上海申弘阀门有限公司
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具体来说，储罐上的氮封系统会持续监控气相空间内的压力变化。当压力维持在0.2-0.5kPa的范围内时，系统保持稳定；一旦压力超过0.5kPa，氮封阀会迅速关闭，停止氮气的进一步供应。反之，当气相空间压力降至0.2kPa以下时，氮封阀会自动开启，开始补充氮气，从而确保储罐在运行过程中始终不会吸入空气， 有效防止爆炸性气体的形成。此外，为了确保氮封系统的有效性和安全性，所使用的氮气纯度应不低于99.96%，且氮气压力控制在0.5~0.6 MPa的范围内。这样的参数设置，使得储罐氮封系统能够在关键时刻发挥其应有的作用，为储罐的安全保驾护航。我们在实际工作中发现的典型的、重复性的技术问题中，氮封系统问题占比1.74%。我们结合现场实例向大家分享一下危险化学品储罐氮封系统问题。
022.化学品储罐氮封阀系统设计案例储罐氮封的设置要求
2.1 > 根据标准设计
在设置储罐氮封时，需遵循一定的规范和标准。 根据SH/T3007《石油化工储运系统罐区设计规范》第4.2.5条，对于其他甲B、乙A类液体化工品，若存在特殊储存需求，可以选择使用固定顶储罐、低压储罐或容量小于或等于100m³的卧式储罐。但必须采取以下措施之一：设置氮气或其他惰性气体密封保护系统，以密闭方式收集和处理罐内排出的气体；或者设置氮气或其他惰性气体密封保护系统，并控制储存温度低于闪点5℃及以下。此外，第4.2.10条还规定，储存Ⅰ、Ⅱ级毒性的甲B、乙A类液体储罐的容量不应超过10000m³，并必须设置氮气或其他惰性气体密封保护系统。
2.2 > 其他设置场合
同样地，《石油化工储运罐区VOCs治理项目指导意见》也明确指出，甲B、乙A类中间原料储罐、芳烃类储罐、轻污油储罐、酸性水罐以及排放气中含有较高浓度油气和硫化物等需对排放气体进行收集治理的储罐，都应设置氮气密封系统。 根据实际需要，如防止有毒或可燃气体泄漏和物料氧化，额外场合需安装储罐氮封。
033.化学品储罐氮封阀系统设计案例储罐氮封工艺流程
3.1 > 正常操作流程
在每台储罐上配备先导式氮封阀组和限流孔板旁路。 在正常情况下，通过氮封阀组维持罐内气相空间压力在0.2 ~0.5kPa的范围内。当气相空间压力超过0.5kPa时，氮封阀会自动关闭，停止氮气供应；而当压力低于0.2kPa时，氮封阀则会开启，开始补充氮气。如果氮封阀需要检修或出现故障，可以利用限流孔板旁路给储罐内补充氮气。当压力达到1.5kPa时，通过带阻火器的呼吸阀进行外排（短时间连续补充氮气）。
此外，在氮封阀出现故障无法及时关闭，导致罐内压力超过1.5kPa的情况下，呼吸阀将启用以进行外排。同样地，若氮封阀因故障无法及时开启，使得罐内压力降低至-0.3kPa，呼吸阀将通过带阻火器的设计向罐内补充空气，从而确保罐内压力不低于储罐的设计压力低限，即-0.5kPa。
为了保障氮封储罐在事故情况下的安全排放，必须在储罐上配备紧急泄放阀，并且该阀的定压值不得超过储罐的设计压力上限，即2.0kPa。
3.2 > 紧急情况处理
在需要利用限流孔板旁路为氮封储罐补充氮气时，应确保流量与油品出罐流量相当，同时，氮气管道的规格为DN50mm，且氮气的操作压力维持在0.5MPa。若同一油品储罐群之间设置了气相连通管道，则每台储罐的气相出口管道都必须安装阻火器，以避免事故的进一步蔓延。
阻火器的选用必须保证其安全性能符合标准，且其阻力降不应超过0.3kPa。接下来，我们详细了解一下氮封系统的示意流程图。
图-1展示了一种常见的固定顶罐氮封方式。在这种设计中，关键在于合理选择氮封阀和呼吸阀的设定值。氮封阀的设定值需要介于呼吸阀的呼及吸的设定值之间，以确保系统的稳定运行。
