上海申弘阀门有限公司
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石油化工罐区氮封系统压力设定参考
氮封系统的压力设定值是确保储罐安全运行、介质稳定储存的核心参数，需平衡 “防止空气进入"、“避免介质过量挥发"、“系统能耗" 三大目标。氮封装置调节阀，供氮阀，泄氮阀，以阀后压力为动力源，引入阀后压力到指挥器膜片上以控制指挥器阀芯位置，改变流经指挥器阀芯的介质压力和流量，使阀门后端压力保持恒定的调节阀。进口自力式氮封阀压力设定在指挥器上的弹簧上实现，拧紧压缩弹簧阀后压力变大，反之则变小，操作简单因而存在方便、便捷、比一般的直接取压自力式压力调节阀精度要高;一般用于储罐氮封系统;调节和稳定储罐的氮气压力，控制精度极其灵敏，控制精度阀后能达到0.0001MPa (100pa，0.1kp)运行过程中压力可以连续调节,特别适合是控制微压场合的工况。 氮封阀无需外加能源，利用被调介质自身能量为动力源，自动控制阀门介质流量，使阀后压力保持恒定的压力稳定装置。现已广泛用于连续送气的天然气采输，城市煤气以及冶金、石油、化工等工业生产部门。该阀控制精度高，比一般直接操作型调压阀高一倍左右。减压比大，反应灵敏，极小的压力或极小的压力变化都可以感知出来，对同一台阀而言，调节范围比普通自力式调节阀广，压力设定在指挥器上实现，因而方便、快捷、省力省时可在运行状态下连续设定。其设定需结合储罐类型、介质特性、操作工况及相关规范，具体确定方法如下：
一、石油化工罐区氮封系统压力设定参考压力设定的核心原则：
氮封系统的压力设定以“微正压"为基础（通常表压范围200Pa -500Pa，特殊工况可放宽至 100 Pa -1000Pa），需满足：
· 下限要求压力≥介质的饱和蒸气压（或呼吸阀正压设定值），防止空气 / 湿气进入罐内，避免介质氧化、污染或形成爆炸性混合物。
· 上限要求：压力≤储罐的设计允许正压（通常常压储罐≤1.5kPa），防止储罐超压变形，同时减少氮气消耗和介质挥发损失。
氮封阀作为储罐氮封系统的重要组件，包括ZZDG供氮阀、ZZDX泄氮阀及呼吸阀。这些关键组件在需要隔绝空气的场合发挥着关键作用，如储罐氮封、超纯水氮封及导热油氮封等氮封保护系统。
△ 供氮阀与泄氮阀的作用
当罐内压力超过设定值时，供氮阀在罐内压力过高时关闭，而泄氮阀则会自动打开，释放多余压力。反之，当罐内压力降低时，泄氮阀将关闭，供氮阀打开，注入所需氮气。
△ 供氮阀前的压力控制
为保证装置的可靠性和使用效果，特别值得一提的是，供氮阀前的压力应控制在1.0Mpa以下。若现场压力过高，可在供氮阀前加装ZZYP型自力式压力调节阀进行减压。
△ 压力设定与调节的灵活性
此外，氮封装置的供（泄）氮压力设定简便，可在生产过程中进行灵活调整。通过调节供氮阀顶部的调节螺丝，可以轻松改变弹簧力，从而设定新的工艺压力值。同时，呼吸阀的设定值也应适当调整，以确保其安全作用得到充分发挥。
02氮封阀的安装注意事项
△ 泄氮阀的安装位置与规格
在安装方面，泄氮阀通常被安装在罐顶，且其口径应与进液阀口径一致。通过这些精细的设计和安装，氮封阀能够确保储罐在添加物料时，压力能够得到及时有效的控制。
△ 氮封阀的安装设计与效果
当储罐的出液阀被打开，用户开始放料时，随着液面的下降，气相部分的容积会相应增大。这导致罐内的压力开始降低。安装过程中精细设计确保了储罐在加料时压力得到控制，通过自动注入氮气维持罐内压力平衡，供氮装置会自动启动，向储罐内注入氮气，从而使得罐内的压力逐渐回升。一旦罐内的压力上升到供氮装置设定的自动关闭值，该装置便会停止注入氮气。
二、石油化工罐区氮封系统压力设定参考关键影响因素与设定依据：
1. 介质特性
· 挥发性与毒性：
高挥发性介质（如汽油、甲醇）：需较低的正压（200-300Pa），避免压力过高导致介质通过呼吸阀 / 紧急泄放阀泄漏，增加损耗和安全风险。
低挥发性或毒性介质（如原油、苯酚）：可适当提高压力（300-500Pa），强化密封效果，防止空气进入引发变质。
· 饱和蒸气压：
氮封压力需 ≥介质在操作温度下的饱和蒸气压（至少高 50-100Pa），否则空气会因罐内压力低于蒸气压而渗入（尤其低温时）。
