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化工储罐氮封系统压力调试

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详细介绍

化工储罐氮封系统压力调试的贮罐内液体上端覆盖氮气,其压力一般在100mmH2O左右,通过氮封装置加以控制。出液阀开启释放液体时,贮罐内液位下降,此时,氮封装置开度增大,向贮罐内补充氮气使压力增加到设定值为止。化工厂储存可燃液体的储罐常采用氮气作为保护性气体,以避免储存物料和空气中的氧气接触形成爆炸性混合物,而发生燃爆风险。氮封方法是利用氮封阀、泄氮阀、呼吸阀组成氮封系统(如图1所示),使储罐在进料、出料和无操作的过程中,始终保持一定的正压,防止空气进入储罐内。
常用的氮封系统在实际使用过程中存在呼吸阀密封不好,导致储罐在无操作时氮气会从呼吸阀漏出的问题,一方面会导致氮气消耗量增加,另一方面氮气会夹带物料到排空和尾气处理系统,从而增加物料损失和VOC排放。此外,氮封阀、泄氮阀和呼吸阀三个设备保养和维护工作量也比较大。
    进液阀开启充入液体时,液位上升气箱部分容积减小,氮气压力上升,此时,供氮装置关闭;而泄氮装置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。在储罐上设置氮封系统,维持罐内气相空间压力在1.2KPa左右,当气相空间压力高于1.4KPa时,氮封阀关闭,停止氮气供应;当气相空间压力低于0.8KPa时,氮封阀开启,开始补充氮气,保证储罐在正常运行过程中不吸进空气,防止形成爆炸性气体。
储罐氮封系统使用的氮气纯度不宜低于99.96%,氮气压力宜为0.5-0.6MPa。 

OFFER

 

 

 

 

NITROGEN SUPPLY VALVE

 

 

 

 

FROM

TO

 

进口压力

0.2

0.8

MPa

进口压力

29

116

Psig

进口压力

2

8

Bar g

阀门打开

罐内压力小于

罐内压力小于

 

 

 

1 Kpag

1 Kpag

 

阀门关闭

罐内压力大于

罐内压力大于

 

 

 

1 Kpag

1 Kpag

 

出口压力

1

1

Kpa g

出口压力

0.15

0.15

Psig

出口压力

0.01

0.01

Bar g

出口压力

4.0

4.0

Inch WC g

出口压力

0.30

0.30

Inch Hg g

OFFER

 

 

 

 

NITROGEN VENT VALVE

 

 

 

 

 

常关状态

打开状态

 

进口压力

1

2

Kpa g

进口压力

0.15

0.29

Psig

进口压力

14.82

14.97

Psia

进口压力

0.01

0.02

Bar g

进口压力

4.0

8.0

Inch WC g

进口压力 

0.30

0.59

Inch Hg g

阀门打开

罐内压力大于

 

 

 

 

1 Kpag

 

 

阀门关闭

罐内压力小于

 

 

 

 

1 Kpag

 

 

当地大气压出口压力

 

 

出口压力

14.68

14.68

Psia

出口压力

1.012

1.012

Bara

出口压力

1,012

1,012

miliBara

出口压力

406.4

406.4

INCH WC ab

出口压力

29.88

29.88

INCH Hg ab

 

 化工储罐氮封系统压力调试工艺方案
以4台轻质油内浮顶储罐组成的罐组为例,设计方案如下:

      1)内浮顶储罐改造
a)      封堵储罐罐壁(顶)的通气口。
b)      核算罐顶呼吸阀是否满足设置氮封后的需求。
c)      在储罐罐顶增加氮气接入口和引压口.为确保压力取值的准确性,两开口之间的距离不宜小于1m。
d)      量油孔应加导向管,确保量油作业时不影响氮封压力。
e)      储罐罐顶增加紧急泄压人孔接口。


2)化工储罐氮封系统压力调试工艺流程
a)      在每台储罐上设置先导式氮封阀组和限流孔板旁路,正常情况下使用氮封阀组维持罐内气相空间压力在1.2KPa左右,当气相空间压力高于1.4KPa时,氮封阀关闭,停止氮气供应;当气相空间压力低于0.8KPa时,氮封阀开启,开始补充氮气;当氮封阀需要检修或故障时,使用限流孔板旁路给储罐内补充氮气,压力高于1.5KPa时,通过带阻火器的呼吸阀外排(短时间连续补充氮气)。
b)      当氮封阀事故失灵不能及时关闭,造成罐内压力超过1.5Kpa时,通过带阻火器的呼吸阀外排;当氮封阀事故失灵不能及时开启时,造成罐内压力降低至-0.3Kpa时,通过带阻火器呼吸阀向罐内补充空气,确保罐内压力不低于储罐的设计压力低限(-0.5Kpa)。
c)      为确保设置氮封储罐事故工况下的安全排放,应在储罐上设置紧急泄放阀,紧急泄放阀定压不应高于储罐的设计压力上限(2.0Kpa)。
d)      当需要使用限流孔板旁路补充氮气时,流量宜等于油品出罐流量,氮气管道的管径为DN50,氮气的操作压力为0.5MPa。
e)      若在相同油品储罐之间设置有气相联通管道,每台储罐出口均应设置阻火器,以防止事故扩大。
f)      阻火器应选用安全性能满足要求的产品,且阻力降不应大于0.3KPa。

    供氮压力调整:在氮封装置选定一设定值如1KPa(100mmH2O),通过调整主弹簧的预压缩(拉伸)量来达到。
    泄氮压力调整:在氮封装置泄放阀中的压力控制部分,通过调整主弹簧的预压缩(拉伸)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(200mmH2O)。
    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氮阀设定值,两者设定值也不能靠得太近。
供氮装置压力设定值为PC,泄氮装置压力设定值为P1,PC与P1两者不能靠得太近,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。