一、化工储运罐区氮封阀系统设计规范工作原理

氮封阀是一种自动调节阀，其工作原理基于氮气压力与设备内部压力之间的差异。当设备内部压力下降时，氮封阀会自动打开，向设备内部充入氮气；当设备内部压力升高时，氮封阀会自动关闭，停止氮气的充入。通过这种方式，氮封阀能够确保设备内部的氮气压力稳定在设定值，从而有效保护物料。全不锈钢氮封阀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。氮封阀(氮封装置)由ZZDQ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。

氮封装置被广泛应用于储罐的顶部，其核心作用是维持储罐的微正压状态，从而有效隔离罐内物料与外界环境的接触。这一设计不仅减少了物料的挥发和浪费，还有助于保护储罐的安全。在储罐上安装氮封系统后，系统会持续监控罐内气相空间的压力，并维持在0.2-0.5kPa的范围内。

一旦气相空间压力超过0.5kPa，氮封阀会自动关闭，停止氮气的供应；而当气相空间压力降至0.2kPa以下时，氮封阀则会开启，补充氮气，确保储罐在运行过程中不会吸入空气，进而防止形成可能引发爆炸的气体。

此外，储罐氮封系统所使用的氮气纯度应不低于99.96%，且氮气压力宜控制在0.5~0.6 MPa范围内。

02化工储运罐区氮封阀系统设计规范储罐氮封的设置要求

在设置储罐氮封时，是否配备氮封设施及氮封阀需遵循相关规范。

这些规定旨在确保储罐的安全、稳定运行，以及减少物料的挥发和浪费。通过合理配置氮封系统，可以有效隔离罐内物料与外界环境，从而防止形成可能引发爆炸的气体。同时，系统持续监控储罐气相空间的压力，确保其维持在安全范围内，进一步保障储罐的安全。

根据SH/T3007《石油化工储运系统罐区设计规范》的相关条款，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，该规范还明确规定，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。

根据《石油化工储运罐区VOCs治理项目指导意见》的要求，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。

此外，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气接触发生氧化或化学反应等场合，也需要设置储罐氮封系统。

二、化工储运罐区氮封阀系统设计规范结构组成

氮封阀  工作原理

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，降至泄氮装置压力设定点时，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。

供氮装置  工作原理

供氮装置结构如右图所示，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，平衡被破坏，使指挥器阀芯(6)打开，从而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，打主开阀阀芯(2)、向罐内充注氮气；当罐内压力升至供氮装置压力设定点时，由于预设弹簧力，关闭指挥器阀芯(6)又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

泄氮装置结构如右图所示，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时，由于预设弹簧力作用，关闭阀门。

氮封阀通常由以下部件组成：

• 控制阀门：用于控制氮气的进出。

• 执行器：根据控制信号驱动阀门的开启和关闭。

• 压力弹簧：提供阀门关闭时所需的预紧力。

• 指挥器：感知设备内部的压力变化，并产生相应的控制信号。

• 脉冲管：传递指挥器产生的控制信号到执行器。

• 

三、化工储运罐区氮封阀系统设计规范特点与优势

1. 节能：氮封阀利用被调介质自身的能量为动力源，无需外加能源，降低了能耗。

2. 动作灵敏：能够迅速响应设备内部的压力变化，确保氮气压力的稳定性。

3. 运行可靠：采用高品质的材料和的制造技术，确保阀门的长期稳定运行。

4. 操作与维修方便：结构简单，易于操作和维修。

四、化工储运罐区氮封阀系统设计规范应用领域

氮封阀广泛应用于以下领域：

• 石油化工：用于储罐、反应釜等设备的氮气保护，防止物料受到氧化、污染和潮湿等不良影响。

• 食品饮料：用于包装、灌装、贮存、输送等环节的氮气密封，确保食品的卫生安全和质量稳定。

• 制药：用于确保药品生产过程中的无菌环境，防止空气中的微生物和杂质进入生产环境。

• 高科技领域：如半导体制造、光学薄膜制备等，对气体的纯度和洁净度要求，氮封阀能够有效防止气体污染。

化工储运罐区氮封阀系统设计规范说明

氮封阀一般供氮气压力在3×10^5-10×10^5Pa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，口径一般与进液阀口径一致
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、影响设备的使用寿命
若用户工况与造型手册有异，望来电与本厂技术开发部联系，协商解决

03化工储运罐区氮封阀系统设计规范储罐氮封工艺流程

❒ 正常情况下的氮封

在每台储罐上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的压力在0.2至0.5kPa的范围内。当气相空间压力超过0.5kPa时，氮封阀会自动关闭，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将多余气体排出（短期连续补充氮气）。

❒ 使用呼吸阀的安全排放

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，呼吸阀会启动，通过带阻火器的装置将多余气体排出罐外。同样地，若氮封阀因故障无法及时开启，使罐内压力降至-0.3kPa以下，呼吸阀同样会动作，通过带阻火器的装置向罐内补充空气，从而确保罐内压力不低于设计压力低限-0.5kPa。

