关于常压储罐设置氮封的要求，在标准AQ 3063没有发布之前，都是针对一些特殊储存条件而专项规定的，各个不同标准的专项规定并不雷同。

01化工常压储罐设置氮封要求的规范常压储罐设置氮封要求的规范有哪些？

GB 50160-2018 《石油化工企业设计防火标准》对比以上各个标准规定的内容，可知基本上都是对采取了特殊储存条件（如低温、压力罐、卧罐、固定顶、易熔材料浮盘、有毒类等）的储罐才要求设置氮封的，对于一个常温常压的立式内浮顶非毒性介质储罐而言，且同时配置了非易熔材料浮盘的话，那就不需要设置氮封。

但是随着AQ 3063-2025《化工企业可燃液体常压储罐区安全管理规范》正式发布实施，其标准内容对氮封的规定，直接全覆盖了，后续“新建单罐容积大于或等于1000m3的甲B、乙类可燃液体内浮顶储罐和固定顶储罐以及操作温度大于或等于120℃的丙类可燃液体储罐都应设氮封系统。"由于标准已经强调了新建储罐的氮封需要按照AQ 3063执行，故对于一些在役储罐而言，并没有强制要求整改，但是AQ 3063还是对在役未氮封的储罐做了以下要求：“6.1.5 在役单罐容积大于或等于1000m3的甲B、乙类可燃液体内浮顶储罐和固定顶储罐以及操作温度大于或等于120℃的丙类可燃液体储罐未设置氮封系统时，每月至少应检测1次储罐内气相空间可燃气体浓度，检测值大于爆炸下限 50%时，应及时安排停运，进行处置。"也就是说，对于在役储罐来说，只需要每月对罐内气相进行一次可燃气体浓度检测，只要不超过爆炸下限的50%，就维持现状即可。一旦超过爆炸下限的50%，需要处置了。但是怎么处置呢？标准没有说。

化工常压储罐设置氮封要求的规范

一、工作原理

进口储罐用氮封阀的工作原理主要基于压力平衡原理。具体来说，当储罐内部压力降低时，氮封阀会自动打开，允许氮气进入储罐以补充压力；当储罐内部压力升高时，氮封阀则会自动关闭，防止氮气过多进入。通过这种方式，氮封阀能够有效地维持储罐内部的压力稳定，防止液体因挥发而损失，同时避免外界空气进入储罐导致液体氧化或污染。

二、应用领域

进口储罐用氮封阀广泛应用于多个领域，包括但不限于石油化工、制药、食品加工、印染、环保等。在这些领域中，储罐通常用于储存各种液体或气体物料，而氮封阀则能够有效地保护这些物料的质量和安全性。

三、主要特点

自动化程度高：氮封阀能够自动感应储罐内的压力变化，并自动调节氮气的进出量，无需人工干预。

精度高：氮封阀具有较高的制压能力，能够精确地控制储罐内的氮气压力，确保其在设定的安全范围内。

耐腐蚀性好：由于储罐内可能储存各种腐蚀性介质，因此氮封阀通常采用耐腐蚀性能好的材料制成，以确保其长期稳定运行。

安全可靠：氮封阀能够有效地防止外界空气进入储罐，从而避免物料与空气接触而发生氧化、污染或爆炸等危险情况。

四、选型与应用

在选择进口储罐用氮封阀时，需要考虑多个因素，包括储罐的材质、介质特性、压力范围、温度范围等。同时，还需要根据实际需求确定氮气的来源和压力要求。在应用过程中，需要定期检查氮封阀的工作状态，确保其正常运行并及时处理可能出现的故障。

02化工常压储罐设置氮封要求的规范可燃气体浓度超标有哪些原因？

通常造成可燃气体浓度超标的原因，不外乎以下几种：

浮盘结构问题

目前在役的常压储罐中，仍然有相当一部分储罐使用的还是浮筒式浮盘，由于其独特的结构，整个浮盘和液面存在一定的气相空间，这个气相空间会使液体持续不断地挥发，并越积越多，通过浮盘蒙皮和连接件之间的缝隙持续逸出到储罐的气相空间内，长此以往，造成储罐内气相空间可燃气体浓度越来越高，尤其是夏季高温天气的影响下，这种挥发速率更快。

