石化低压储罐氮封装置优化改进方案如何设置氮封系统

采用氮封的储罐，一般为常压罐或低压罐，因此，防止储罐氮气超压是一个重要问题。在化工标准《气封的设置》（HG/T 20570.16-1995）中，给出了氮气供气量的计算方式，“储罐气封装置的供气量应大于或等于由于泵抽出储罐内储存的液体所需的补充气量与由于外界气温变化而产生的储罐内气体冷凝和收缩所需补充的气量之和"。规范中计算的补气量只是一个经验值，工作中还需结合实际，计算出更符合需求的数值，以此来确定氮气管线管径和氮封阀型号。建议专业技术力量不足的企业，委托设计单位计算合理的补气量，既能保证氮封要求也不会造成浪费。

　氮封阀（氮封装置）是由ZZDG型指挥器操作型自力式供氮阀（这里简称供氮阀）和ZZDX型自力式泄氮阀（简称泄氮阀）两大部份组成。当罐内压力升高超过设定值时，供氮阀关闭，泄氮阀打开（罐顶未设呼吸阀，或呼吸阀故障打不开），将罐内多余压力泄放。在储罐内压力降低时，泄氮阀处于关闭状态，供氮阀打开，向罐内注氮气。供氮阀阀前压力最好在1.0Mpa以下，现场压力较高时，可在供氮阀前安装一只ZZYP型自力式压力调节阀将压力减至：1.0 Mpa以下，以提高可靠性和使用效果。

　　二、石化低压储罐氮封装置优化改进方案哪些储罐需要设置氮气保护系统

对于氮封系统的设置，我们来看看国家标准到底是如何要求的？

国家标准《石油化工企业设计防火标准（2018年版）》（GB50160-2008）、《精细化工企业工程设计防火标准》（GB 51283-2020）、《石油库设计规范 》（GB 50074-2014）均对储罐氮封系统的设置有明确要求。

《石油化工企业设计防火标准（2018年版）》（GB50160-2008）规定，当单罐容积小于或等于5000m3的内浮顶储罐采用易熔材料制作的浮盘时，应设置氮气保护等安全措施；储存温度超过120℃的重油固定顶罐应设置氮气保护。

《精细化工企业工程设计防火标准》（GB 51283-2020）规定，当采用固定顶罐或低压罐（单罐容积不小于100m3）储存甲B、乙A类液体时，应采用氮气或惰性气体密封措施。如常见的甲醇、甲苯等甲B类物质；再如可燃液体二硫化碳，自燃点、沸点及闪点均较低，具有的挥发性、易燃性和爆炸性，采用固定顶罐水封加氮封储存比采用单纯的内浮顶罐储存更安全可靠。

《石油库设计规范 》（GB 50074-2014）规定，当选用内浮顶储罐、固定顶储罐储存沸点低于45℃或在37.8℃时的饱和蒸气压大于88kPa的甲B类液体时，应设置氮气密封保护系统。当采用容量小于或等于10000m3的固定顶储罐、低压储罐或容量不大于100m3的卧式储罐储存沸点不低于45℃或在37.8℃时的饱和蒸气压不大于88kPa的甲B、乙A类液体化工品和轻石脑油时，应设置氮气密封保护系统。储存Ⅰ、Ⅱ级毒性的甲B、乙A类液体储罐应设置氮封保护系统。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，可选用固定顶储罐、低压储罐和容量小于或等于50m3的卧式储罐，但应采取氮封等安全保护措施，典型的易自聚不稳定的丁二烯、苯乙烯储罐，应设置氮封系统，防止空气进入储罐。

　　氮封阀（氮封装置）的供（泄）氮压力设定方便，可在连续生产的条件下进行。在设定压力范围内，如从100mm H20需调整到50mm H20，可通过调节供氮阀顶部的调节螺丝，改变弹簧的力，即可达到需要新设定的工艺值。泄氮阀的调整也是同理。呼吸阀设定值调整：在上述设定值调整好后，为避免呼吸阀启闭频繁，呼吸阀的设定值应大于泄压设定置。呼吸阀用于油及液体罐上,来排除罐内的正压和负压气体,使罐内液体进出方便.如罐体上不装呼吸阀罐内的液体进出有一定的障碍,很可能出现罐体变型和振动,该产品设计合理,结构简单,使用方便;是储罐的产品,不可缺少。　

石化低压储罐氮封装置优化改进方案性能及特点：

　　•  新型全天候呼吸阀壳体选用铸铁、铸钢和铝合金，耐腐蚀性好；

　　•  阀盘采用四氟材料，耐低温，防冻性能好；

　　•  结构简单，易检修，安全方便；

　　•  新型全天候呼吸阀性能完全符合石油工业部标准 SY7511-87 规定。　

　　呼吸阀适用范围：

　　•  新型全天候呼吸阀适用于储存闪点低于 28 ℃的甲类油品和闪点低于 60 ℃的乙类油品，如汽油、笨、甲笨、煤油、轻柴油、机油、原油等油品及性质相同的化工产品储罐。　

　　•  可与新型波纹阻火器配套使用。

石化低压储罐氮封装置优化改进方案

《石油化工储运系统罐区设计规范》（SH/T 3007-2014）规定，采用氮气保护的储罐，其操作压力宜为0.2Kpa～0.5Kpa；其他设置有呼吸阀的储罐，其操作压力宜为1Kpa～1.5KPa。为防止储罐超压，除计算符合实际的补气量外，还应采取其他措施。

（1）罐顶安装就地压力表，并设置压力远传功能至DCS或PLC控制系统，设定高、低压报警功能，及时检测压力变化情况。

（2）设置双呼吸阀防止呼吸阀故障。但对于粘度较大、易发生结晶的介质，容易造成呼吸阀堵塞，建议采取其他措施，并对补气管线、排气管线进行伴热处理，降低物料粘结和结晶对阀门和管线的影响，提高安全系数。

3）设置紧急泄放人孔，事故时打开保护储罐。根据《石油化工储运系统罐区设计规范》（SHT 3007-2014）的规定：事故泄压设备的开启压力应大于呼吸阀的排气压力，并应小于或等于储罐的设计正压力；事故泄压设备的吸气压力应小于呼吸阀的进气压力，并应大于或等于储罐的设计负压力；事故泄压设备应满足氮气管道系统和呼吸阀出现故障时保障储罐安全通气的需要；事故泄压设备宜选用公称直径不小于500mm的呼吸人孔。如储罐设置有备用呼吸阀，事故泄压设备也可选用公称直径不小于500mm的紧急放空人孔盖。

阐述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。