³，且應設置氮封保護系統。

第4.2.4條款：儲存沸點低于45℃或在37.8℃時飽和蒸氣壓大于 88kPa的甲B類液體，應采用壓力儲罐、低壓儲罐或降溫儲存的常壓儲罐，并應符合下列規定：

a）選用壓力儲罐或低壓儲罐時，應采取防止空氣進入罐內的措施，并應密閉收集處理罐內排出的氣體；

b）選用降溫儲存的常壓儲罐時，應采取下列措施之一：

——選用內浮頂儲罐，設置氮氣或其他惰性氣體密封保護系統，控制儲存溫度使液體蒸氣壓不大于 88kPa；

——選用固定頂儲罐，設置氮氣或其他惰性氣體密封保護系統，控制儲存溫度低于液體閃點5℃及以下；

——選用固定頂儲罐，設置氮氣或其他惰性氣體密封保護系統，控制儲存溫度使液體蒸氣壓不大于 88kPa，密閉收集處理罐內排出的氣體。

第4.2.5條款：儲存沸點大于或等于 45℃或在 37.8℃時飽和蒸氣壓不大于 88kPa的甲B、乙A類液體，應選用浮頂儲罐或內浮頂儲罐。其他甲B、乙A類液體化工品有特殊儲存需要時，可以選用固定頂儲罐、低壓儲罐和容量小于或等于100m³的臥式儲罐，但應采取下列措施之一：

——設置氮氣或其他惰性氣體密封保護系統，密閉收集處理罐內排出的氣體；

——設置氮氣或其他惰性氣體密封保護系統，控制儲存溫度低于液體閃點5℃及以下。

綜合以上標準規范，我們可以得出以下危險化學品儲罐應設置氮封系統：

1、新建單罐容積大于等于 1000m³的甲B類、乙類、操作溫度大于等于120℃的丙類內浮頂和固定頂儲罐；

2、儲存苯乙烯、丙烯腈等易聚合、易氧化的物料儲罐；

3、含油污水儲罐、酸性水儲罐、輕污油儲罐、儲存溫度超過120℃的重油固定頂儲罐；

4、設置油氣收集系統的儲罐；

5、儲存沸點低于45℃或真實蒸氣壓小于76.6kPa的甲B類液體的壓力儲罐、低壓儲罐或降溫常壓儲罐；

6、儲存毒性為高度和極度危害的甲B、乙A類液體的內浮頂儲罐；

7、儲存溫度超過120℃的重油固定頂罐；

8、單罐容積不小于100m³，儲存甲B、乙A類液體的內浮頂罐（浮盤采用易熔材料）、固定頂罐或低壓儲罐。

                                                                             
儲罐氮封閥系統計算選型分析自力式氮封閥產品特點：

氮封裝置的供（泄）氮壓力設定方便，且可在連續生產的條件下進行；
氮氣壓力設定范圍廣，低至0.5Kpa（50mm.w.c）,高至Kpa，比值達132倍，壓力檢測膜片有效面積大，設定彈簧剛度小，動作極靈敏。
調整：
供氮壓力調整：在ZZV型微壓調節閥壓力調節范圍內選定一設定值如1Kpa（100mm.w.c）,通過調節調整螺絲2以改變彈簧3的預壓縮（拉伸）量來達到；
泄氮壓力調整：在ZZDQ快速泄放閥在的壓力控制器部分，通過調整座3，改變彈簧4預壓縮量達到。一般為避免氮封裝置啟閉頻繁，泄氮設定值應遠離供氮壓力值，如2Kpa（200mm.w.c）.
呼吸閥高定值調整：在上述兩設定值調整好后，為避免呼吸閥啟閉頻繁，呼吸閥設定值應大于泄壓設定值。

儲罐氮封閥系統計算選型分析自力式氮封閥零件材料：

自力式氮封閥技術參數：

自力式氮封閥規格重量、外形尺寸：

自力式氮封閥法蘭規格 單位：mm

氮封和其他惰性氣體保護系統，作為預防儲罐火災爆炸事故的關鍵措施，近年來在各類企業的隱患排查中得到了廣泛重視。特別是在精細化工企業中，這些系統的設置和管理顯得尤為重要。

一、氮封系統常見的問題分析

在實際應用中，氮封系統存在若干常見問題。首先是部分應設置氮封的儲罐未采取相應措施。其次，部分后期增設的氮封系統由于缺乏正規設計，導致無法正常運作。此外，氮封系統的壓力管理也常成為問題，如缺乏有效的自動調節和監控機制，以及壓力分程控制不當等。同時，氮氣管線上的安全設施不足，如未設置止回閥，也是常見的問題之一。再者，部分儲罐頂部未設置緊急泄放設施，增加了安全風險。最后，由于氮封壓力不穩定或出于成本考慮，部分企業會關閉氮氣管線閥門，導致氮封系統未得到有效應用。

二、氮封系統的適用范圍

根據國家標準，如《石油化工企業設計防火標準（2018年版）》、《精細化工企業工程設計防火標準》和《石油庫設計規范》等，對于需要設置氮氣保護系統的儲罐類型有明確規定。例如，單罐容積較小且采用易熔材料浮盤的內浮頂儲罐，儲存溫度較高的重油固定頂罐，以及采用固定頂罐或低壓罐儲存甲B、乙A類液體的儲罐等，均應設置氮氣保護系統。

三、氮封系統的設置要點

在設置氮封系統時，關鍵在于確保儲罐氮氣壓力的穩定性和安全性。根據化工標準，應合理計算氮氣供氣量，并結合實際情況確定氮氣管線管徑和氮封閥型號。此外，規范中對于氮封系統的操作壓力也有明確要求，企業應遵循相關標準，確保系統正常運行。

為防止儲罐超壓，應采取多項措施。首先，在罐頂安裝壓力表并設置壓力遠傳功能，以便及時檢測壓力變化。其次，設置雙呼吸閥以防呼吸閥故障。對于易結晶或粘度較大的介質，還需對補氣管線和排氣管線進行伴熱處理。最后，應設置緊急泄放人孔，以在事故時保護儲罐安全。

四、儲罐氮封閥系統計算選型分析氮封系統的管理策略

為確保氮封系統的有效運行，企業需要加強管理工作。首先，在操作規程中明確氮封系統的操作步驟和安全要求，并對相關人員進行培訓。其次，通過監控系統實時關注儲罐壓力變化，并規范設置報警值。此外，應將氮封系統的檢查納入罐區隱患排查中，并定期對呼吸閥、壓力表等關鍵部件進行檢查和檢驗。

綜上所述，氮封和其他惰性氣體保護系統在預防儲罐火災爆炸事故中發揮著重要作用。企業應加強對這些系統的設置和管理，確保其有效運行，從而提高儲罐的安全性。

儲罐氮封閥系統計算選型分析自力式氮封閥安裝事項：
（1）安裝前，檢查整機零件是否缺損與松動，對管道應進行清洗，介質流向應與閥體上的箭頭指向*。
（2）為便于現場維護與操作，閥四周應留有適當空間與設置旁路手動閥，閥組安裝方案。
（3）閥門應正立垂直安裝在水平管道上，閥體與管道的法塵連接，要注意同軸度，并應安裝在環境溫度不超過-25～55℃的場合使用