储罐顶部氮封阀装置故障分析及处理 在炼油或石油化工厂中，存放着各种油品或石化产品。储罐大都建造在室外，为使这些油品或产品不与空气中的氧气接触，常采用罐顶充氮气法，使之与外界隔绝。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。主要用于储罐顶部氮气压力恒定控制，以保护罐内物料不被氮化及储罐安全。氮封阀由ZZDQ快速泄放阀及ZZV自力式微压调节阀两大部分组成。快速泄放阀由压力控制器及ZMQ-16K型单座切断阀组成。 储罐内压力升高至设定压力时，快速泄放阀迅速开启，将罐内多余压力泄放。微压调节阀在储罐内压力降低时，开启阀门，向罐内充注氮气。因微压调节阀必须使用在压力为0.1Mpa压力以下，现场压力较高，必须安装ZZYP型压力调节阀将压力调节阀将压力降低至0.1Mpa以下才可使用。公称压力0.1Mpa，压力可按分段设定，从0.5Kpa 至66 Kpa以下，介质温度温度≤80℃。 
储罐顶部氮封阀装置故障分析及处理的工作原理
如图1所示，当氮封阀关闭时，主阀的活塞是在一个密封室内，当储罐压力等于或大于设定的压力时，膜片就被向上顶起，气导阀在弹簧的作用下向上移动，把气导阀上的密封圈紧紧压在阀座上，关闭了控制气的进口，同时特殊阀芯室的压力增加并接近氮气总管的压力，此压力通过内部通道，从特殊阀芯室传到主阀阀芯室。主阀的活塞就处于氮气总管压力的作用，由于主阀阀芯上、下所受气体压力平衡，所以主阀阀芯在自重和弹簧的作用下将阀门紧密关死。
如图2所示，氮封阀打开时，当储罐压力稍微低于设定压力时，膜片因为感应压力下降而向下移动，推动气导阀打开，氮气经过孔板、气导阀的出口进入储罐，使储罐内的压力增加，同时气导阀的特殊阀芯室的压力下降，氮气通过内部通道从特殊阀芯室进入主阀阀芯室。由于主阀阀芯的活塞面积大于主阀阀座孔面积，并有弹簧的弹力和主阀的重量，所以当储罐压力稍微低于设定点时，特殊阀芯室和主阀阀芯室的压力降低很小，主阀仍然保持关闭，氮气只从气导阀进入储罐。 
P1S1=P2S2 + F + G
式中：P1- 主阀入口压力;P2- 主阀阀芯室压力;S1- 主阀阀座孔面积;S2- 主阀阀芯活塞面积;F- 弹簧弹力;G- 主阀重量。
当储罐压力下降较大时，由于流过气导阀的氮气量增加，主阀阀芯室压力继续下降，当P1=P2•S2/S1+ F/S1+ G/S1时，主阀打开，氦气大量流人储罐，压力迅速升高。在诊断压力口，安装诊断压力表，测量主阀阀芯室压力，然后将该压力同氮气总管压力比较，便可知气导阀和主阀的运行情况。
储罐顶部氮封阀装置故障分析及处理故障分析及处理
(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，按照如图3所示的步骤检查是否属于此类原因。
(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。
储罐顶部氮封阀装置故障分析及处理泄氮装置工作原理 泄氮装置结构(见图五)，该装置采用内反馈结构，介质直接经阀盖进入检测机构(2)，介质在检测元件上产生一个作用力与预设弹簧(3)预紧力平衡。当罐内压力升高至高于泄氮装置压力设定点时，平衡被破坏，使阀芯(1)上移，打开阀门，向外界泄放氮气；当罐内压力降至泄氮装置压力设定点，由于预设弹簧力作用，关闭阀门。 ■ 说明 ·一般供氮气压力在3×105～10×105Pa之间；
·罐顶呼吸阀仅起安全作用，是在主阀失灵，导致罐内压力过高或过低时，起到安全作用，在正常情况下不工作；
·泄氮阀安装在罐顶，口径一般在进液阀口径一致；
·一般泄氮阀的压力设定点略大于供氮阀的压力设定点，以免供、泄氮装置频繁工作，浪费氮气、影响设备使用寿命。
·若用户工况有与选型手册有异，望来电与本厂技术开发部联系，协商解决。 
■储罐顶部氮封阀装置故障分析及处理主要技术参数及性能指标 1 供氮装置主要技术参数及性能指标 | 公称通径DN（mm） | 25 | 32 | 40 | 50 | 65 | 80 | 100 | | 阀座直径dn（mm） | 5 | 6 | 7 | 8 | 10 | 12 | 15 | 20 | 25 | 32 | 40 | 50 | 65 | 80 | 100 | | 额定流量系数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(mm) | 8 | 10 | 14 | 20 | 25 | | 流量特性 | 快开 | | 压力调节范围（kPa） | 0.4～5.5、5～10、9～14、13～19、18～24、22～28
27～33、31～38、36～44、42～51、49～58、56～66 | | 公称压力PN（MPa） | 1.6 2.5 4.0 | | 被调介质温度(℃) | ≤80 | | 调节精度(％) | ±5％ | | 允许泄漏等级 | 标准级：Ⅳ级(GB/T4213-92) 严密型：Ⅵ级（GB/T4213-92） |
