之前介绍自力式压力调节阀在化工行业应用，现在介绍钢制储罐氮封阀设计规范原油储罐在运行过程中出现大小呼吸的原因及原油储罐罐顶安装呼吸阀解决大小呼吸时存在的安全隐患及大气污染等缺点,提出了利用天然气气封系统解决上述问题的方法.当储罐气体压力高于气封压力时,储罐内气体通过泄压阀自动排入火炬水封罐内;当储罐内气体冷凝或收缩导致储罐内压力下降并低于系统设定值时,通过补气系统中的旋风分离器分离出的天然气对储罐进行补气封,以阻止外界气体进入.该系统已在中石化加蓬AKONDO油田储罐中成功应用,有效解决了传统罐顶安装呼吸阀导致的排气对周围空气的污染和吸气造成罐内空气和油蒸气混合的情况,避免了储罐的胀罐和瘪罐的发生,为储罐吸气、排气现象引起的安全和环保问题提供了一种新的解决思路.

储罐氮封系统是利用氮气在封闭的储罐气体空间形成一种微弱的正压装置，目的是防止储罐内储存介质与空气中的氧气接触，使之与外界隔绝，防止产品的氧化变质，另外通过保持储罐的微正压避免罐顶及罐壁变形。但是，氮封系统使用过程中会出现失效情况。这就要通过对氮封系统保护的介质性质、氮封系统安装、氮封阀结构和材质、环境等方面进行分析，从而采用的方案，确保氮封系统完好运行。合理设定氮封系统中各阀(氮封阀、泄氮阀、呼吸阀)的压力，可避免氮封失效。泄氮阀和氮封阀分别起“呼”、“吸”作用，呼吸阀仅起安全保护作用。分别从氮封系统适用工况、设计原则、供气量计算、注意事项等方面进行了详细阐述，通过对氮封系统的合理设计，可规避安全风险、降低事故概率。钢制储罐与非金属储罐比较具有防火性能好、造价低、施工快、防渗防漏性好、检修容易等优点，故要求地上储罐采用钢制储罐。
6.1.2 沸点低于45℃或在37.8℃时的饱和蒸气压大于88kPa的甲B类液体在常温常压下极易挥发，所以需要采用压力储罐、低压储罐或低温常压储罐来抑制其挥发。对本条第1款、第2款具体要求说明如下：
    1 用压力储罐或低压储罐储存甲B类液体，罐内易燃气体浓度较高，要求“防止空气进入罐”是为了消除储罐爆炸危险，常见的措施是向储罐内充氮，保持储罐在一定正压范围内；要求“密闭回收处理罐内排出的气体”是为了避免有害气体污染大气环境。
    2 对沸点小于45℃或在37.8℃时的饱和蒸气压大于88kPa的甲B类液体，采取低温储存方式也是一种可以抑制其挥发的有效措施。“控制储存温度使液体蒸气压不大于88kPa”可以避免沸腾性挥发，但仍有较强的挥发性，所以要求“选用内浮顶储罐”来抑制其挥发。“控制储存温度低于液体闪点5℃及以下”，气体挥发量就很少了，基本处于安全区域。要求“设置氮封保护系统”，是为了防止控制措施不到位或失效的安全保护措施。

