化工储罐氮封系统计算设计方案

自力式氮封阀(即氮封装置)主要用于储罐顶部氮气压力恒定控制，自力式氮封阀是一种无须外来能源，以弹簧为动力核心利用被调介质自身的压力来控制阀芯位置变化，达到自动调节和稳定压力的目的，以保护罐内物料不被氮化及储罐的安全。该阀由ZZYVP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。调节阀的一部分，在根据其氮封形式的区别还会有各种不同的分类，但一般来说其结构和特性大多是相挂钩的，从结构上来看，其主要还是由呼吸阀、泄氮阀、供氮阀等组成，对于供氮来说由多个部件组成。对于本类别的阀门，通常氮气的气压在3×10^5-10×10^5Pa左右徘徊，氮封系统的罐顶呼吸阀起到了在主阀失灵或管内压力不稳定时对阀门运行工作的安全作用，一般来说泄氮阀的压力设定点略大于供氮阀的压力设定点，这样可以很好的避免氮气装置因为工作频率缘故而导致泄漏等问题发生而影响使用操作。因为氮封类阀门装置在控制上的性，在使用过程对泄氮阀压力设定值时还需要仔细。

化工储罐氮封系统计算设计方案

1、氮气密封系统的储罐。此种物料一般具有以下特性之一：

1）、石油化工行业易挥发。如汽油、甲醇等饱和蒸汽压高的物料，在常温下容易挥发造成物料大量损失；

2）、工艺过程中应控制或避免与空气接触的物料。

2、氮封装置的主要作用：

1）. 防止氧化：通过向储罐内注入氮气，可以排挤罐内的空气，减少物料与氧气的接触，从而降低物料被氧化的风险。

2）. 抑制挥发：氮封可以减少储罐内物料的挥发，对于易挥发的化学物质尤其重要。

3）. 维持压力平衡：在物料的装入或抽出过程中，氮封装置可以调节储罐内部的压力，保持压力平衡，防止因压力变化导致的储罐结构损坏。

4）. 减少VOCs排放：氮封可以减少挥发性有机化合物（VOCs）的排放，有助于环境保护和满足工业排放标准。

5）. 防止污染：氮气是一种惰性气体，可以防止储罐内的物料受到外界污染，确保物料的纯度和质量。

6）. 提高安全性：通过控制储罐内的氮气压力，可以避免由于压力过高或过低导致的安全事故。

7）. 保护储罐结构：氮封装置有助于防止储罐因内部压力波动而产生的变形或损坏。

8）. 适用于多种储罐：氮封装置适用于各种类型的储罐，包括化工原料储罐、食品级储罐、超纯水储罐等。

GB50160-2008石化企业防火标准[1]、 SH/T3007-2014储运罐区设计规范[2]的要求，对甲 B 、乙A 类的可燃液体储罐，应设置氮气密封保护 系统，通过调节氮气量使之填充顶部空间，节能降耗的同时，隔离油品与外界接触以起到保护作用。

二、化工储罐氮封系统计算设计方案氮封系统适用工况 

氮气密封系统的应用主要取决于罐的类型和存储介质的性质。常适用于以下几种工况：
（1）采用内浮顶罐或固定顶罐储存沸点在 45℃下，或37.8℃时的饱和蒸气压>88KPa的甲B 类 液体时，应设置氮气密封保护系统；

（2）采用内浮顶储罐常压储存沸点≥45℃、 或37.8℃时饱和蒸气压≤88KPa的甲B 、乙A 类液体 时，可设置氮气密封保护系统；另，当有特殊要 求而选择固定顶、低压储罐或容量≤100m3的卧式 储罐时，应设置氮气密封保护系统；

（3）当常压存储I、II级毒性的甲B 、乙A 类液 体时，应设置氮气密封保护系统；

（4）储存介质与空气接触，易发生氧化、聚合等反应，常压储存时，应设置氮封保护系统；

（5）储存介质具有水溶性，并对其含水量有 严格要求，常压储存时，应设置氮封保护系统。

三、化工储罐氮封系统计算设计方案氮封系统设计方案

1、压力控制设计方案 

此方案：氮气密封系统的设置，氮封系统通过控制储罐内部的压力，保持在一个安全和稳定的范围内。这通常涉及到安装压力调节阀，如自力式氮封阀，它无需外部能源，可以自动控制储罐内部的压力 。重要场合储罐顶部通常需设置阻火呼吸阀和泄压人孔等安全装置。值得注意的是，氮气操作压力宜为0.5~0.6 MPa ，通常氮气的纯度不应低于99.2%。

