化工石脑油储罐氮封阀装置设计方案

储罐氮封是指在储罐内充入氮气，通过一定的压力和流量将储罐内的空气排出，形成一个氮气环境，以达到保护储存物质的目的。目前大气环境污染的治理工作已经成为我国环境保护的重点问题,在VOCs的污染排放控制,回收利用方面,挥发性有机液体储罐密封治理面临着严峻挑战.呼吸阀和浮盘的密闭性是减少油品损耗,提升氮封系统运行效率,满足排放达标,石油化工企业节能降耗提质增效的重要保障.

气体混合配比系统

贫氧混合装置控制系统是整个储罐氮封系统的核心，用于监控和控制氮气供给和排气过程。控制系统通常由压力传感器、流量计、温度传感器、阀门等组成，通过对各个参数的监测和调节，保证氮气供给和排气的稳定性和安全性。

气体混合配比装置

储罐氮封作为一种重要的保护措施，能够有效防止物质氧化、防止火灾和爆炸、控制湿度，并提高储存系统的安全性。四川莱峰流体设备制造有限公司设计的贫氧混合装置通过将氮气注入储罐内，形成氮气环境，并通过排气系统将储罐内的空气排出，保持氮气浓度，最终通过控制系统的监测和调节，确保系统的稳定性和安全性。储罐氮封在化工、石油、制药等领域得到广泛应用，对于保护储存物质的质量和安全具有重要意义。

氮封系统的重要性

安全工程师之家提供全面的安全保障，涵盖安全要闻、行业资讯等，致力于提升用户的安全生产意识及技能。安全工程师之家致力于为化工领域提供的安全保障。我们不仅及时推送安全要闻、行业资讯，还发布安全预警和法律法规等信息，确保用户能够从多个角度了解安全生产的重要性。同时，我们汇聚了国家注册安全工程师，为用户提供资讯、学习资源、交流平台以及招聘信息，助力用户不断提升安全技能和职业素养。欢迎广大用户提出宝贵的意见反馈，与我们共同构建更安全的生产环境。

氮封系统通过隔绝氧气、抑制燃烧等手段保护储罐物料，并在压力平衡方面发挥关键作用。氮封系统，作为化工储罐安全的守护神，在隔绝氧气、抑制燃烧、保护物料及平衡压力等方面发挥着至关重要的作用。其背后的成功，源于严谨的设计标准、精细的参数设置，以及持续的管理维护。通过结合核心规范与实践经验，我们将深入探讨氮封系统的正确设置与管理之道。

二、化工石脑油储罐氮封阀装置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、化工石脑油储罐氮封阀装置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%。

例如：控制罐内气体压力维持在300 Pa（G）上下。当储罐内气体压力上升≥500 Pa（G）时，关停氮气控制阀，暂停氮气的补充；当内压力≤200 Pa （G）时，氮气控制阀将打开以补充氮气，防止吸进空气形成。

2. 氧含量控制设计方案

此方案：氮气密封系统的设计， 旨在控制罐内气相空间氧气浓度不超过5%，从而 阻断可造成爆炸的助燃条件。

（1）在罐内设置氧气浓度监测器进行监控， 将高值与氮气管路控制阀进行联锁设计。当罐内氧含量达到高值时，自动报警，然后通过联锁打开氮气阀，使氮气充入罐内。当检测器指标达到设定的正常范围时，立即联锁关停氮气阀停止充氮。

（2）在同类介质储罐间设计一组管道将气相管道贯通，可减少作业时氮气的用量，也可降低油气排放量。例如联通管道的管径为DN150，流量宜为 150m3/h。

（控制系统：现代氮封系统可能包括与DCS或PLC控制系统的集成，以实现远程监控和自动化控制。这包括安装压力表和设置高、低压报警功能、设置变送器维持储罐微正压、超设定压力时自动泄压、以及可能的氧含量监测和控制等 。）

四、化工石脑油储罐氮封阀装置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。

02化工石脑油储罐氮封阀装置设计方案氮封系统的应用要求

◆ 强制性法规要求

法规明确要求高危液体和特定储罐类型必须设置氮封系统以确保安全。国家标准为氮封应用设置了明确的安全门槛，其核心考量因素是物料特性和储罐类型。具体而言，以下类型的储罐必须配备氮封系统：

1. 高危甲B类液体：这主要包括沸点低于45℃或37.8℃时饱和蒸气压超过88kPa的甲B类液体，例如轻石脑油和某些溶剂。

2. 压力/低压储罐：这类储罐必须严密防范空气侵入，并确保排气能够得到密闭回收。

3. 低温常压储罐：无论其是内浮顶还是固定顶设计，都必须设置氮封，同时严格把控储存温度，确保蒸气压不超过88kPa或温度不低于闪点减5℃。(GB 50074-2014 6.1.2)