6.1.3 钢制储罐氮封阀设计规范对本条规定说明如下：
    上海申弘阀门有限公司主营阀门有：截止阀,电动截止阀储存沸点大于或等于45℃或在37.8℃时的饱和蒸气压不大于88kPa的甲B、乙A类液体可以常温常压下储存，但仍有较强的挥发性，所以规定“应选用外浮顶储罐或内浮顶储罐”来抑制其挥发。采用外浮顶或内浮顶储罐储存甲B类和乙A类易燃液体可以减少易燃液体蒸发损耗90％以上，从而减少烃类气体对空气的污染，还减少了空气对物料的氧化，保证物料质量，此外对保证安全也非常有利。
    有些甲B、乙A类液体化工品有防聚合等特殊储存需要，不适宜采用内浮顶储罐。因此，本条规定允许这些甲B、乙A类液体化工品选用固定顶储罐、低压储罐和容量小于或等于50m3的卧式储罐，但应采取氮封、密闭回收处理罐内排出的气体、控制储存温度低于液体闪点5℃及以下等必要的安全保护措施。
6.1.4 甲B类和乙A类油品是易挥发性液体，选用外浮顶储罐或内浮顶储罐可以抑制其挥发。本条的“成品油”不包括在37.8℃时的饱和蒸气压大于或等于88kPa的轻石脑油。
    为保证3号喷气燃料的质量，机场油库3号喷气燃料储罐内需安装浮动发油装置，从油位上部发油，安装了浮动发油装置的3号喷气燃料储罐采用内浮顶罐有诸多不便。根据中国航空油料集团提供的实测数据，全国绝大多数民用机场油库3号喷气燃料储罐高储存温度低于油品闪点5℃以下，罐内油气浓度达不到爆炸下限(1.1％V)，基本处于安全状态，在这种情况下，3号喷气燃料采用固定顶储罐是可行的。机场油库如采用固定顶储罐，则在采购3号喷气燃料时，应要求闪点指标高于机场所在地油品的高储存温度5℃及以上。由于全国各地机场气温差异较大，如不能保证高储存温度低于油品闪点5℃及以下，为了安全，还应采用内浮顶罐。
6.1.5 乙B类和丙类液体危险性较低，可以根据实际需要任意选用外浮顶储罐、内浮顶储罐、固定顶储罐和卧式储罐。
6.1.6 钢制单盘式或双盘式浮顶结构强度高、密封效果好、耐火性能强，外浮顶储罐一般都是大型储罐，因此，为安全起见，本条规定“外浮顶储罐应选用钢制单盘式或双盘式浮顶”。
6.1.7 对本条各款规定说明如下：
    1 非金属内浮顶，浅盘式或敞口隔舱式内浮顶安全性能差故限制其使用。
    2 甲B、乙A类液体火灾危险性较大，所发生的储罐火灾事故绝大多数也是这类液体储罐，加强其安全可靠性是必要的；目前广泛采用的组装式铝质内浮顶属于“用易熔材料制作的内浮顶”，其安全性相对钢质内浮顶要差，储罐一旦发生火灾，容易形成储罐全截面积着火，且直径越大越难以扑救，造成的火灾损失也越大，所以本款对直径大于40m的储存甲B、乙A类液体的内浮顶储罐，限制其使用“用易熔材料制作的内浮顶”是必要的。储存Ⅰ、Ⅱ级毒性的液体的储罐一旦发生火灾事故，将造成比油品储罐火灾更严重的危害，故对储存Ⅰ级和Ⅱ级毒性的甲B、乙A类液体储罐应有更高的要求。
    3 根据现行国家标准《泡沫灭火系统设计规范》GB 50151-2010第4.4.1条的规定，采用钢制单盘式或双盘式的内浮顶储罐，泡沫的保护面积应按罐壁与泡沫堰板间的环形面积确定；其他内浮顶储罐应按固定顶储罐对待(即泡沫需要覆盖全部液面)。安装在储罐罐壁上的泡沫发生器发生的泡沫大流淌长度为25m，为保证泡沫能够有效覆盖保护面积，故规定“直径大于48m的内浮顶储罐，应选用钢制单盘式或双盘式内浮顶”。
    4 “新结构内浮顶”是指国家或行业标准没有对其进行技术要求的内浮顶。
6.1.8 限制储存Ⅰ、Ⅱ级毒性的甲B、乙A类液体储罐容量是为了降低其事故危害性，氮封保护系统可有效防止储罐发生爆炸起火事故，进一步加强有毒液体储罐的安全可靠性。常见易燃和可燃有毒液体毒性程度举例见表2。采用氮气充填于固定顶储罐的气相空间谓之氮封。因氮气的密度小于有机气体而浮于其上故而形成氮封。

氮封具有以下特点:

①氮封可减少有机气体挥发;

②氮封能有效防止有毒气体对周围环境的污染;

③氮封可防止储罐内爆炸性混合气体的形成,且对储存物质的性质无任何影响;

④氮封可以减少吸水性物质对空气中水分的吸收;

⑤氮封可以隔绝易氧化物质与空气中氧气发生氧化反应。

钢制储罐氮封阀设计规范

(1)由于采用了氮封技术,罐内气体空间是油蒸汽和氮气混合气体,因而不会形成混合性爆炸气体,罐内不会发生燃烧爆炸。同时可有效地防止罐内油品中硫化物的“自燃”。
　　(2)由于氮气比油蒸气轻,浮在油蒸气的上面,因此向罐外呼气时,主要是呼出氮气。吸气
　　时,氮气会自动快速地补入罐内,提高罐内压力,有效地抑制油品蒸发,从而大大地降低了油品的“大、小呼吸”损耗,提高经济效益。
　　(3)由于只是向罐内补充洁净的氮气,避免了吸入空气。从而可以防止油品氧化、吸水。同时又由于大大地降低了呼吸损耗,可有效地抑制油品中轻组分蒸发呼出,保证油品储存质量。
　　(4)由于大大地降低了油品的呼吸损耗,呼出的是氮气,因此可有效地减少操作空间有毒有害的油蒸气,避免油气对环境污染的隐患,保护环境,维护职工的身心健康。

钢制储罐氮封阀设计规范

本实用新型公开了一种氮封系统，包括多个储油罐、供氮管线、泄氮管线和呼吸阀管线，多个储油罐并联于供氮管线和泄氮管线之间，呼吸阀管线包括并列连接有多个储油罐的主管线，通过并列的两个支管线分别与主管线连接的两个呼吸阀，设置于支管线上的气体阀门，本实用新型所提供的氮封系统，能够改善呼吸阀检修过程中，无法连续作业的问题。与本文相关的论文：自力式煤气调压阀组