示例：若某介质 20℃时饱和蒸气压为 150Pa，氮封设定压力需≥200Pa（150+50）。
2. 储罐结构与设计参数
· 储罐设计压力：常压储罐的允许正压通常为 1.5kPa（GB 50341《立式圆筒形钢制焊接油罐设计规范》），氮封压力需远低于此值（一般不超过 50%），预留安全余量。
· 呼吸阀/紧急泄放阀设定值：氮封压力需: 低于呼吸阀正压设定值（通常低 100-200Pa），避免正常操作时呼吸阀开启导致氮气浪费或介质泄漏。
示例：若呼吸阀正压设定为 600Pa，氮封压力宜设为 400 Pa -500Pa。
3. 操作工况
· 进出料频率与速率：
频繁出料或大流量出料时，罐内压力波动大，需设定稍高压力（如 400-500Pa），减少压力骤降导致的空气吸入。
长期静置的储罐，可设较低压力（200-300Pa），降低氮气消耗。
· 环境温度变化：昼夜温差大的地区，需考虑温度升高导致的罐内压力上升（气体膨胀），设定值需预留膨胀空间，避免超压泄放。
经验值：温差每 10℃，罐内压力约上升 30-50Pa，设定时需扣除该部分潜在升压。
4. 安全与环保要求
· 防爆需求：对于易燃易爆介质（如溶剂油），氮封压力需确保罐内氧含量≤8%（体积分数），通过压力抑制空气渗入，此时压力需根据介质爆炸极限计算（通常需更高压力，如 400-600Pa）。
· 环保合规：挥发性有机物（VOCs）排放控制严格的场景，需提高氮封压力（如 300-500Pa），减少介质通过密封面的无组织排放。
三、石油化工罐区氮封系统压力设定参考压力设定值的具体确定步骤：
介质饱和蒸气压（操作温度下，可查手册或实验测定）；
储罐设计允许正压（查设计文件）；
呼吸阀 / 紧急泄放阀的正压设定值（通常由储罐安全泄放计算确定）；
介质爆炸极限、毒性等级及环保排放标准。
2. 计算理论范围：
下限值：Pmin=介质饱和蒸气压+(50∼100)Pa（确保优于介质自身密封能力）；
上限值：Pmax=min[呼吸阀正压设定值−(100∼200Pa), 0.5×储罐设计正压]。
3. 结合工况修正：
若进出料频繁，取下限值与上限值的中高值（如上限值的 80%）；
若环境温差大，取中低值（如下限值的 1.2 倍）；
若介质易燃易爆，优先满足氧含量控制，可适当接近上限值。
4. 验证与调整：
试运行时监测压力波动（正常操作应稳定在设定值 ±50Pa 内）；
若频繁触发呼吸阀泄放，需降低设定值；若氧含量超标，需提高设定值。
四、典型介质的压力设定参考：
主要零件材料
零件名称 | 材料 |
阀体 | ZG230-450、ZG0Cr18Ni9、ZG0Cr18Ni12Mo2 |
阀芯 | 1Cr18Ni9、0Cr18Ni12Mo2(堆焊Stellite) PTFE |
阀座 | 1Cr18Ni9、0Cr18Ni12Mo2(堆焊Stellite) |
阀杆 | 1Cr18Ni9、0Cr18Ni12Mo2 |
膜片 | 丁腈橡胶夹增强涤纶织物、氟橡胶、聚四氟乙烯 |
膜盖 | Q235、Q235涂PTFE |
O形圈 | 耐油橡胶、聚四氟乙烯 |
技术参数
主要技术参数和性能指标
外形尺寸重量
公称通径（DN） | 25 | 40 | 50 | 80 | 100 | 150 | |
法兰端面距（L） | PN16 | 160 | 200 | 230 | 310 | 350 | 480 |
A | PN16 | 115 | 150 | 165 | 200 | 220 | 285 |
B | PN16 | 85 | 110 | 125 | 160 | 180 | 240 |
H1 | PN16 | 83 | 95 | 110 | 140 | 160 | 230 |
H2 | PN16 | 325 | |||||
H | PN16 | 650 | 680 | 750 | 790 | 840 | 990 |
G | PN16 | 16 | 18 | 20 | 20 | 22 | 24 |
S | PN16 | 308 | |||||
nф | PN16 | 4-14 | 4-18 | 4-18 | 4-18 | 4-18 | 8-22 |
重量（kg） | 18 | 27 | 40 | 80 | 108 | 262 | |
应用举例
1、代替ZZV型自力式微压阀