❒ 旁路补充氮气操作

为了保障氮封储罐在事故情况下的安全排放，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。

在需要补充氮气时，应通过限流孔板旁路进行，并确保流量与油品出罐流量相当。氮气管道的规格为DN50mm，且操作压力维持在0.5MPa。

❒ 阻火器的使用要求

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都必须安装阻火器，以遏制事故的进一步发展。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。

❒ 不同氮封方式的示例

图-1展示了一种简易的固定顶罐氮封方式。在此设计中，需合理设定氮封阀与呼吸阀的参数。氮封阀的设定值应位于呼吸阀的呼气与吸气设定值之间，而呼吸阀的设定值大小则直接关系到氮气的消耗量。

对于常压罐或容器，另一种氮封方式如图-2所示，它通过精确控制进口（氮气进入）和出口（气相放空）的压力来实现氮封效果。在罐内，始终维持着一定的压力，且该压力不会超过10KPa（表压）。

化工储运罐区氮封阀系统设计规范产品特点

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、为确保储罐的安全，需在罐顶设置呼吸阀。

7、呼吸阀公起安全作用，避免了常规氮封装置中启闭频繁易损坏的缺陷。

化工储运罐区氮封阀系统设计规范主要零件材质

1、主阀；2、主阀阀芯；3、主阀执行机构；4、节流阀；5、减压阀；6、指挥器阀芯；7、检测机构；8、预设弹簧；9、指挥器。

化工储运罐区氮封阀系统设计规范技术参数

化工储运罐区氮封阀系统设计规范主要外形尺寸

氮封阀是一种高精度的KP级别的用于保持氮气压力在一个设定值的自力式调节阀，无需外加能源，利用被调介质自身能量为动力源，自动控制阀门介质流量，使阀后压力保持恒定的压力稳定装置。现已广泛用于连续送气的天然气采输，城市煤气以及冶金、石油、化工等工业生产部门。

目前，进口氮封阀的常见品牌是，它的特点：控制精度高，可比一般ZZY型直接操作型调压阀高一倍左右。

　　调节压差比大（如阀前0.8MPa,阀后0.001MPa）特别适合微压气体控制。

　　压力设定在指挥器上实现，因而方便、快捷、省力省时可在运行状态下连续设定。。

二、呼吸阀

呼吸阀是指装于储罐顶部，用于呼气和吸气，保证储罐安全的的阀门。以得到广泛应用的美国威盾VTON品牌的呼吸阀为例，保持呼吸阀是维护储罐气压平衡，减少介质挥发的安全节能产品，呼吸阀充分利用储罐本身的承压能力来减少介质排放，其原理是利用正负压阀盘的重量来控制储罐的排气正压和吸气负压；当往罐外抽出介质，使罐内上部气体空间的压力下降，达到呼吸阀的操作负压时，罐外的大气将顶开呼吸阀的负压阀盘顶开，使外界气体进入罐内，使罐内的压力不再继续下降，让罐内与罐外的气压平衡，来保护储罐的安全装置。

三、二者的区别

一般大中型储罐常压储罐都需要氮封，目的有二：一是保证储罐内的压力始终维持在一定压力。呼吸阀从字面就可以理解，即可以向外呼气又可以向里吸气。当罐内的压力低于要求值时，冲氮增加压力；当罐内压力高时，呼吸阀会自动排除氮气。第二个目的就是氮气可以隔绝空气和罐内的介质，以防止介质被氧化等导致产品不合格或发生意外。

氮封阀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。当储罐往外出料时，储罐内压力降低，氮封阀打开往里补充氮气，呼吸阀的作用是保证储罐安全的，储罐内压力过高，呼吸阀可以往外呼，如果氮封阀出现故障，储罐内压力过低时，呼吸阀会工作往储罐内吸入空气，保证储罐不被吸扁。为了保证氮封装置内部的气体不直接跟空气接触,防止物料的挥发,氮封阀不仅可以保证气体的压力恒定,还可以防止物料的挥发,来保证容器的安全.接着就是呼吸阀的数值调整,在上述数值调整中,为了避免呼吸阀的启动,要让呼吸阀的设定值大于泄压阀的设定值.无动力风机代理表示,在氮封装置的使用过程中,也会利用压力阀来控制压力阀芯的位置,改变阀门内部的流量介质.

氮封阀是一种重要的工业设备，主要用于控制高纯度气体（如氮气）的流量，以保持容器顶部保护气体的压力恒定，防止容器内物料与空气直接接触，从而防止物料挥发、被氧化，确保容器的安全。以下是关于进口化工储运罐区氮封阀系统设计规范氮封阀的详细介绍：

五、化工储运罐区氮封阀系统设计规范使用注意事项

1. 安装前检查：在安装进口氮封阀之前，需要检查其外观是否完好，规格型号是否符合使用要求。

2. 合理安装位置：应安装在设备的合适位置，方便操作和维护，同时考虑氮气管道的布局和连接方式。

3. 规范操作：按照操作规程进行操作，避免误操作或不当操作导致设备损坏或安全事故的发生。

4. 定期检查维护：定期对氮封阀进行检查和维护，确保其正常运行和延长使用寿命。检查内容包括密封性能、调节精度、安全保护装置等。