石化超纯水氮封阀系统应用案例

ZZYVP型指挥器操作自力式压力调节阀（氮封阀），是一种无须外来能源，利用被调介质自身的压力变化达到自动调节和稳定阀后压力为设定值的节能型压力调节阀。该阀压力设定在指挥器上实现，方便、快捷，压力设定值在运行中也可随意调整；控制精度高，可比一般ZZY型直接操作自力式压力调节阀高一倍，适合于控制精度要求高的场合。它广泛应用于化工、石油、冶金、电力、轻纺等工业部门中用作生产过程的自动调节。

二、石化超纯水氮封阀系统应用案例结构与原理

ZZYVP型指挥器操作自力式压力调节阀是由指挥器、调节阀、执行机构和阀后接管四部分组成。（见图一）

工作原理：介质以所示箭头方向进入阀体，一路经过滤减压器减压后的压力被引入指挥器；另一路通过阀芯、阀座，节流后的压力流向阀后，并通过导压管引入指挥器执行机构。当阀后压力高于设定压力时，其压力作用在指挥器薄膜有效面上产生一个推力带动指挥器阀芯关闭，切断引入主阀执行机构膜室中的压力，使主阀阀芯关闭，阀后压力随之降低。当阀后压力低于设定值时，由于指挥器主弹簧的反作用力打开指挥器阀芯，阀前压力又被引入主阀执行机构膜室产生推力，使主阀阀芯打开，阀后压力随之升高。如此往复，保持阀后压力为设定值。

储罐氮封控制原理

氮封装置被广泛应用于储罐的顶部，其核心作用是维持储罐的微正压状态，从而有效隔离罐内物料与外界环境的接触。这一设计不仅减少了物料的挥发和浪费，还有助于保护储罐的安全。在储罐上安装氮封系统后，系统会持续监控罐内气相空间的压力，并维持在0.2-0.5kPa的范围内。

一旦气相空间压力超过0.5kPa，氮封阀会自动关闭，停止氮气的供应；而当气相空间压力降至0.2kPa以下时，氮封阀则会开启，补充氮气，确保储罐在运行过程中不会吸入空气，进而防止形成可能引发爆炸的气体。

此外，储罐氮封系统所使用的氮气纯度应不低于99.96%，且氮气压力宜控制在0.5~0.6 MPa范围内。

02石化超纯水氮封阀系统应用案例储罐氮封的设置要求

在设置储罐氮封时，是否配备氮封设施及氮封阀需遵循相关规范。

这些规定旨在确保储罐的安全、稳定运行，以及减少物料的挥发和浪费。通过合理配置氮封系统，可以有效隔离罐内物料与外界环境，从而防止形成可能引发爆炸的气体。同时，系统持续监控储罐气相空间的压力，确保其维持在安全范围内，进一步保障储罐的安全。

根据SH/T3007《石油化工储运系统罐区设计规范》的相关条款，对于其他甲B、乙A类液体化工品，若存在特殊储存需求，可以选择固定顶储罐、低压储罐或容量不超过100m³的卧式储罐。但必须采取以下措施之一：一是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；二是控制储存温度低于闪点5℃及以下。此外，该规范还明确规定，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，并应配备氮气或其他惰性气体密封保护系统。

根据《石油化工储运罐区VOCs治理项目指导意见》的要求，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治理的储罐，都应设置氮气密封系统。

此外，在防止储罐挥发性有毒或可燃气体外泄、防止储罐内物料与氧气接触发生氧化或化学反应等场合，也需要设置储罐氮封系统。

03石化超纯水氮封阀系统应用案例储罐氮封工艺流程

❒ 正常情况下的氮封

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的压力在0.2至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；而当压力降至0.2kPa以下时，氮封阀会开启，补充氮气。若氮封阀需要检修或出现故障，则可通过限流孔板旁路向储罐内补充氮气。当罐内压力超过1.5kPa时，通过带阻火器的呼吸阀将多余气体排出（短期连续补充氮气）。

❒ 使用呼吸阀的安全排放

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，呼吸阀会启动，通过带阻火器的装置将多余气体排出罐外。同样地，若氮封阀因故障无法及时开启，使罐内压力降至-0.3kPa以下，呼吸阀同样会动作，通过带阻火器的装置向罐内补充空气，从而确保罐内压力不低于设计压力低限-0.5kPa。

❒ 旁路补充氮气操作

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，并且其定压值不得超过储罐的设计压力上限，即2.0kPa。

在需要补充氮气时，应通过限流孔板旁路进行，并确保流量与油品出罐流量相当。氮气管道的规格为DN50mm，且操作压力维持在0.5MPa。

❒ 阻火器的使用要求

若储罐间通过气相连通管道相连，则每台储罐的气相出口管道都必须安装阻火器，以遏制事故的进一步发展。所选用的阻火器必须满足安全性能要求，且其阻力降不得超过0.3kPa。

❒ 不同氮封方式的示例

图-1展示了一种简易的固定顶罐氮封方式。在此设计中，需合理设定氮封阀与呼吸阀的参数。氮封阀的设定值应位于呼吸阀的呼气与吸气设定值之间，而呼吸阀的设定值大小则直接关系到氮气的消耗量。

对于常压罐或容器，另一种氮封方式如图-2所示，它通过精确控制进口（氮气进入）和出口（气相放空）的压力来实现氮封效果。在罐内，始终维持着一定的压力，且该压力不会超过10KPa（表压）。

