精细化工储罐氮封系统如何设置

某化工厂储存醋酸和乙炔合成反应液的储罐液位整体出现下降，导致罐内形成负压并吸入空气，与罐内气相物质（90%为乙炔）混合形成爆炸性混合气体，遇静电火花，发生爆燃，罐内物料流出，蒸发成大量可燃爆蒸气云随风扩散，继而引发空间爆炸。案例的直接原因是爆炸性混合气体与空气混合，遇到点火源爆炸。在此情况下氮封是最常见的预防措施之一，可有效防止储罐发生火灾爆炸事故。

化工企业，特别是精细化工企业通常有两方面疑问：第一，哪些情况需要设氮封？第二，氮封如何设置？安在什么位置？多大的流量能够避免爆炸环境产生？

氮封系统或其他惰性气体保护措施，是保障储罐安全的重要防线，能够有效预防火灾和爆炸事故的发生。然而，在实际应用中，一些企业，特别是精细化工领域的企业，在储罐氮封系统的设置和管理方面，还存在着不少亟待解决的问题。

011.精细化工储罐氮封系统如何设置氮封系统的重要性

1.1 【 问题与隐患 】

目前储罐氮封系统存在诸多问题，包括未安装系统、设计不当、压力控制不良和未设置报警装置等，这些均构成安全隐患。首先，一些应采用氮封的储罐却未配备相应的氮封系统。其次，后期增设的氮封系统往往未经专业设计，导致系统无法正常使用。此外，氮封系统的压力控制也是一个突出问题。例如，进储罐前的氮气管线缺乏自力式调节阀和压力表，或者压力表选型过大，仅依靠手动阀门调节进气量，无法有效监控氮封压力。同时，氮封气源未采用压力分程控制，或自力式调节阀选型不当，造成氮封压力过高或过低，影响系统正常使用。另外，氮气管线或储罐上未设置压力远传和报警装置，也使得压力控制变得困难。此外，氮气管线上的安全设施不足，如缺乏止回阀，以及储罐顶部未设置紧急泄放人孔或紧急泄放阀等保护措施，都是潜在的安全隐患。最后，由于氮封压力的不稳定或出于节约成本考虑，有时会将氮气管线阀门关闭，导致氮封系统未投用，从而无法发挥其应有的安全保障作用。

1.2 【 标准与规范 】

国家标准明确了需设置氮气保护系统的储罐类型，确保储罐的安全储存。例如，《石油化工企业设计防火标准（2018年版）》（GB50160-2008）就明确指出，当单罐容积小于或等于5000m3的内浮顶储罐采用易熔材料制作的浮盘时，应设置氮气保护等安全措施。此外，对于储存温度超过120℃的重油固定顶罐，同样需要设置氮气保护。《精细化工企业工程设计防火标准》（GB 51283-2020）也规定了氮气保护的应用场景，当采用固定顶罐或低压罐（单罐容积不小于100m3）储存甲B、乙A类液体时，应采用氮气或惰性气体密封措施。《石油库设计规范 》（GB 50074-2014）也详细列出了需要设置氮气密封保护系统的场景。

022.精细化工储罐氮封系统如何设置氮封系统设置指南

2.1 【 合理设置要点 】

氮封系统的设计需专业计算，确保压力稳定并配备必要的监控与保护装置。采用氮封的储罐通常为常压或低压罐，因此确保储罐氮气压力稳定至关重要。在化工标准《气封的设置》（HG/T 20570.16-1995）中，明确规定了氮气供气量的计算方法。然而，规范中提供的补气量仅为经验值，实际工作中需结合具体情况进行精确计算，以确定合适的氮气管径和氮封阀型号。此外，《石油化工储运系统罐区设计规范》（SH/T 3007-2014）也给出了氮气保护储罐的操作压力建议，范围为0.2Kpa至0.5Kpa。

