化工储运罐区VOCs氮封系统治理方案氮封装置的功能和特点

氮封装置具有便捷的压力设定功能，能够通过供氮阀和泄氮阀实现压力的连续调整。此外，无填料阀杆设计减少了摩擦力，提高了控制精度和灵敏度。呼吸阀被设置在罐顶，仅发挥其安全作用，从而避免了常规氮封装置中启闭频繁可能导致的损坏问题。

❒ 化工储运罐区VOCs氮封系统治理方案结构与工作原理

氮封装置的核心组件包括供氮阀、泄氮阀和呼吸阀。供氮阀由指挥器和主阀组成，通过指挥器的引导来控制主阀的开启与关闭。泄氮阀则采用内反馈的压开型微压调节阀，对储罐压力的精确控制至关重要。当储罐内压力超过泄氮阀的设定值时，该阀会自动打开释放氮气，反之则自动关闭。同样地，供氮阀也会根据储罐内压力的变化进行相应的开启与关闭操作，以维持恒定的压力水平。

❒ 化工储运罐区VOCs氮封系统治理方案特点及应用范围

氮封装置的主要功能是维持容器顶部保护气（通常是氮气）的压力稳定，从而防止容器内物料与空气直接接触，进而避免物料挥发、氧化以及确保容器的安全。这种装置特别适用于大型储罐的气封保护系统，并因其节能环保、动作灵敏、运行可靠以及操作和维护简便等特点而受到广泛青睐。

氮封装置，这一保护物料安全的秘密，主要被安置在储罐的顶部。其核心作用是维持储罐的微正压状态，从而有效地隔离物料与外界的接触。这样一来，不仅可以减少物料的挥发和浪费，还能确保储罐的安全运行。该系统通过精确控制储罐内的气相空间压力，维持在0.2-0.5kPa的范围内，来实现其保护功能。当气相空间压力超过0.5kPa时，氮封阀会智能关闭，停止氮气供应；而当压力降至0.2kPa以下时，氮封阀则会自动开启，开始补充氮气。这样，储罐在正常运行过程中就能始终保持密闭状态，避免吸入空气，进而防止形成可能引发爆炸的气体。值得注意的是，储罐氮封系统所使用的氮气纯度要求甚高，不得低于99.96%，同时氮气压力也需控制在0.5~0.6 MPa范围内，以确保系统的安全有效运行。

化工储运罐区VOCs氮封系统治理方案在确定是否需要设置氮封设施及氮封阀时，应遵循以下规定：

• SH/T3007《石油化工储运系统罐区设计规范》第4.2.5条明确规定，对于其他甲B、乙A类液体化工品，若存在特殊储存需求，可以选择使用固定顶储罐、低压储罐或容量不超过100m³的卧式储罐。但必须采取以下措施之一：一是设置氮气或其他惰性气体密封保护系统，以密闭方式收集和处理罐内排出的气体；二是控制储存温度低于闪点5℃及以下。此外，第4.2.10条还规定，储存Ⅰ、Ⅱ级毒性的甲B、乙A类液体储罐的容量不应超过10000m³，并应配备氮气或其他惰性气体密封保护系统。

• 《石油化工储运罐区VOCs治理项目指导意见》进一步指出，甲B、乙A类中间原料储罐、芳烃类储罐、轻污油储罐、酸性水罐以及排放气中含有较高浓度油气和硫化物等需治理的储罐，都应设置氮气密封系统。

• 在防止储罐挥发性有毒或可燃气体外泄、防止储罐内物料与氧接触发生氧化或化学反应等场合，也需要设置储罐氮封。

02化工储运罐区VOCs氮封系统治理方案工艺流程及安全措施

△ 工艺流程

① 每台储罐都应配备先导式氮封阀组和限流孔板旁路。在正常情况下，通过氮封阀组维持罐内气相空间压力在0.2至0.5kPa的范围内。当气相空间压力超过0.5kPa时，氮封阀将自动关闭，停止氮气供应；而当压力降至0.2kPa以下时，氮封阀会开启，补充氮气。若氮封阀需要检修或出现故障，则可通过限流孔板旁路向储罐内补充氮气。当罐内压力超过1.5kPa时，通过带阻火器的呼吸阀进行外排（短时间连续补充氮气）。

△ 安全措施

② 在氮封阀出现故障无法及时关闭，导致罐内压力超过1.5kPa的情况下，呼吸阀将启动外排功能，以释放多余压力。同样，若氮封阀因故障未能及时开启，使得罐内压力降至-0.3kPa以下，呼吸阀将配备阻火器进行空气补充，从而确保罐内压力不低于设计低限-0.5kPa。

③ 为了在氮封储罐发生事故时能够安全排放，必须在储罐上配备紧急泄放阀，并且其定压值不得超过储罐的设计压力上限，即2.0kPa。

④ 在进行氮气补充时，若采用限流孔板旁路，其流量应设定为油品出罐流量，同时确保氮气管道的管径为DN50mm，操作压力维持在0.5MPa。

⑤ 若储罐间通过气相连通管道相连，则每台储罐的气相出口管道上都应安装阻火器，以避免事故的进一步蔓延。

⑥ 所选用的阻火器必须满足安全性能要求，且其阻力降不得超过0.3kPa。

接下来，我们来看一下氮封系统的示意流程图，它详细展示了氮封系统的工作原理和关键组件。

02化工储运罐区VOCs氮封系统治理方案氮封装置的安装与维护

❒ 安装注意事项

在安装前，务必仔细检查氮封装置的各个零件是否完整、有无松动，并确保管道已经过清洗。介质的流向需与阀体上的箭头指示相一致。此外，为了便于现场的维修与操作，建议在阀体的四周预留出足够的空间。氮封装置应垂直正立地安装在水平管道上，通过阀体与管道的法兰进行连接，同时需注意轴度的问题。装置应安装在环境温度介于-25至55°C之间的场合中使用。

❒ 化工储运罐区VOCs氮封系统治理方案使用方法

使用氮封装置时，要按照步骤进行操作。首先打开阀前截止阀，让介质逐渐流入阀体内部。移开指挥器护罩，并松开指挥器上的调节螺钉，通过调整指挥器主弹簧将阀后的压力设定为所需值。然后，拧紧指挥器调节螺钉，装回护罩，此时调压阀即可开始正常工作。在长时间不使用时，请关闭阀前截止阀以节省能源。

❒ 化工储运罐区VOCs氮封系统治理方案维护与保养

在拆卸阀门时，务必小心保护精密零件的表面，并使用专用工具进行阀座的拆装工作。对于阀芯与阀座，无论是在修理还是更换过程中，都必须对密封面进行仔细的研磨，以确保其密封性能。如果发现弹簧出现裂缝，必须立即进行更换，以确保阀门的安全使用。密封垫片与O型圈应定期更换，每次检修时都应进行检查并全部更新，而膜片的更换则需根据实际检查结果来决定。日常维护时，只需观察阀后导压器上的压力表是否达到设计值即可。同时，若发现任何连接处出现渗漏现象，应立即拧紧螺母与螺钉或更换密封垫片与O型圈，以确保阀门的正常运行。