炼油厂罐区氮封装置压力设计方案

在炼油或石油化工厂中，存放着各种油品或石化产品。 氮封装置（氮封阀）是由ZZDG型指挥器操作型自力式压力调节阀（这里简称供氮阀）和ZZDX型自力式微压调节阀（简称泄氮阀）及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（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。

 氮封装置（氮封阀）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。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，的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。

炼油厂罐区氮封装置压力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，是通过氮封阀、蒸发气回收阀、呼吸阀、紧急泄放阀管理，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。

炼油厂罐区氮封装置压力设计方案储罐的超压防护层

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。氮封阀无需外加能源，利用被调介质自身能量为动力源。自动控制阀门介质流量，使阀后压力保持恒定的压力稳定装置。现已广泛用于连续送气的天然气采输，城市煤气以及冶金、石油、化工等工业生产部门。该阀特点：控制精度高，可比一般ZZY型直接操作型调压阀高一倍左右。调节压差比大（如阀前0.8MPa,阀后0.001MPa）特别适合微压气体控制。压力设定在指挥器上实现，因而方便、快捷、省力省时可在运行状态下连续设定。

        氮封阀的作用就是要当储罐液面下降压力降低时，向罐内补充氮气，当储罐液面上升压力增加时，停止补充氮气，同时被压缩的氮气从泄氮阀或呼吸阀适量排出，从而始终保持罐内的氮气压力微量正压（压力一般在400~1000Pa之间）。只有这样才能做到既隔绝空气，又保证储罐不变形。

炼油厂罐区氮封装置压力设计方案故障分析及处理

    （1）某大芳烃装置开车初期，发现24台氮封阀工作都不正常。拆阀检查，发现氮封阀的气导阀、主阀和两个阀芯室内壁等沾了一层厚厚的污垢，经过擦拭，涂 润滑脂后能正常使用。在阀座处还发现了一些焊渣导致开车后管道内的铁锈、残存的杂物等被氮气吹到了氮封阀内，使主阀不能回到阀座上。

    （2）导压管堵塞。如果导压管堵塞，氮封阀没有反馈信号，也会造成氮气不停地向罐内补充。

    （3）弹簧弹力变小。如果气导阀、主阀和两个阀芯室不脏，而且导压管也未堵塞，应检查气导阀下面小弹簧的弹力，若弹力减小，会使氮封阀不停地补气。可以将弹簧拉长，增加其弹力。

    （4）密封圈损坏。气导阀在工作过程中动作较频繁。使密封圈经常受到阀座的冲击，导致密封圈磨损或断裂，起不到密封作用，更换密封圈即可

    （5）控制气入口与气导阀出口装反。这属于产品质量问题。结合氮封阀的工作原理图，即可作出判断。

第一层保护：氮封阀和蒸发气回收阀

炼油厂罐区氮封装置压力设计方案

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，避免过多的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：炼油厂罐区氮封装置压力设计方案呼吸阀

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。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。

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。贮罐的氮封有两种形式均在正常运行，这两种形式的氮气的氮气来源压力均为氮气钢瓶来的氮气，氮气压力很高，但氮气管道较细，均没有减压阀，而直接进入自力式带指挥器型供氮阀，自力式带指挥器型供氮阀入口端压力一般要求保证在0.3到0.6MPa之间，入口压力低于0.3MPa会使供氮阀不起作用，贮罐的氮封压力很低，一般选型时会按照储罐的大小和每小时进出物料量来确定供氮阀和泄氮阀的管径（一般泄氮阀的管径要2倍于供氮阀的管径）对于贮槽的保护一种型式是通过与自力式氮封阀配套的安装在贮槽顶的氮封阀来控制的，该氮封阀也是由自力式调节阀厂家提供的，氮封阀的作用是配合自力式调节阀工作起到安全的作用，在压力过高时，如当贮罐的压力在+500pa时，虽然氮封阀停止进入氮气，但当贮罐继续进入物料时，贮罐的压力上升，则贮罐内的物料通过氮封阀排出气体，以维持贮罐内的气体的压力维持不超过+500pa，使贮槽不超压，当贮罐压力将低于供氮阀设定压力值时，供氮阀进入氮气以使贮罐压力不致过低。

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，。

*数字化管理和监测储罐压力

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。

    还有一种形式则是氮封阀与带双水封的呼吸槽配套，贮罐压力也是控制±500pa，工作原理基本同上，当压力达到+500pa时，贮罐内的气体冲破呼吸槽的水封，保持了贮罐内的压力不超过+500pa，当贮罐内的压力过低时，一方面自力式调节阀动作补充氮气到贮罐，以维持氮气压力不致过低，万一自力式调节阀故障时，呼吸槽的另一个水封起了作用，外界气体冲破另一水封进入贮罐，以维持贮罐压力不致过低到 －500pa，避免了贮罐的吸瘪。上述的形式，即防止了贮罐的正压可能带来的超压现象，也避免了贮罐负压可能带来的贮罐吸瘪现象，确保了贮罐的安全。