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石化油罐氮封阀氮气密封装置设计原理

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详细介绍

石化油罐氮封阀氮气密封装置设计原理

我公司油库#2燃油罐罐顶氮气密封装置于广泛用于石油,化工等行业。氮封装置由供氮装置和泄氮装置两部分组成。供氮装置由指挥器和主阀两部分组成;泄氮装置由内反馈的压开型微压调节阀组成。氮气压力一般设为100mmH20,通过氮封装置准确控制。

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装置压力设定值时,泄氮装置打开,向外界释放氮气,使罐内压力下降,降至泄氯装置压力设定点时,泄氮装置自动关闭。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,供氮装置开启,向储罐注入氮气,使罐内压力上升,当罐内压力上升至供氮装置自动关闭。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。氮封装置由ZZYP快速泄放阀及ZZV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。正式投入使用(#1燃油罐因其为备用,未充氮气),现将其工作原理、技术规范及运行维护总结如下:

ZZYVP型带指挥器调压阀27.jpg

一、石化油罐氮封阀氮气密封装置设计原理工作原理

利用惰性气体氮气作为密封气体,充入燃油罐内上部空间,并保持微正压运行,避免燃油与空气中的氧直接接触形成可燃性的油气,确保燃油罐的安全运行。
氮封装置是本厂自主开发、为了维持容器顶部的保护气体(通常为氮气)的压力恒定而开发的自操作微压力控制系统,可避免容器中的材料与空气直接接触,以防止挥发,氧化,和容器的安全性。特别适用于各种大型储罐的气体密封保护系统。该产品具有节能,动作灵敏,运行可靠,操作维护方便的特点。

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。

ZZYVP型带指挥器调压阀28.jpg

石化油罐氮封阀氮气密封装置设计原理工作原理

供氮装置结构,将设在罐顶的取压点的介质经导压管引入检测机构(7)、介质在检测元件上产生一个作用力与弹簧(8)、预紧力相平衡。当罐内压力降低至低于供氮装置压力设定点时,平衡破坏,使指挥器阀芯(6)打开,使阀前气体经减压阀(5)、节流阀(4)、进入主阀执行机构(3)上、下膜室,打开主阀阀芯(2)、向罐内充注氮气;当罐内压力升至供氮装置压力设定点,由于预设弹簧力,关闭指挥器阀芯(6)、由于主阀执行机构中弹簧作用,关闭主阀,停止供氮。

泄氮装置工作原理

泄氮装置结构,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)预紧力相平衡。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。

氮封系统09.jpg

二、石化油罐氮封阀氮气密封装置设计原理设备技术规范

1、氮气密封充气站

利用氮气瓶做为氮气充装设备。氮气瓶内为高纯度(99%以上)、高压力氮气(13MPa左右)。

燃油罐氮气密封充气站内共放置四个充装正常的氮气瓶,分别通过氮气减压阀连接充气站四个接口。

2、氮气密封自动补气阀

#1、2燃油罐顶各安装一组氮气密封自动补气阀组,做为燃油罐顶补充氮气的回路。正常运行时投入自动补气阀主回路(其前后手动门开启),旁路门只在或检修后置换时使用,正常运行时,旁路门严禁开启。

自动补气阀其定压为+25mm水柱(250Pa),其工作原理是根据燃油罐内气体压力自动进行补气,即燃油罐内气体压力低于250Pa时打开,达到或高于250Pa是关闭,保持燃油罐内氮气微正压运行。

3、燃油罐顶呼吸阀

燃油罐顶的呼吸阀定压为100mm/-20mm水柱(1000Pa/-200Pa),其工作原理是当燃油罐内气体压力达到1000Pa时,其打开排气;当燃油罐内气体压力低至-200Pa时,打开吸气,保证燃油罐内正常的气压。同时防止于外部直接相通。

氮封阀01.jpg

石化油罐氮封阀氮气密封装置设计原理氮封装置零件材料

零件名称

材料

阀体

ZG230-450 ZG1Cr18i9Ti

阀杆、阀芯、阀座

1Cr18i9Ti

膜片

丁腈橡胶夹增强绦纶织物

弹簧

60Si2Mn

波纹管

1Cr18i9Ti


石化油罐氮封阀氮气密封装置设计原理氮封装置主要技术参数

公称通径DN(mm)

20

25

32

40

50

65

80

100

额定流量系数(KV)