2泄氨装置主要技术参数及性能指标 | 公称通径DN（mm） | 20 | 25 | 32 | 40 | 50 | 65 | 80 | 100 | | 额定流量系数Kv | 6.9 | 11 | 30 | 30 | 48 | 75 | 80 | 190 | | 额定行程L(mm) | 8 | 10 | 14 | 20 | 25 | | 流量特性 | 快开 | | 压力调节范围（kPa） | 0.4～5.5、5～10、9～14、13～19、18～24、22～28
27～33、31～38、36～44、42～51、49～58、56～66 | | 公称压力PN（MPa） | 0.1 | | 被调介质温度(℃) | ≤80 | | 调节精度(％) | ±5％ | | 允许泄漏等级 | 标准级：Ⅳ级(GB/T4213-92) 严密型：Ⅵ级（GB/T4213-92） |
■ 储罐顶部氮封阀装置故障分析及处理主要零件材料 阀 体：ZG230-450、ZG1Cr18Ni9Ti
阀内件：1Cr18Ni9Ti
膜 盖：A3、1Cr18Ni9Ti
膜 片：夹增强涤纶织物丁腈橡胶、氟橡胶
弹 簧：60Si2Mn、1Cr18Ni9Ti
﹡根据用户要求，阀体、阀内件、膜盖可采用其它牌号材质。 ■ 储罐顶部氮封阀装置故障分析及处理外形尺寸及重量 
1供氮装置外形尺寸及重量 | 公称通径DN（mm） | 25 | 32 | 40 | 50 | 65 | 80 | 100 | | L | 160 | 180 | 200 | 230 | 290 | 310 | 350 | | A | 308 | 308 | 308 | 308 | 394 | 394 | 394 | | H2 | 415 | 415 | 415 | 415 | 415 | 415 | 415 | | H1 | 60 | 75 | 80 | 85 | 95 | 105 | 120 | | H | 720 | 730 | 730 | 750 | 790 | 840 | 890 | | 重量（kg） | 32 | 35 | 40 | 50 | 90 | 115 | 280 |
2泄氮装置外形尺寸及重量 | 公称通径DN（mm） | 25 | 32 | 40 | 50 | 65 | 80 | 100 | | L | 160 | 180 | 200 | 230 | 290 | 310 | 350 | | A | 308 | 308 | 308 | 308 | 394 | 394 | 394 | | H1 | 60 | 75 | 80 | 85 | 95 | 105 | 120 | | H | 380 | 400 | 420 | 430 | 550 | 560 | 570 | | 重量（kg） | 12 | 13 | 15 | 17 | 20 | 28 | 38 |
■ 储罐顶部氮封阀装置故障分析及处理连接尺寸及标准 
·连接方式：法兰、螺纹
·法兰端面距：按GB12221-89标准
·法兰标准：按GB/T9113-2000标准
·法兰面型式：RF
·执行机构气信号接口：M16×1.5
注：以上数据可根据用户需要加工制造。 
|
|
储罐顶部氮封阀装置故障分析及处理例：
型号为：025×015ZZYVP-16B(ZZDQ)16S0.5～5.5-1P表示公称通径(DN)为25mm，阀座直径(dg)为15mm，公称压力(PN)为1.6MPa，连接法兰按制造厂标准，压力调节阀范围为0.5～5kPa，供氮压力为1kPa，阀体材质为ZG1Cr18Ni9Ti的一套供氮装置；
型号为：040ZZYVP-16B(ZZD)×1.0S0.5～5.5-1.5P表示公称通径(DN)为40mm，公称压力(PN)为0.1MPa，连接法兰按制造厂标准，压力调节阀范围为0.5～5kPa，泄氮压力为1.5kPa，阀体材质为ZG1Cr18Ni9Ti的一套泄氮装置； 
4储罐顶部氮封阀装置故障分析及处理系统失效原因分析
在氮封系统的使用过程中，不可避免的会出现各种各样的问题。经过与相关企业的人员沟通与分析，总结了一些失效原因及解决措施，其影响因素主要有存储介质的影响，安装方式的影响和使用方式的影响等。
氮封阀安装方式的不合理可能导致其不能正常工作。氮封阀一般需要设置回讯信号，一些企业在安装氮封阀时为了减少在储罐顶部开孔的个数，通常将回讯信号的取压点与氮气补充的入1：3相互连通，这就造成了回讯压力取值不准确。为了得到准确的回讯信号值，回讯信号的取压点应该单独设置。
氮封系统的使用过程中，周围环境的影响不可忽视。氮封阀上设有通气孔，阀腔会直接与空气接触。饿罗斯原油含硫比较高，空气中存在着大量Hzs分子，这些分子在空气中与水雾形成酸性水溶液。这些酸性水溶液会使阀腔表面发生氧化，腐蚀，使得氮封阀无法正常动作。因此，加工俄罗斯原油的石化企业要重视氮封系统的防锈蚀工作。在选择氮封阀的材质时，可以采用合金钢，不锈钢和灰铸铁等防腐蚀性能好的材料，或者在阀腔内加入防腐涂层等减缓阀体的腐蚀。
5储罐顶部氮封阀装置故障分析及处理结语
氮封系统是一种应用广泛的减低油品损耗的方法，是石油化工企业节能环保的重要举措之一。文中对储罐系统的配置，运行及失效原因作了分析与探讨，为生产中氮封系统的使用提供了指导。氮封系统需要根据储罐的设计目标合理配置各个安全附件的参数，使用过程中制定相应的操作规范，可保证氮封系统安全可靠的运行。
|