2.2 【 管理与维护 】

企业需制定详细操作规程，强化人员培训与设备检查，确保氮封系统的长期稳定运行。为确保氮封系统的持续有效运行，企业需采取一系列管理措施。首先，在操作规程中详细制定氮封系统的操作流程和安全规范，明确压力控制范围、报警阈值，以及偏离正常工况时的应对措施。同时，对相关操作人员进行专业培训，确保他们熟悉并能够正确执行这些规程。此外，日常巡检也是的一环，必须将氮封系统的各项运行参数和设备状态纳入巡检范围，确保任何问题都能得到及时发现和处理。最后，企业还需定期对呼吸阀、压力表等关键设备进行检查和检验。通过这些措施，可以进一步保障氮封系统的安全稳定运行。

《石油化工企业设计防火标准（2018年版）》（GB50160-2008）规定，当单罐容积小于或等于5000m3的内浮顶储罐采用易熔材料制作的浮盘时，应设置氮气保护等安全措施；储存温度超过120℃的重油时，固定顶罐应设置氮气保护。

《精细化工企业工程设计防火标准》（GB51283-2020）规定，固定顶罐或低压罐（单罐容积不小于100m3）储存甲B、乙A类液体时，应采用氮气或惰性气体密封措施。

个别精细化工企业，由于存在早期设计不完善、常压储罐未经正规设计、或者经由其他储罐改造等情况，储罐没有设置氮封或设置不合规的情况依然存在。

一、储罐氮封设置的必要性

在储罐运输或存储过程中，由于储罐内介质与空气接触会导致氧化或腐蚀，甚至引发爆炸等危险事故。为了解决这个问题，储罐设置氮封是必要的。氮气具有惰性、不易燃、不易爆、不易腐蚀等特点，可以有效地保护储罐内介质，防止物质氧化而发生危险。

二、氮气供应设备

储罐设置氮封需要使用专用的氮气供应设备，包括氮气瓶组、供氮管道、气体调节器等。选择合适的氮气供应设备并正确安装使用是保证储罐氮封效果的重要因素。

三、氮气压力

储罐氮封的氮气压力要求在0.02MPa~0.15MPa之间，一般以0.1MPa为宜。氮气的压力过高会导致储罐变形或破裂，压力过低则不能达到氮气封闭的效果，因此要在正确的范围内设置氮气压力。

四、氮气流量

储罐氮封的氮气流量要求在0.2~1立方米每小时之间，一般以0.5立方米每小时为宜。过高的氮气流量会浪费氮气资源，过低则无法达到氮气封闭的效果，因此要在正确的范围内设置氮气流量。

五、使用前检查

储罐氮封设置完成后，在使用前需要进行检查，包括检查氮气压力、流量、管道连接是否正常，检查氮气传递阀门是否关闭等。确保设置完整、正常、安全，否则不能正常使用。

六、精细化工储罐氮封系统如何设置总结

储罐氮封设置的规范要求主要涵盖氮气供应设备、氮气压力、氮气流量等方面，正确的设置可以保证储罐内介质的安全存储和运输。在使用储罐氮封前，一定要进行完整的检查，保证其安全、稳定、可靠的使用。

关于氮封安装，分享两种错误安装场景：一种是直接安装在呼吸阀下部短节位置（图1），另外一种是靠近呼吸阀位置直接焊接在法兰接管处（图2）。这两种场景均会导致氮气直接排出，无法起到氮封作用。

若呼吸阀用在氮封罐上，建议氮气供气管的接管位置一定要远离呼吸阀接口，并由罐顶部插入贮罐内，使氮气进罐后不直接排出，从而达到氮封目的。

大部分工厂设置氮封多采用自力调节阀或者压力控制阀，关于操作方面可参照《石油化工储运系统罐区设计规范》（SH/T3007-2014）规定，采用氮气保护的储罐，其操作压力宜为0.2Kpa～0.5Kpa；其他设置有呼吸阀的储罐，其操作压力宜为1Kpa～1.5Kpa。

同时有些储罐因介质含有腐蚀性，要注意定期检查清理氮气管线，防止氮封失效。