 石化超纯水氮封阀系统应用案例

超纯水系统中为什么需要用氮封水箱?我们都知道空气中含有二氧化碳、细菌、尘埃等杂质，而超纯水为纯的溶剂，对这些杂质的溶解能力很强，故一旦超纯水与空气接触，就会使其电阻率迅速下降，实践证明15MΩ.cm以上的超纯水暴露在空气中1分钟后水质就会下降至3-4MΩ.cm，3分钟以后就会下降到2MΩ.cm左右。因此超纯水的储存容器需确保水体与空气的接触，而氮封水箱是常见，实施简单，效果好。

超纯水氮封水箱是将一定量的氮气充入密封的水箱内，水箱内氮气压力不大于80Kpa，氮气是惰性气体能防止CO2等其它物质溶入水中影响水质，保证水箱内的水不受二次污染而导致水质下降。

集成电路工业中用于半导体原材料和所用器皿的清洗、光刻掩模版的制备和硅片氧化用的水汽源等。此外，其他固态电子器件、厚膜和薄膜电路、印刷电路、真空管等的制作也都要使用超纯水设备。超纯水取水后很容易遭到环境污染，所以即取即用的方式是最合适的。只有把超纯水与环境接触的时间缩到极短，才能够获得纯度稳定的超纯水。

超纯水氮封系统在化工水处理应用纯化水设备

纯水储桶安装空气过滤器，防止环境因素造成的污染。

储水桶请勿放置在日光直射处，水温上升，容易造成微生物繁殖。特别是半透明储水桶，也会因为日光通透而造成藻类繁殖。

超纯水取水时一定要将初期的出水放掉，以获得稳定的水质。

取水时让超纯水顺着容器侧壁流入，尽量不要让气泡产生，可降低空气污染。

长时间不用纯水时，应将压力储水桶中的RO水全部放掉以防止污染。

以上是如何保持超纯水的水质的方法，希望对您有所帮助。近几年超纯水设备在表面清洗、涂装、电解行业、化工行业和太阳能光伏行业的应用也日趋广泛。创洋公司生产的超纯水设备应用领域广、出水水质稳定、操作简单、维护方便，得到各行业的一致认可。

石化超纯水氮封阀系统应用案例

三、主要参数、性能指标与材料

1、主要参数及主要性能指标见表一                                        表一

2、压力调节范围见表二                                                   表二

、主要零件材料见表三                                                   表三

4、外形尺寸见表四、图二                                    表四   单位：mm

注： 1）标准法兰连接形式PN16为凸面，连接尺寸铸铁法兰按GB4216.5-84，铸钢法兰按GB9113-2000、JB/T-94，阀体法兰及法兰端面距也可按用户指定标准制造，如：ANSI，JIS，DIN等标准。

    2）接管根据用户需要配置

5、石化超纯水氮封阀系统应用案例产品重量见表五                                           表五   单位：Kg

四、石化超纯水氮封阀系统应用案例安装、维护与调试

1、安装（见图三）

（1） 检查整机零件是否缺损与松动，对使用有害人体健康的介质，必须进行强度、密封、泄漏与精度测试。

（2） 在安装前，对管道进行清洗（否则由于焊渣等管道垃圾，损坏阀芯密封面，导致阀门不能正常工作），阀门入口处要有足够的直管段，并配有过滤器。阀体与管道的法兰连接，要注意同轴度。

（3） 安装场地应考虑到人员与设备的安全，即便于操作，又有利于拆装与维修。

（4） 阀门应正立垂直安装在水平管道上，导压管必须安装在距离阀出口至少六倍于公称通径的阀后管道上。阀自重较大与有振动的场合，要用支撑架，尽量避免水平安装。

（5） 介质流动方向应与阀体上的箭头指向一致。因微压阀属于精密仪表，其中指挥器膜片直接承受介质压力，若阀门反装或管道有反冲压力，则指挥器膜片由于受压过高导致膜片损坏，阀门不能工作。阀门应在环境温度-25～+55℃场所使用。

（6） 为使自控系统失灵或检修阀门时，仍能连续生产，应设置旁路阀（见图三）。

1、 维护：

（1） 清洗阀门：对清洗一般介质，只要用水洗净就可以。但对清洗有害健康的介质，首先要了解其性质，在选用相应的清洗办法。

（2） 阀门的拆卸：将外露表面生锈的零件先除锈，但在除锈前，要保护好阀座、阀芯、阀杆与推杆等精密零件的加工表面。拆装阀座时应使用专用工具。

（3） 阀芯、阀座：二密封面有较小的锈斑与磨损，可用机械加工的方法进行修理，如损坏严重必须换新。但不管修理或更换后的硬密封面，都必须进行研磨。

（4） 阀杆：表面损坏，必须换新。

（5） 压缩弹簧：如有裂纹等影响强度的缺陷，必须换新。

（6） 易损零件：填料、密封垫片与O型圈，每次检修时，全部换新。膜片必须检查是否有预示将来可能发生裂纹、老化与腐蚀等痕迹，根据检验结果，决定是否更换，但膜片使用期一般最多2～3年。

（7） 阀门组装要注意对中，螺栓要在对角线上拧紧，滑动部分要加润滑油。组装后应按产品出厂测试项目与方法调试，并在这期间，可更准确地调整填料压紧力与阀芯关闭位置。

2、 石化超纯水氮封阀系统应用案例调试

所需要压力值是通过对指挥器顶部的调节螺母的操作而得到调整，打开顶部的防尘盖，用扳手调整调节螺母。顺时针方向旋转使压力增大，逆时针旋转则压力减小。安装在压力调节阀后的压力表，可使工作人员借以观察调整后的压力给定值。