石化储罐氮封装置设计优化方案 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。 
氮封阀关闭，停止氮气供应；当气相空间压力低于0.5KPa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。储罐氮封系统装置使用的氮气纯度不宜低于99.96%，氮气压力宜为0.2~0.6MPa。当罐内压力超过1.1KPA（G）时,泄氮阀工作,确保罐顶压力低于1KPA(G).必定会在纯水箱处增加氮封阀，甚至于一些小机器都会在纯水箱的接口处增加氮封阀。氮封装置可以在无需外界能源，能在无电、无气的场合工作，既方便，又节约能源，降低成本。 
避免以上情况的发生，需要将储罐密封；然而，储罐中物料存放在常压条件下，需要避免在对其灌装或温度升高时出现过压，也需要避免在排放产品时出现真空，因此气封系统的安装显的尤为必要。氮封系统是基于压力的气封工艺，可确保储罐顶部空间处于惰性气体保护与微正压控制之下。
二、石化储罐氮封装置设计优化方案工艺方案
1.内浮顶储罐改造
1）封堵储罐罐壁（顶）的通气口。防止储罐等容器出现过压或负压方法是在容器顶部设置开口;此种情况下，再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。但是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（或空气）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。
2）核算罐顶呼吸阀是否满足设置氮封后的需求。呼吸阀的数量及规格按照《石油化工储运系统罐区设计规范》SH/T 3007-2007确定（见表一）。呼吸量除满足储罐的大、小呼吸外，还应考虑氮封阀不能关闭时的进气量等因素。
3）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。
4）量油孔应加导向管，确保量油作业时不影响氮封压力。
5）储罐罐顶增加紧急泄压人孔接口。
石化储罐氮封装置设计优化方案技术参数和性能 阀体 | 公 称 通 径 | DN25、32、40、50、65、80、100mm |
|---|
| 公 称 压 力 | PN1.0M Pa JB/T79.1-94、79.2-94等 | | 法 兰 标 准 | | 阀 体 材 料 | 铸铁（HT200）、铸钢（ZG230-450）、铸不锈钢（ZG 1Cr18Ni9Ti、ZG1Cr18Ni12Mo2Ti） | | 阀芯材料 | 硬 密 封 | 不锈钢（1Cr18Ni9Ti、1Cr18Ni12Mo2Ti） 不锈钢镶嵌橡胶圈 | | 软 密 封 | | 阀 杆 材 料 | 不锈钢（1Cr18Ni9Ti、1Cr18Ni12Mo2Ti） | | 流 量 特 性 |
| | 使 用 温 度 |
执行器 | 压力设定范围(KPa) | 0.4～0.5 5～10 9～14 13～19 18～24 22～28 27～33
36～44 42～51 49～58 56～66 |
|---|
| 膜盖材料 | A3、A4钢板涂四氟乙烯 | | 膜片材料 | 丁晴橡胶、乙炳橡胶、氟橡胶、耐油橡胶 |
性能 | 设定值偏差±5% | 允许泄露量 |
|---|
| 允许泄露量 | 标准型 | IV级（符合GB/T4312-92标准） | | 严密型 | VI级（符合GB/T4312-92标准） |
五、自力式氮封阀 额定流量系数、额定行程、性能 ZZDG供氮装置 | 公称通径DN | 25 | 32 | 40 | 50 | 65 | 80 | 100 |
|---|
| 阀座通径Dn | 5 | 6 | 7 | 8 | 10 | 12 | 15 | 20 | 25 | 32 | 40 | 50 | 65 | 120 | 100 |
|---|
| 流量系数Kv | 0.2 | 0.32 | 0.5 | 0.8 | 1.8 | 2.8 | 4.4 | 6.9 | 11 | 20 | 30 | 48 | 75 | 120 | 190 |
|---|
| 额定行程L | 8 | 10 | 14 | 20 | 25 |
|---|
ZZDX泄氮装置 | 公称通径DN | 20 | 25 | 32 | 40 | 50 | 65 | 80 | 100 |
|---|
| 阀座通径Dn | 20 | 25 | 32 | 40 | 50 | 65 | 80 | 100 |
|---|
| 流量系数Kv | 6.9 | 11 | 20 | 30 | 48 | 75 | 120 | 190 |
|---|
| 额定行程L | 8 | 10 | 14 | 20 | 25 |
|---|
三.石化储罐氮封装置设计优化方案工艺流程 
1）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0.5KPa左右，当气相空间压力高于1KPa时，氮封阀关闭，停止氮气供应；当气相空间压力低于0.5KPa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1KPa时，通过泄氮阀及带阻火器的呼吸阀外排。
2）当氮封阀事故失灵不能及时关闭，造成罐内压力超过1Kpa时，通过泄氮阀及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-1Kpa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（-1Kpa）。
3）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）。
4）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.
5）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。
6）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。 
氮封装置的工作原理：
氮封装置（氮封阀）常规情况是由供氮阀、泄氮阀和呼吸阀三大部份组成。当罐内压力升高超过设定值时，供氮阀关闭，泄氮阀打开，将罐内多余压力快速泄放。在储罐内压力降低时，泄氮阀处于关闭状态，供氮阀打开，向罐内注入氮气并保证储罐处于微正压的状态。供氮阀氮气源压力保持在0.2~0.8MPa之间的一个固定值，现场压力较高时，可在供氮阀前安装一台自力式调压阀将压力减至0.8 Mpa以下，以提高可靠性和使用效果。
氮封装置由供氮阀、 泄氮阀、 呼吸阀 组成，供氮阀由指挥器和主阀两部分组成；泄氮阀由内反馈的压开型微压调节阀组成，通过氮封装置精确控制。当储罐进液阀开启，向罐内添加物料时，液面上升，气相部分容积减小，压力升高，当罐内压力升至高于泄氮阀压力设定值时，泄氮阀打开，向外界释放氮气，使罐内压力下降，降至泄氮阀压力设定点时，自动关闭。当储罐出液阀开启，用户放料时，液面下降，气相部分容积增大，罐内压力降低，供氮阀开启，向储罐内注入氮气，使罐内压力上升，升至供氮阀压力设定点，自动关闭。
|
