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化工浮顶罐氮封系统设计方案

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详细介绍

化工浮顶罐氮封系统设计方案

本实用新型的目的是提供一种密封性强且能补气迅速的氮封阀。 防止储罐等容器出现过压或负压的方法是在容器顶部设置开口。在这种情况下,在向容器内注入产品时,任何的多余空气或气体可自由离开容器;相反当产品排出时,空气可流入容器内。此类系统还可因温度波动而使容器出现“透气"现象,这通常会导致体积发生巨大变化。

  然而出于多种原因,此方法并不适用于所有产品。进入储罐内的空气可能会污染产品,尤其是当储罐中存储的是有机溶液与碳氢物时,爆炸性气体/空气会在产品上方形成。此外,还有可能发生不良气体与蒸气的释放。由于必须避免这些情况,因此需要将储罐密封。然而,需要将储罐存放在常压条件下,从而避免在对其灌装或温度升高时出现过压,更为重要的是避免在排放产品时出现真空。大型储罐尤其无法承受低压。

浮顶储罐是由漂浮在介质表面上的浮顶和立式圆柱形罐壁所构成。浮顶随罐内介质储量的增加或减少而升降,浮顶外缘与罐壁之间有环形密封装置,罐内介质始终被内浮顶直接覆盖,减少介质挥发。浮顶罐常用于储存温度下饱和蒸汽压低于大气压的甲B和乙A类液体储存。

化工浮顶罐氮封系统设计方案浮顶罐有内浮顶罐及外浮顶罐两种。

  1、内浮顶储罐

  内浮顶罐是带罐顶的浮顶罐,由拱顶罐和浮顶罐结合而成,其外部为拱顶,内部为浮顶。内浮顶储罐具有以下优点:

  一是保证储液质量,减少环境污染,降低灌顶腐蚀,延长储罐寿命。

  相比浮顶罐,带有灌顶的内浮顶储罐,由于内浮盘漂浮在液面上,使得液体没有蒸发的空间,从而使蒸发损失减少85%~96%;同时也可有效防止风、砂、雨雪或灰尘的侵入,减少空气污染以及火灾、爆炸危险,即使发生火灾一般也不会造成大面积燃烧,易于保证储液质量,特别适于储存高级汽油、喷气燃料及有毒的石油化工产品;由于液面上没有气体空间,也降低了罐壁罐顶的腐蚀,使储罐的使用寿命得以延长。

  二是在密封相同的情况下,与浮顶相比,能够进一步降低蒸发损耗。

  与拱顶罐相比,内浮顶储罐也有不足,譬如钢板耗量比较多,施工要求高;密封结构,不便维修,且储罐不易大型化,目前一般不超过10000m³。

  2、外浮顶罐

  外浮顶罐多用于诸如原油、汽油或煤油等有挥发性的石油产品的存储。相对于无浮顶的拱顶罐来说,由于没有蒸发的空间,不仅减少了产品蒸发带来的损失,也减少了油品等有害物质对于环境的污染,使易燃介质与空气混合形成爆炸气体的危险性大为降低。

  在储罐壳体与外浮顶浮盘之间,由于存在100~500mm的间隙,有效保证了运行过程中不会出现卡盘现象。同时,使用边缘密封系统以减少边缘蒸发,浮顶上的中央排水系统可以保证雨雪天积水能够顺利排出,从而避免了沉盘事故的发生。

  氮封系统可确保储罐顶部空间处于惰性空气保护与常压控制之下。实现这一结果的方法之一是连续充入氮气,这是一种相对简单且安全的解决方案。但由于其不断消耗氮气,因此操作成本很高。

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  较为*做法是基于压力的氮封工艺。一般来说,此类氮封系统由下列组件构成:

  •一只在任何时候需要时允许惰性气体进入储罐的氮封阀或调节器;

  •一只允许顶部空间气体流出储罐的泄氮阀、通风装置阀或蒸气回收阀。

  •一只用于防止储罐出现过压或真空的安全压力/真空泄放阀(后者可导致储罐内爆,这种风险会随着储罐尺寸的增大而提高)

  •连接管与惰性气体气源

化工浮顶罐氮封系统设计方案

  在该应用当中,通气阀会在顶部空间体积变小时打开,从而将顶部空间气体排出储罐。当将产品泵抽出储罐或者温度下降时,覆盖调节器将会打开,并向储罐顶部空间充氮,避免压力不足。保持恒定表压可确保空气以及氧气不会进入储罐。温度与天气条件的变化意味着储罐需要连续通气。

化工浮顶罐氮封系统设计方案设备选型及维护的意义:

  设计或维护不当的氮封系统有可能导致严重事故发生。如果说所有的氮封系统均会出现这样或那样的泄漏则并不言过。由于其结构复杂,带有活动组件、包装与密封件的阀门容易发生故障。出现故障的压力变送器会记录错误的顶部空间压力,从而导致氮气消耗过高。当氮封阀无法充分打开时,氮气的流入量将会变得过低,从而导致顶部空间压力下降,进而造成储罐内爆或者空气泄漏至储罐当中。如前所述,这些情况会对产品质量产生影响,根据存储产品的不同,还会大大提高发生爆炸的风险。