对于常压罐或容器，图-2所示的氮封方式同样适用。这种方式通过精确控制进口（氮气进）和出口（气相放空）的压力，来维持罐内的稳定氮封。罐内压力始终维持在一定范围内，最高不会超过10KPa（表压），从而确保系统的安全与稳定。
化学品储罐氮封阀系统设计案例
1 选用压力储罐或低压储罐时，应设置氮气密封保护系统，并应密闭回收处理罐内排出的气体；
2 选用降温常压储罐时，应控制储存温度低于液体闪点5℃及以下，并应设置氮气密封保护系统。
第7.2.3条款：储存沸点不低于45℃或真实蒸气压小于76.6kPa的甲B、乙A类液体，应选用浮顶罐或内浮顶罐。当甲B、乙A类液体因特殊储存要求采用固定顶罐、低压储罐和容积大于50m³的卧式储罐时,应采取下列措施之一：
1 设置氮气密封保护系统，密闭回收处理罐内排出的气体；
2 控制储存温度低于液体闪点 5℃及以下；
3 其他安全措施。
第7.2.7条款：储存毒性为高度和极度危害的甲B、乙A类液体的内浮顶储罐，储存温度超过120℃的重油固定顶罐应设置氮气密封保护系统。
化学品储罐氮封阀系统设计案例工作原理：
供氮装置（见图1），将设在罐顶的取压点的介质经导压管引入检测机构(7)，介质在检测元件上产生一个作用力与与弹簧(8)、预紧力相平衡。 当罐内压力降低至低于供氮装置压力设定点时，平衡破坏，使指挥器阀芯(6)，打开，使阀前气体经减压阀(5)，节流阀(4)、进入主阀执行机构(3)上、下膜室，打开主阀阀芯(2)，向罐内充注氮气；当罐内压力升至供氮装置压力设定点，由于预设弹簧力，关闭指挥器阀芯(6)、由于主阀执行机构中的 弹簧作用，关闭主阀，停止供氮。
泄氮装置（见图2），该装置采用内反馈结构，介质直接经阀盖进入检测机构(2)，介质在检测元件上产生一个作用力与预设弹簧(3)预紧力相平 衡。当罐内压力升高至高于泄氮装置压力设定点时，平衡被破坏，使阀芯(1)上移，打开阀门，向外界泄放氮气；当罐内压力降至泄氮装置压力设定点，由于预设弹簧力作用，关闭阀门。
化学品储罐氮封阀系统设计案例
序号 | 品 名 | 型 号 及 规 格 | 单位 | 数量 |
1 | 氮封阀 | 氮封阀ZZYVP-16P DN20 PN16 进口压力 0.3-0.6 MPA, 出口压力1 KPA，泄露等级：0 泄露 法兰尺寸HG/T20592-2009 对角螺丝孔中心距75MM 4个螺丝孔，螺丝孔大小14MM | 台 | 19 |
2 | 泄氮阀 | 泄氮阀ZZVP-16P DN50 PN16起跳压力2.5KPA 泄露等级：0 泄露，起跳压力以下零泄漏 法兰尺寸HG/T20592-2009 对角螺丝孔中心距125MM 4个螺丝孔，螺丝孔大小18MM | 台 | 19 |
技术参数和性能：
阀体：
| 公 称 通 径 | DN25、32、40、50、65、80、100mm | |
| 公 称 压 力 | PN1.0M Pa JB/T79.1-94、79.2-94等 | |
| 法 兰 标 准 | ||
| 阀 体 材 料 | 铸铁（HT200）、铸钢（ZG230-450）、铸不锈钢（ZG 1Cr18Ni9Ti、ZG1Cr18Ni12Mo2Ti） | |
| 阀芯材料 | 硬 密 封 | 不锈钢（1Cr18Ni9Ti、1Cr18Ni12Mo2Ti） 不锈钢镶嵌橡胶圈 |
| 软 密 封 | ||
| 阀 杆 材 料 | 不锈钢（1Cr18Ni9Ti、1Cr18Ni12Mo2Ti） | |
| 流 量 特 性 | ||
| 使 用 温 度 | ||
执行器：
| 压力设定范围(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 |