针对此原因，建议从根本上来解决问题，那就是更换浮盘，直接换成全接液浮盘，其优势是浮盘是平铺在液面上方，中间不存在气相空间，大大降低了液体的挥发。

浮盘密封性能差

无论是采用全接液的浮盘，还是采用浮筒式浮盘，只要浮盘和罐壁连接处的密封性能不好，也会造成大量的油气挥发并从密封处泄漏出来，尤其是对于非浸液式密封，更是如此。所谓的非浸液式密封，就是密封元件没有浸没到液面以下，而是和液面留有一定的气相空间，如下图所示：那么密封性能差又该怎么办呢？还是建议更换密封性能更好的浮盘密封，哪些密封性能好呢？在SY/T 0511-2024《立式圆筒形钢制焊接储罐附件》标准中，给出了密封选型要求：

工艺操作因素

对于一些介质闪点低的储罐，如果作业过程中没有控制好温度，也会造成储罐气相介质浓度增大，比如带蒸汽加热盘管的介质，如果温控失效，会造成大量介质挥发。或者上游的装置出口温度较高，没有降温措施的话，也会造成罐内介质温度偏高。

还有一些储罐在正常使用过程中频繁地浮盘落底，然后再进料，如此反复，会造成大量的油气从浮盘破真空阀处泄漏到浮盘上方的气相空间。对于此操作过程中导致的油气浓度上升，只能严格执行操作规程，尽量避免浮盘频繁落底，同时对储罐介质的温度进行实时监测。

如果上述三种因素都已经避免了，还是会出现储罐气相油气浓度超标的话，只能增加氮封了。只有这样才能确保储罐气相的可燃气体浓度低于爆炸下限的50%范围内。至于氮封所用氮气本身的浓度问题，大可不必纠结这个，无论是外购的氮气，还是企业自身制氮装置生产的氮气，其纯度基本上都大于99.00%，这对于实现储罐油气空间的惰化来说，已经足够了。上述内容都是涉及的都是新旧标准中关于氮封设置的要求变化，其目的只有一个，就是保持储罐内气相空间时刻处于惰性状态，也就是时刻处于非爆炸危险状态。

03化工常压储罐设置氮封要求的规范怎么验证氮封的效果？

这就要讲到气相空间氧含量的指标控制要求。

我们知道油气爆炸必须有氧气（空气）的参与才可能发生，且氧气占整个混合气体的含量必须达到一定百分比才能发生爆炸，但是当加了氮封之后，也就是原来只有可燃气体和空气的二元混合物，当加入氮气，变成三元混合物之后，其氧含量占比将被稀释，当稀释到多少程度就不可能再爆炸呢？对此，并专门绘制了可燃油气和空气混合物在氮气惰化后的爆炸极限曲线图，如下图：图中AB线表示的是纯空气和油气的二元混合物下，该油气的爆炸下限和爆炸上限分别为点C和点D，CD线段范围内统称为爆炸极限。当通入氮气进行惰化后，随着氮气量的增加，AB线开始绕A点做逆时针旋转，此时，爆炸下限增大，爆炸上限减小，也就是说D点和C点逐渐靠拢，当D点和C点重合时，也就是图中的E点时，此时该三元混合物脱离图中橙色的爆炸面域，也就是说，此时整个混合物将不会再发生爆炸燃烧的可能。此时的E点所对应的横坐标a,就是我们所称的极限氧浓度。氮气惰化的目标就是将混合气体中氧含量的值控制在a点以下，只要氧含量在a点左侧，无论任何浓度的可燃气体都不可能爆炸。

