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化工罐区氮封系统的压力调控方案

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详细介绍

化工罐区氮封系统的压力调控方案

氮封系统的压力设定值与储罐类型紧密相连。由于不同储罐在结构、密封性能、设计压力以及储存介质特性上各有差异,因此其氮封压力的设定逻辑和适宜范围亦会有所不同。为了更清晰地理解这一设定过程,我们需要根据常见的储罐类型进行分类阐述,同时结合各储罐的结构特点、相关规范及实际使用情境,来深入剖析压力设定的关键依据和具体操作方法。氮封系统在罐区中扮演着至关重要的角色, 主要由氮封阀、呼吸阀(含阻火器)、泄氮阀以及紧急泄放装置(如泄压阀、泄压人孔)等部分组成。

氮封系统,这一关键设备,由多个重要组件构成,包括 氮封阀、呼吸阀、泄氮阀、紧急泄放装置等。这些组件的协同工作,共同构成了氮封系统在罐区中的安全保障体系。

在储罐出液过程中,随着出液阀的开启,罐内液面逐渐下降。这一变化导致气相部分容积增大,使得罐内压力降低。此时, 氮封阀会自感应开启,向储罐内注入氮气,以维持罐内氮气压力的稳定。当罐内压力回升至氮封阀的预设压力时,氮封阀便会自动关闭,形成一个完整的循环。

当储罐进液时,进液阀的开启会使液面上升。随着液面上升,气相部分容积相应减小,这导致罐内压力升高。 一旦压力超过泄氮阀的设定值,泄氮阀便会启动,开始向外界释放氮气,以降低罐内压力。当压力降至泄氮阀的预设值时,泄氮阀即自动关闭,确保系统平衡。

此外,呼吸阀在氮封阀和泄氮阀失灵时,会发挥其保护作用。而 紧急泄放装置,如卸压阀和泄放人孔,则是在发生火灾等紧急情况时启动,通过向罐外呼出气体,来避免储罐因超压而受损。这些组件的工作机制在氮封系统中发挥着不同的协同保护作用。

氮封系统07.jpg

022.化工罐区氮封系统的压力调控方案氮封系统的压力调控

氮封系统的一个重要特征是其能够通过自动调节氮气的注入和释放来实现压力的稳定化,从而确保储罐的安全运行。

在储罐出液或进液的过程中,氮封系统会通过自动调节氮气的注入和释放来维持罐内的压力稳定。这种精确的压力调控机制能够有效防止因压力波动而可能引发的风险。

根据相关规范和标准,氮封阀的压力设定点应当设定为储罐的正常操作压力。所选择的压力设定值可调范围应确保设定点位于该范围的中间位置,以保证系统的 压力稳定和安全运行。按照行业规范《石油化工罐区自动化系统设计规范》(SH/T3184-2017),氮封阀的压力设定值可调范围的选择尤为重要。此外,根据《石油化工储运系统罐区设计规范》(SH/T3007-2014),可燃液体储罐采用氮气密封保护时,其操作压力应控制在0.2kPa至0.5kPa的范围内。同时,呼吸阀的排气压力需小于储罐的设计正压力,而进气压力则应高于设计负压力。事故泄压设备的开启压力应高于呼吸阀的排气压力,并且不超过储罐的设计正压力。

氮封阀44.jpg

化工罐区氮封系统的压力调控方案氢系统和氮封系统在储罐中的作用 】

在涉及氢系统的储罐中,氮封系统扮演着重要角色。它不仅需要隔绝空气,防止氢气的挥发和氧化,还必须确保在操作过程中系统的安全与稳定。通过适当的氮气压力,可以最大限度地减少储罐内介质与氧气的接触,这对储存易氧化介质的储罐尤为重要。此外,氮封系统配合呼吸阀的设定,能够有效控制氮气的消耗和介质的泄漏,从而提高储罐的运行效率。

氮封装置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。
    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℃。
 

氮封阀40.jpg

                                                                              
化工罐区氮封系统的压力调控方案自力式氮封阀产品特点:

氮封装置的供(泄)氮压力设定方便,且可在连续生产的条件下进行;
氮气压力设定范围广,低至0.5Kpa(50mm.w.c),高至Kpa,比值达132倍,压力检测膜片有效面积大,设定弹簧刚度小,动作极灵敏。
调整:
供氮压力调整:在ZZV型微压调节阀压力调节范围内选定一设定值如1Kpa(100mm.w.c),通过调节调整螺丝2以改变弹簧3的预压缩(拉伸)量来达到;
泄氮压力调整:在ZZDQ快速泄放阀在的压力控制器部分,通过调整座3,改变弹簧4预压缩量达到。一般为避免氮封装置启闭频繁,泄氮设定值应远离供氮压力值,如2Kpa(200mm.w.c).
呼吸阀高定值调整:在上述两设定值调整好后,为避免呼吸阀启闭频繁,呼吸阀设定值应大于泄压设定值。

化工罐区氮封系统的压力调控方案

ZZYVP型带指挥器调压阀27.jpg

自力式氮封阀零件材料:

零 件 名称

材料

阀体

ZG230-450 ZG1Cr18i9Ti

阀杆、阀芯、阀座

1Cr18i9Ti

膜片

橡胶夹增强绦纶织物

弹簧

60Si2Mn

波纹管

1Cr18i9Ti

自力式氮封阀技术参数:

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(KPa)

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

自力式氮封阀规格重量、外形尺寸:

ZZYVP型带指挥器调压阀18.jpg

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

自力式氮封阀法兰规格 单位:mm

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








022. 化工罐区氮封系统的压力调控方案常见储罐类型及设定原则

ZZYVP型带指挥器调压阀44.jpg

2.1 【 常压固定顶储罐 】

常压固定顶储罐是最为普遍的储罐类型之一。这类储罐拥有固定的拱顶或平顶设计,其罐内气体空间与外界大气通过呼吸阀相连通。它们不配备浮盘,而是依赖罐顶与罐壁之间的焊接或法兰连接来进行密封(密封性能属中等水平)。常压固定顶储罐凭借其结构特点,氮封压力设定需防止空气渗入、控制介质挥发,并与呼吸阀匹配,通常在高于介质蒸气压至少50Pa至100Pa,并低于呼吸阀的正压设定值。具体设定范围示例:

2.2 【 内浮顶储罐 】

内浮顶储罐的顶部设计为固定顶,罐内配备了一个随液位升降的浮盘,通常由铝或钢制成。内浮顶储罐中氮封压力需要较低,以避免对浮盘密封过度压缩,压力通常低于固定顶罐设值,主要防止浮盘上方的泄漏。浮盘与罐壁之间装有密封装置,如舌形密封或弹性填料密封,这种设计相较于固定顶罐,其密封性更为出色,特别适用于储存易挥发和易氧化的介质。

2.3 【 外浮顶储罐 】

外浮顶储罐的顶部没有固定顶盖,其浮盘直接暴露在空气中。外浮顶储罐在特定条件下才设氮封,通常压力极低,以薄氮气层防止空气渗入;需配合“氮封与呼吸阀联动"技术。随着液位的升降,浮盘也会相应地浮动,其边缘与罐壁通过密封装置相连结,特别适用于存储大容量的低挥发性介质。

2.4 【 低压储罐 】

低压储罐通常为立式圆筒形或球形,其顶部被封闭,设计压力高于常压,适用于储存液化石油气(LPG)、丙烯、丁烷等中低压介质。低压储罐氮封需与操作压力协调,防止空气渗入及维持罐内惰性环境,压力一般设定在设计压力的80%以下。在设定氮封压力时,必须确保该压力值既能有效防止空气渗入,又不会过高导致浮盘密封件外翻。

2.5 【 低温储罐 】

低温储罐通常采用双层壁设计,内罐用于储存低温介质,而外罐则负责保温。其设计压力范围一般在0.2至0.8MPa之间。低温储罐中氮封压力略高于大气压,防止湿气侵入保冷层,必须与蒸发气系统协调,确保不干扰系统稳定。这类储罐主要用于储存LNG、液氧等低温介质。

储罐的类型对其“密封能力、设计压力上限以及与大气的连通方式"有着决定性影响,这些因素又会进一步作用于氮封压力的“下限(防空气侵入)"和“上限(防超压/设备损伤)"。在设定氮封压力时,必须首先明确储罐的设计压力、密封结构特性,并综合考虑介质的特性以及操作工况。最终,氮封压力应被设定在“微正压且不会触发安全泄放装置"的合理范围内,并通过现场的实际调试来进一步优化。

氮封阀38.jpg

一、化工罐区氮封系统的压力调控方案设备选择

在选择储罐氮封装置时,应根据储罐容量、储存物性质和使用要求等因素综合考虑,选择符合要求的封装设备。常用的氮封装置有外置式、内置式和混合式等多种类型,可根据实际情况选择。

二、化工罐区氮封系统的压力调控方案施工前准备

在施工前,必须进行充分的准备工作,以确保安装质量和施工进度。具体的准备工作包括:确定安装位置、进行施工方案设计、编制施工计划和工序表等。
自力式氮封阀安装事项:

(1)安装前,检查整机零件是否缺损与松动,对管道应进行清洗,介质流向应与阀体上的箭头指向*。
(2)为便于现场维护与操作,阀四周应留有适当空间与设置旁路手动阀,阀组安装方案。
(3)阀门应正立垂直安装在水平管道上,阀体与管道的法尘连接,要注意同轴度,并应安装在环境温度不超过-25~55℃的场合使用

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三、化工罐区氮封系统的压力调控方案安装流程

1. 制作基础:根据设计要求,制作氮封装置的基础,保证设备的稳固安装;

2. 安装氧化铝膜:按照要求,在储罐内表面涂覆一层氧化铝膜,以保护储罐内壁并提高氮气的密封性;

3. 安装气体输送管:在储罐顶部安装气体输送管,并连接氮气贮存容器和氮封装置;

4. 安装压缩机和管路:在储罐附近安装氮气压缩机和管路,并连接氮封装置;

5. 连接电气系统:连接氮封装置的电气控制系统和压缩机等设备;

6. 进行调试:进行设备调试和试运行,确保设备正常运行。

四、化工罐区氮封系统的压力调控方案注意事项

氮封阀13.jpg

1. 施工前必须进行详细的安全检查和风险评估,排除安全隐患;

2. 施工过程中,必须严格按照方案和规范要求进行施工和验收;

3. 安装完成后,必须进行全面的试运行和检查,确保设备安全稳定运行。

总之,储罐氮封装置是一项重要的设备安装工程,施工过程中必须严格按照规范要求进行操作,并采取必要的安全措施。希望本文能够对大家在储罐氮封装置安装方面提供一些帮助和指导。