| 膜盖材料 | A3、A4钢板涂四氟乙烯 |
| 膜片材料 | 丁晴橡胶、乙炳橡胶、氟橡胶、耐油橡胶 |
性能：
| 设定值偏差±5% | 允许泄露量 | |
| 允许泄露量 | 标准型 | IV级（符合GB/T4312-92标准） |
| 严密型 | VI级（符合GB/T4312-92标准） | |
额定流量系数、额定行程、性能：
ZZDG供氮装置：
| 公称通径DN | 25 | 32 | 40 | 50 | 65 | 80 | 100 | ||||||||
| 阀座通径Dn | 5 | 6 | 7 | 8 | 10 | 12 | 15 | 20 | 25 | 32 | 40 | 50 | 65 | 120 | 100 |
| 流量系数Kv | 0.2 | 0.32 | 0.5 | 0.8 | 1.8 | 2.8 | 4.4 | 6.9 | 11 | 20 | 30 | 48 | 75 | 120 | 190 |
| 额定行程L | 8 | 10 | 14 | 20 | 25 | ||||||||||
ZZDX泄氮装置：
| 公称通径DN | 20 | 25 | 32 | 40 | 50 | 65 | 80 | 100 |
| 阀座通径Dn | 20 | 25 | 32 | 40 | 50 | 65 | 80 | 100 |
| 流量系数Kv | 6.9 | 11 | 20 | 30 | 48 | 75 | 120 | 190 |
| 额定行程L | 8 | 10 | 14 | 20 | 25 | |||
外形尺寸：
供氮装置外形尺寸：
| 公称通径DN(mm) | 25 | 32 | 40 | 50 | 65 | 80 | 100 |
| L | 160 | 180 | 200 | 230 | 290 | 310 | 350 |
| A | 308 | 308 | 308 | 308 | 394 | 394 | 394 |
| H2 | 415 | 415 | 415 | 115 | 415 | 415 | 415 |
| H1 | 60 | 75 | 80 | 85 | 95 | 105 | 120 |
| H | 720 | 730 | 730 | 750 | 790 | 840 | 890 |
泄氮装置外形尺寸：
| 公称通径DN(mm) | 25 | 32 | 40 | 50 | 65 | 80 | 100 |
| L | 160 | 180 | 200 | 230 | 290 | 310 | 350 |
| A | 308 | 308 | 308 | 308 | 394 | 394 | 394 |
| H1 | 60 | 75 | 80 | 85 | 95 | 105 | 120 |
| H | 380 | 400 | 420 | 430 | 550 | 560 | 570 |
氮封装置地面安装示意图：
化学品储罐氮封阀系统设计案例《石油库设计规范》（GB 50074-2014）
第6.1.2条款：储存沸点低于45℃或37.8℃的饱和蒸气压大于88kPa的甲B类液体，应采用压力储罐、低压储罐或低温常压储罐，并应符合下列规定：
1 选用压力储罐或低压储罐时，应采取防止空气进入罐内的措施，并应密闭回收处理罐内排出的气体。
2 选用低温常压储罐时，应采取下列措施之一：
1）选用内浮顶储罐，应设置氮气密封保护系统，并应控制储存温度使液体蒸气压不大于88kPa；
2）选用固定顶储罐，应设置氮气密封保护系统，并应控制储存温度低于液体闪点5℃及以下。
第6.1.3条款：储存沸点不低于45℃或在37.8℃时的饱和蒸气压不大于88kPa的甲B、乙A类液体化工品和轻石脑油，应采用外浮顶储罐或内浮顶储罐。有特殊储存需要时，可采用容量小于或等于10000m³的固定顶储罐、低压储罐或容量不大于100m³的卧式储罐,但应采取下列措施之一：