化工储罐氮封系统计算设计方案氮封阀的作用有哪些？
    1、首先是切断功能，这反映阀门的一个内在质量。
    2、其次是阀门的耐压能力，这主要反映了阀门的一些安全指标以及阀门强度，这和阀门的泄漏指标等都是息息相关的，而选型上来看对金属材料的选择大多也是铸钢为主。
    3、第三是压差能力，这一般来说采用阀门关闭时的压差来参考，如果设置不妥当极有可能在运行中阀芯会出现问题。
    4、第四个是耐蚀功能，对于耐腐蚀而言一些特殊场合环境使用的阀门大多会有所需求，而氮封阀在抵抗介质腐蚀和冲蚀能力上也有很高的要求，这样阀门的使用寿命也长了，这点尤其要注意一些管道介质有含有颗粒等运输的介质，常会有此类需求。
    5、第五个是耐温性，在耐温性上来说这是此系列阀门的必须，能够适应在不同条件下阀门对温度的适应，这必须有较高的耐温强度和安全指标的技术保障。

化工储罐氮封系统计算设计方案工作原理

       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℃。

化工储罐氮封系统计算设计方案性能特点

1、无需外加能源，能在无电、无气的场合工作，既方便又节约能源，降低成本。

2、氮封装置供氮，泄氮压力设定方便，可在连续经营的条件下进行。

3、压力检测膜片有效面积大，设定弹簧刚度小、动作灵敏、装置工作平衡。

4、采用无填料设计，阀杆所受磨擦力小、反应迅速、控制精度高。

5、供氮装置采用指挥器操作，减压比可达100:1，减压效果好、控制精度高。

6、氮气压力设定范围广，低至0.5Kpa高至1000Kpa，比值达高；

7、调节调压力检测膜片有效面积大，设定弹簧刚度小，动作极灵敏。

化工储罐氮封系统计算设计方案主要技术参数

化工储罐氮封系统计算设计方案主要外形尺寸

四、化工储罐氮封系统计算设计方案充氮量计算

一般来说，充氮量Q等于储罐物料的排出量 Q1 与由温度变化导致的吸气量Q2 之和。

例：下面以罐区中3000m3苯罐所需充氮量的计算为例进行说明。根据化工部“钢制立式圆筒形内浮顶罐系 列"HG21502.2-1992可查表得[5]，3000m3储罐内 径D=17m，罐壁高度H1 =15.85m，拱顶球冠高度 H2 =1.841m，本次计算按照浮盘沉底考虑，即取设 计液位h=1.8m来计算储罐内最大气体的体积 Vm 。Vm 等于罐体圆柱部分气相空间体积V1 与罐顶 球冠空间体积V2 之和。其中：

3000m³储罐内气体体积最大值Vm=3400m， 当储罐内部气体温度T（35℃）随外界气温变化一小时内降至T´（20℃） 罐内操作压力由 1000Pa（G）降至0Pa（G）时，根据理想气体状态 方程：

式中：P0 ：标准大气压（取0.101325MPa （A））；
P1 ：操作压力（MPa（A））；
V0 ：标准状态下的气体体积（Nm3）；
V1 ：操作状态下的气体体积（m3，我们取液位时的Vm值）； T0 ：标准状态下的气体温度（273.15K）；
T1 ：操作状态下的气体温度（K）。
得：在储罐内液位，标准状态下，35℃ 时，罐内气体体积V0 为3044Nm3；同理可得25℃ 时，罐内气体体积V0 '为3168Nm3。因此，此降温过 程内需要补充的氮气量Q为124m3/h。

因 此，为避免浪费氮气资源，可在参考SH/T3007 2014表5.1.6中推荐的气量规范值的基础上根据实际工况进行计算。

化工储罐氮封系统计算设计方案

一、储罐氮封的作用

储罐是储存各类气体和液体的重要设施。在储罐中贮存易燃、易爆、有毒有害气体、液体等化学品时，由于外部因素如火源、静电等可能引起燃爆或爆炸的危险性较大，因此需要对储罐进行有效的防护。储罐设置氮封是一种有效的防护措施。设置氮气封存的目的是通过增加罐内氮气的浓度，降低储罐内氧气的含量，避免化学品在一定条件下产生爆炸的危险。

二、储罐氮封的原理

储罐设置氮封是通过注入高浓度的氮气来代替原有的空气，降低罐内氧气含量的方式进行防护。具体原理如下：

1. 降低氧气浓度

储罐内的氮气浓度增加，空气中的氧气含量比例减少，从而降低了氧气浓度，使得化学品在储罐内的燃烧、爆炸等危险条件减少。

2. 防止火源进入

氮气是一种不易燃烧的气体，注入高浓度的氮气可以将罐内氧气含量降低到安全范围内，从而达到在不引入火源的情况下避免爆炸事故的发生。

3. 保护储罐内壁

储罐中的氧气、水等物质会导致腐蚀、锈蚀等不良反应，导致储罐损坏。通过注入大量氮气，可以有效保护储罐内壁，防止化学品对储罐造成不良影响。

三、化工储罐氮封系统计算设计方案结论

储罐氮封是一种有效的防护措施，可以有效降低储罐内氧气含量，降低爆炸事故的危险性。通过注入高浓度氮气，可以保护储罐内壁，防止化学品对储罐造成不良影响。因此，在储存易燃、易爆、有毒有害化学品时，采取储罐氮封措施是非常必要的。