◆ 具体储罐类型要求

详述不同液体类别及储罐类型需设氮封系统的具体要求，确保符合国家标准。对于沸点高于或等于45℃或37.8℃且饱和蒸气压小于或等于88kPa的甲B、乙A类液体，以及轻石脑油，若采用固定顶罐、低压罐或小卧罐（容量分别小于或等于10000m³和100m³），则必须配备氮封系统，并确保密闭排气或严格控制温度至闪点以下5℃。(GB 50074-2014 6.1.3)

◆ 高温与雷电风险应对

针对高温及雷电环境，储罐需额外的氮封保护以降低风险。储存温度超过120℃的重油固定顶罐，必须配备氮封系统以降低风险。(GB 50160-2008 6.2.4A)此外，在多雷区的大型浮顶罐（容量大于或等于50000m³）应采取措施减少一二次密封间的油气空间，例如通过氮气填充，从而降低雷击引发的燃爆风险。

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。

■ 化工石脑油储罐氮封阀装置设计方案说明

·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。

■化工石脑油储罐氮封阀装置设计方案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

2泄氨装置主要技术参数及性能指标

■ 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。

■ ZZYVP-16B(ZZDQ)氮封装置型号编制说明

03化工石脑油储罐氮封阀装置设计方案氮封系统的设计与安装

◆ 核心设计参数

精确设计氮封系统压力及设备选择对系统安全至关重要。氮封系统并非仅仅通入氮气那么简单，它实际上是一套高度精密的压力控制系统。通过精准的控制，该系统能够确保工艺系统的安全与稳定，同时还能提升精细化学品的质量。在设计和安装过程中，需要充分考虑多个关键参数和要点，以确保氮封系统能够发挥其应有的作用。压力设定是关键，在设定氮封系统的压力时，必须确保所设定的点与储罐的正常操作压力相吻合。根据经验，对于可燃液体储罐，氮封操作的压力宜控制在0.2kPa至0.5kPa的范围内。

◆ 设备联动和安装细节

设备联动和安装细节决定氮封系统的稳定运行。呼吸阀的排气压力应低于储罐的设计正压，而进气压力则应高于储罐的设计负压。这一设备在氮封系统失效后，成为守护储罐安全的重要屏障。氮封阀的安装位置至关重要，它应紧贴储罐顶部的氮气入口，从而确保能够迅速响应，及时调控。

04化工石脑油储罐氮封阀装置设计方案氮封系统的维护管理

◆ 日常管理措施

氮封系统的有效维持依赖于严格的日常监控和检查制度。氮封系统的持续有效性，离不开日常的精细化管理。首要之务在于避免“假性投用"现象，即系统虽在但未真正启用。我们必须严格遵循《关于进一步加强化学品罐区安全管理的通知》（安监总管三〔2014〕68号）的规定，确保配备氮气保护设施的储罐，其氮封系统始终处于完好可用状态。

◆ 仪表与设备维护

定期校准和维护氮封系统设备以保证其正常运作至关重要。罐内压力应实时进行监控并详细记录，确保其稳定在预设的范围内，例如0.2-0.5kPa。氮封阀设定值是一个需要定期校验的重要参数，需使用满足精度等级要求的标准仪表，以防止设定值发生漂移。

◆ 人员培训与意识提升

提高操作人员的氮封系统知识有助于确保系统的安全运行。操作和维护人员必须深刻理解氮封的原理、重要性及其各部件的功能。培训内容应包括正常操作流程、异常情况识别及应急处理程序。

◆ 数字化工具应用

利用在线监测与预警系统等数字化工具提高氮封系统管理效率。这包括在线监测与预警系统，能够实时采集罐压、氮气流量和阀门状态等数据，设置智能报警阈值，从而实现对异常工况的早期预警。同时，通过预测性维护，我们可以基于设备运行数据优化维护计划。

化工石脑油储罐氮封阀装置设计方案例：

    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；

■ 化工石脑油储罐氮封阀装置设计方案订货须知

·装置名称、型号
·供氮、泄氮装置公称通径DN（mm）
·供氮、泄氮装置公称压力PN（MPa）
·供氮、泄氮装置额定流量系数（Kv）
·供氮、泄氮装置固有流量特性
·供氮、泄氮装置压力设定点
·介质名称
·工作压力及调节范围
·阀体、阏内件及填料材质
·其它特殊要求