石油化工储罐氮封系统压力控制设计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。

指挥器操作自力式压力调节阀由控制阀门、执行器、压力弹簧、指挥器、脉冲管等部件组成。自力式氮封阀主要用于保持容器顶部保护气体（一般为氮气）的压力恒定，以避免容器内物料与空气直接接触，防止物料挥发、被氧化，以及容器的安全。该阀压力设定在指挥器上实现，方便、快捷，压力设定值在运行中也可随意调整；控制精度高，可比一般zzy型直接操作自力式压力调节阀高一倍，适合于控制精度要求高的场合。特别适用于各类大型储罐的气封保护系统。该产品具有节能、动作灵敏、运行可靠、操作与维修方便等特点。广泛应用于石油、化工、冶金、电力、轻纺等工业部门中用作生产过程的自动调节。

石油化工储罐氮封系统压力控制设计方案符合国家标准的新一代阀门产品，其特点有：

1.无需外加驱动能源的节能型自控系统，设备费用低，适用于各种工况环境；

2.结构简单，维护工作量小；

3.设定点可调且范围宽，便于用户在设定范围内连续调整；

4.执行机构敏感，极微小的压力变化即可会检测出，控制精度高；

该产品特别适用于个行业的储罐的气封系统及安全保护系统。如储罐氮封。罐区是整个石化化工、能源供应链中的重要设施且投资巨大，根据相关研究数据，储罐事故占炼油厂和罐区事故的74%，其中12%被列为重大事故。而由于储罐内经常会存储着危险和易燃液体，一旦出现泄漏、溢流、爆炸等安全事件后果不堪设想。储罐的安全性通常与储罐压力控制有关，罐顶压力控制数字化解决方案帮助客户及时了解储罐的异常情况，提高设备可靠性、储罐和人员的安全性。

石油化工储罐氮封系统压力控制设计方案储罐压力管理

由于液位和温度变化或异常情况（如火灾或系统故障）导致储罐压力变化，可通过氮封阀、蒸发气回收阀、呼吸阀、紧急泄放阀进行管理，防止储罐超压或真空时需要迅速释放过大的正压或负压，以确保储罐的安全。

一般来说，储罐需要三层压力防护层，由不同设置点的压力控制产品控制储罐的呼吸，并防止超压和失压事件发生。

第一层保护：氮封阀和蒸发气回收阀

当储罐液位降低或温度降低，罐内气体压力稍低于氮封阀设定点时，氮封阀补气，精确控制储罐内微正压，并能起到有效隔绝空气和湿气，提高罐内产品质量。当罐顶气体压力稍高于蒸发气回收阀设定点时，蒸发气回收阀开启排放气体，通过管道进入客户的尾气回收系统进行处理并重新利用，避免过多或者过于频繁的向大气中排放氮气与可挥发性有机物（VOCs）。

第二层保护：呼吸阀

当罐内气体压力继续上升时，蒸发气回收阀已经无法通过排出部分气体而使罐顶压力恢复正常，呼吸阀的呼阀部分就会打开，排放过量气体，降低罐顶压力。但呼阀并不会经常打开，因为大多数微量的气体排放已经通过蒸发气回收阀实现。当罐内气体降低，真空压力高于吸阀设定值时，呼吸阀的吸阀开启，吸入空气，保证罐内气体压力正常。这就是第二层压力保护措施。

第三层保护：紧急泄放及紧急吸入阀

紧急泄放阀的超压泄放功能通常在火灾工况被启用。在罐区发生火灾时，罐外的温度骤然上升，罐内大量气体挥发，蒸发气回收阀和呼吸阀的排放能力都不能满足罐内压力泄放的需求，紧急泄放阀会被打开。此产品口径较大，一般为24英寸或者更大。当罐内压力急剧减少或超真空时，吸阀吸入量无法满足要求时，紧急吸入阀自动开启，紧急吸入大量气体，尽快使罐内恢复正常压力。带真空吸入功能的紧急泄放阀带真空吸入功能的紧急泄放阀

阻止火焰传播解决方案

储罐内储存介质为易挥发性可燃介质时，为防止外部火焰进入储罐或阻止火焰在设备、管道间蔓延，需安装阻火器。艾默生可根据实际需求，提供管末端阻火器、管道式阻爆燃阻火器及阻非稳态爆轰型阻火器，确保外界火源不会进入到罐内，避免储罐内部起火。结合所有以上产品可以精确的控制储罐压力，在超压、失压和火焰发生时对储罐进行的保护。

无线远程监测

在罐顶阀门上安装无线仪表，为用户提供远程监控和即时反馈，帮助用户及时发现阀门异常状况，尽早做阀门维护，防止事故的发生，提高罐区安全。850/950型呼吸阀和2000型紧急泄放阀提供远程监控选项，包括接近传感器和无线变送器。接近传感器检测泄放阀的移动，“打开"或“关闭"信号由无线变送器接收，并可通过网关发送至控制室。

石油化工储罐氮封系统压力控制设计方案

储罐罐顶压力控制一般容易被忽略，一旦发生事故，后果极其严重。艾默生深耕能源行业几十年，深深了解客户的痛点并由此研发和制定了相关解决方案，从失压-低压-高压-超压均能提供优秀的解决方案和产品。通过艾默生无线远程监控系统，为客户提供完整的远程可视化系统和即时通讯。储罐安全了，意味着工作人员的安全、储罐维修费用的减少、计划外停车时间的减少，因此而产生的维护成本也大幅减少。此外，采用*储罐压力控制方案，大大减少罐内的产品损失，减少排放，避免了因过量排放造成的社会负面评价、减少环保违规造成的罚款，有效帮助企业达到企业绩效。

建议对储罐压力控制进行整体设计，要考虑各个保护设备合理的压力设定区间。《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。