8

11

20

32

50

80

100

160

额定行程(mm)

6

8

10

15

20

公称压力PN(Mpa)

0.10

压力调节范围(MP a)

0.5∽5.5、5∽10、9∽14、13∽19、18∽24、23∽28
27∽33、31∽38、36∽44、42∽51、49∽58、56∽66

介质温度(℃)

≤80℃

调节精度(%)

±10

允许泄漏量(L/h)

10ˉ4×阀额定容量


石化油罐氮封阀氮气密封装置设计原理氮封装置规格及重量

公称通径DN

20

25

32

40

50

65

80

100

A

192

232

308

H

629

631

652

666

689

797

837

1050

L

150

160

180

200

230

290

310

350

G(Kg)

18

19

21

23

25

37

50

59


石化油罐氮封阀氮气密封装置设计原理氮封装置法兰规格

ZZYVP型带指挥器调压阀43.jpg

公称通径DN

20

25

32

40

50

65

80

100

D

105

115

140

150

165

185

200

220

D1

75

85

100

110

125

145

160

180

B

16

18

20

22

n-ф

4-14

4-18

8-18

f1×D2

2×56

3×65

3×76

3×84

3×99

3×118

3×132

3×156

三、石化油罐氮封阀氮气密封装置设计原理运行维护

1、正常运行维护

1.1正常运行时氮气密封充气站内四个氮气瓶两运两备(即两个氮气打开,两个关闭备用)。通过氮气瓶专用的减压阀将氮气瓶供气压力控制在0.05~0.1MPa之间,保证充气站内氮气母管压力表的压力在0.05~0.1MPa之间。

1.2投入燃油罐顶氮气密封自动补气阀回路,开启其进出口手动门,关闭旁路门,自动补气阀根据燃油罐内气体压力自动补充氮气。

1.3检查发现充气站内氮气母管压力低于500Pa时,应及时氮气瓶减压阀,保证充氮母管压力正常。若氮气瓶内氮气量无法满足要求时,及时切换备用氮气瓶,并通知部门。

ZZYVP型带指挥器调压阀68.jpg

2、石化油罐氮封阀氮气密封装置设计原理注意事项

2.1燃油量大幅度消耗时,会引起罐内上部空间变化,导致罐内气体压力发生变化,此时应注意检查氮气密封充气站自动充气工作正常。

2.2卸油时,会造成燃油罐内气体空间减小,引起气压上升,此时应注意事项检查罐体呼吸阀排气正常,确保罐内压力正常。

2.3经常检查充气站氮气瓶及氮气母管压力,保证其压力正常,必要时切换备用氮气瓶。同时应检查各氮气瓶接口、充气母管等各部件无漏气。

2.4正常运行时氮气旁路严禁开启。

2.5运行人员不要擅自移动氮气瓶,严禁用扳手或其它硬物对氮气瓶进行敲打。

2.6不要直接用口、鼻对着氮气排气口,防止产生窒息危害。氮气排气口外应加强通风。
在工业生产和储存过程中,许多物质如化学品、颜料、溶剂等都是属于易潮湿的物质,存储时受空气中湿度和氧气影响,会让这些物质质量发生变化,严重影响使用效果。这时候我们就需要氮气封装器,通过氮气的作用,可以消除这些氧气和水分的影响,保持物质质量的稳定性。

ZZYVP型带指挥器调压阀65.jpg

石化油罐氮封阀氮气密封装置设计原理可以安全储存易燃易爆物质
氧气是一种使易燃易爆物质在空气中燃烧的气体,所以一些易燃易爆气体的贮存必须排除氧气,这种情况下,氮气几乎是的选择,因为氮气具有不可燃性和不支持燃烧的特性。通过加装氮气,可以降低储存空间内易燃易爆气体的浓度,并且避免了由于空气中氧气存在而引起的安全隐患。
储罐中加装氮封装器的好处不仅仅局限于以上两点。在生产实践中,还有其他方方面面的好处,如:延长储存期限、排除杂质、预防氧化等,因此,无论是在工业生产过程中,还是在向消费者提供产品的过程中,储罐中加装氮封装器都具有的重要性。

氮封阀装置系统图.jpg

石化油罐氮封阀氮气密封装置设计原理结尾】
总的来说,储罐加装氮封装器是一项必要而有效的措施,可以保障储存物质的质量稳定性和安全性,而这对于工业生产和消费者的使用都具有非常重要的意义。