ZZV型自力式微压阀阀前一般要求介质压力≤0.1MPa，而ZZYVP带指挥器操作型自力式压力调节阀则不受此限制。
2、用于氮封装置
氮封装置的贮罐内成品油上端覆盖氮气，其压力一般在100mmH2O左右，通过氮封保护装置加以控制。出液阀开启放油时，贮罐内液位下降，此时，ZZYVP-16B供氮调节阀开度增大，向贮罐内补充氮气使压力增加到设定值为止。进液阀开启进油时，液位上升，气相部分容积减小，氮气压力上升，此时ZZYVP-16B供氮调节阀关闭，而ZZVP-16K泄氮调节阀在压力控制器作用下开启，排出氮气使压力降至设定值。为确保储罐安全，应在罐顶设置呼吸阀。
供氮压力调整：在ZZYVP-16B型压力调节阀选定一设定值如1KPa(100mm.W.C)，通过调整主弹簧1的预压缩(拉伸)量来达到；
泄氮压力调整：在ZZVP-16K泄放阀中的压力控制器部分，通过调整主弹簧预压缩量达到，一般为避免氮封装置启闭频繁，泄氮设定值应远离供氮压力设定值，如2Kpa(200mm.W.C)。
呼吸阀设定值调整：在上述两设定值调整好后，为避免呼吸阀启闭频繁，呼吸阀设定值应大于泄压设定值。两者设定期亦不能靠得太近。呼吸阀型号为：ZZFQ-10。ZZYVP-16B压力设定值为PC，ZZVP-16K压力设定值P1，PC与P1两值不能靠得太近，以免阀门工作太频繁，呼吸阀的排放压力P2的设定值应大于P1，P2与P1两值也不能靠得太近。三者关系PC< P1< P2。
五、石油化工罐区氮封系统压力设定参考规范依据:
国内：《石油化工储运系统罐区设计规范》（SH/T 3007-2014）规定，氮封系统的设定压力应高于介质操作温度下的饱和蒸气压，且低于呼吸阀正压设定值，通常取 200-500Pa。
国际：API 2000《常压和低压储罐的通气》建议，氮封压力需确保罐内气体空间氧含量≤5%（针对易燃介质），并与呼吸阀设定值协调。通过以上方法，可确定既能保障储罐安全、介质稳定，又能控制能耗的氮封压力设定值，实际应用中需结合现场调试优化。
氮封阀通过监测储罐内压力的变化来自动调节惰性气体的流入，保持储罐顶部惰气体层的稳定。氮封阀的核心功能是调节储罐顶部惰气体层的压力。当储罐内的压力降至低于预设值时，氮封阀会感应到这一变化并自动开启，允许惰性气体流入。而一旦压力回升至设定值，阀门便随之关闭，停止惰性气体的进一步流入。
▍ 关键接口功能
此外，氮封阀依赖三个关键接口进行有效的压力调节，分别是与储罐的接口、惰性气体源接口和出气口连接储罐的接口。其一，连接阀门与储罐的接口，用于测量储罐内的压力；其二，连接惰性气体源与阀门的接口，作为惰性气体的供应源；其三，连接阀门出气口与储罐的接口，确保为储罐持续提供必要的惰性气体。
02石油化工罐区氮封系统压力设定参考氮封阀的作用与注意事项
▍ 工作原理与安全
氮封阀，作为调节储罐顶部惰气体层压力的关键设备，其工作原理相当重要。氮封阀在压力变化时自动开启或关闭，保证储罐安全。当储罐内压力低于预设值时，氮封阀会感应到这一变化并自动开启，允许惰性气体流入。而当压力回升至设定值时，阀门则会自动关闭，停止惰性气体的进一步流入。这一系列动作，确保了储罐内压力的稳定，从而保证了储罐的安全与稳定运行。
1、氮封阀装置必须保持完好无损，同时确保惰性气体的供应充足。一旦阀门出现故障或供应不足，储罐内的氧气浓度可能会上升，这与蒸发介质混合后可能产生易燃物质，带来安全隐患。
2、惰性气体应通过有效输送方式引入罐槽中，以确保其能够均匀分布并达到预期效果。
3、必须严格防范任何可能污染惰性气体的来源。惰性系统应配备适当的除湿设备，以尽可能降低湿度，确保气体质量。
▍ 维护性和特性
此外，氮封阀还具备以下现场可维护性和特性：材料多样，包括不锈钢金属部件，等柔软密封和垫圈产品；净化技术，高净化填充应用于高净化产品，确保气体纯净；专门设计，针对罐槽填充进行优化，满足特定需求；运行压力范围在10PSIG到200PSIG的供应压力下有效工作；标准接口采用NPT入口和出口，方便连接；压力平衡阀确保稳定运行；法兰连接选项有ANSI150磅或300磅，灵活选择；补给管过滤器提供额外保护，确保气体质量；自力式结构自动感应并调节填充气体流入；设定点稳定性不受供应压力影响，保持一致；流量调整，通过多种尺寸的阻流器，轻松适应不同大小的储罐。