1 应设置氮气密封保护系统，并应密闭回收处理罐内排出的气体；
2 应设置氮气密封保护系统，并应控制储存温度低于液体闪点5℃及以下。
第6.1.8条款：储存I、Ⅱ级毒性的甲B、乙A类液体储罐的单罐容量不应大于5000m³，且应设置氮封保护系统。
《石油化工储运系统罐区设计规范》（SH/T 3007-2014）
第4.2.4条款：储存沸点低于45℃或在37.8℃时饱和蒸气压大于 88kPa的甲B类液体，应采用压力储罐、低压储罐或降温储存的常压储罐，并应符合下列规定：
a）选用压力储罐或低压储罐时，应采取防止空气进入罐内的措施，并应密闭收集处理罐内排出的气体；
b）选用降温储存的常压储罐时，应采取下列措施之一：
——选用内浮顶储罐，设置氮气或其他惰性气体密封保护系统，控制储存温度使液体蒸气压不大于 88kPa；
——选用固定顶储罐，设置氮气或其他惰性气体密封保护系统，控制储存温度低于液体闪点5℃及以下；
——选用固定顶储罐，设置氮气或其他惰性气体密封保护系统，控制储存温度使液体蒸气压不大于 88kPa，密闭收集处理罐内排出的气体。
第4.2.5条款：储存沸点大于或等于 45℃或在 37.8℃时饱和蒸气压不大于 88kPa的甲B、乙A类液体，应选用浮顶储罐或内浮顶储罐。其他甲B、乙A类液体化工品有特殊储存需要时，可以选用固定顶储罐、低压储罐和容量小于或等于100m³的卧式储罐，但应采取下列措施之一：
——设置氮气或其他惰性气体密封保护系统，密闭收集处理罐内排出的气体；
——设置氮气或其他惰性气体密封保护系统，控制储存温度低于液体闪点5℃及以下。
化学品储罐氮封阀系统设计案例
在化工和储运过程中，氮封阀的作用至关重要，它能够有效地避免储罐内物料与空气直接接触，从而防止物料的氧化和侵蚀。关于氮封阀的安装位置，特别是为何经常选择安装在储罐的顶部，这是一个涉及安全、效率和操作便利等多方面的综合考虑。
一、氮封阀为何安装在储罐顶部
氮封阀的主要功能是通过自动调节进入储罐的氮气量，保持储罐内的微正压环境，从而让储罐内部与外部空气隔离。安装在储罐顶部可以更有效地实现这一目标，原因如下：
1. 封闭性更强：安装在顶部的氮封阀能更直接地控制储罐内的气体环境，避免有害气体或杂质的入侵。
2. 易于操作和维护：顶部安装使得工作人员能够更方便地接触和操作氮封阀，便于进行日常的维护和检修。
3. 安全性考虑：在顶部安装可以更有效地防止液态物质溅出或渗漏，从而减少安全风险。
二、安装位置的具体要求
在选择氮封阀的安装位置时，除了考虑其功能性，还需要注意以下几点：
1. 空间充足：确保安装位置有足够的空间，以容纳氮封阀及其附件，避免与其他设备或管道发生干涉。
2. 安全可达：安装位置应便于工作人员安全到达和操作，考虑到必要的通道和工作平台的需求。
3. 防护措施：考虑到环境因素，如风吹、日晒和雨淋等，安装位置应具备一定的防护措施，保证氮封阀的正常运作和使用寿命。
三、安装步骤及注意事项
安装氮封阀需遵循一定的步骤，并注意相关细节，以确保安装质量和使用效果：
1. 准备阶段：检查氮封阀和所有附件是否齐全，并仔细阅读产品说明书，了解安装要求和操作指南。
2. 安装位置选定：根据上述要求进行安装位置的选定，确保安全、可操作且有效。
3. 固定与连接：使用适当的工具和方法将氮封阀牢牢固定在预定位置，确保所有连接点紧固可靠，避免漏气或松动。
4. 测试与调试：安装完成后，进行系统的测试和调试，确保氮封阀能够正常工作。
综上所述，氮封阀安装在储罐顶部是出于对安全性、操作便利性等多方面的综合考虑。在安装过程中，应严格遵守安装位置要求和步骤，确保设备的有效运行和长期使用。