那么，怎么确定某一种可燃气体的a点呢，在GB/T 37241-2018《惰化防爆指南》附录A：常见可燃气体、粉尘的极限氧浓度值，表中给出了化工企业常见的各种可燃气体在氮气惰化氛围下的极限氧浓度值。理论上讲，只要储罐内氮封后的气体混合物，其氧浓度低于该值，即达到了惰化的状态。在AQ 3063-2025《化工企业可燃液体常压储罐区安全管理规范》第4.8条：设置氮封系统的储罐气相空间氧含量应符合GB/T 37241的相关要求。虽然AQ 3063中明确了储罐气相空间的惰化控制应依据GB/T 37241的规定，但是依然说的不够具体，即惰化控制指标到底是按照极限氧浓度值的100%控制还是50%控制呢？而在2024年修订的《GB 17681-2024 危险化学品重大危险源安全监控技术规范》第6章节中，规定的较为具体：“6.3.2.3 设有氮气密封保护系统的甲B、乙A类易燃液体储罐,应控制氧气浓度不大于极限氧浓度的50%。"

GB 17681是关于重大危险源方面的强制性国标，也就是说，如果构成重大危险源的罐区，其氮封储罐的气相空间中，必须要控制氧浓度值不超过GB/T37241附录A中所规定的极限氧浓度值的50%。
防止储罐等容器出现过压或负压的方法是在容器顶部设置开口。在这种情况下，在向容器内注入产品时，任何的多余空气或气体可自由离开容器；相反当产品排出时，空气可流入容器内。此类系统还可因温度波动而使容器出现“透气"现象，这通常会导致体积发生巨大变化。
　　然而出于多种原因，此方法并不适用于所有产品。进入储罐内的空气可能会污染产品，尤其是当储罐中存储的是有机溶液与碳氢物时，爆炸性气体/空气会在产品上方形成。此外，还有可能发生不良气体与蒸气的释放。由于必须避免这些情况，因此需要将储罐密封。然而，需要将储罐存放在常压条件下，从而避免在对其灌装或温度升高时出现过压，更为重要的是避免在排放产品时出现真空。大型储罐尤其无法承受低压。
　　氮封系统可确保储罐顶部空间处于惰性空气保护与常压控制之下。实现这一结果的方法之一是连续充入氮气，这是一种相对简单且安全的解决方案。但由于其不断消耗氮气，因此操作成本很高。

　　较为先进的做法是基于压力的氮封工艺。一般来说，此类氮封系统由下列组件构成：
　　•一只在任何时候需要时允许惰性气体进入储罐的氮封阀或调节器；
　　•一只允许顶部空间气体流出储罐的泄氮阀、通风装置阀或蒸气回收阀。
　　•一只用于防止储罐出现过压或真空的安全压力/真空泄放阀（后者可导致储罐内爆，这种风险会随着储罐尺寸的增大而提高）
　　•连接管与惰性气体气源
　　在该应用当中，通气阀会在顶部空间体积变小时打开，从而将顶部空间气体排出储罐。当将产品泵抽出储罐或者温度下降时，覆盖调节器将会打开，并向储罐顶部空间充氮，避免压力不足。保持恒定表压可确保空气以及氧气不会进入储罐。温度与天气条件的变化意味着储罐需要连续通气。
化工常压储罐设置氮封要求的规范氮封阀设备选型及维护的意义：
　　设计或维护不当的氮封系统有可能导致严重事故发生。如果说所有的氮封系统均会出现这样或那样的泄漏则并不言过。由于其结构复杂，带有活动组件、包装与密封件的阀门容易发生故障。出现故障的压力变送器会记录错误的顶部空间压力，从而导致氮气消耗过高。当氮封阀无法充分打开时，氮气的流入量将会变得过低，从而导致顶部空间压力下降，进而造成储罐内爆或者空气泄漏至储罐当中。如前所述，这些情况会对产品质量产生影响，根据存储产品的不同，还会大大提高发生爆炸的风险。

04化工常压储罐设置氮封要求的规范控制储罐气相空间的氧浓度，

落实到工程实践中，该怎么做呢？

笔者有两种建议供参考：

第一，在储罐顶部安装固定式氧含量分析仪表，并远传至控制室。关于固定式氧含量仪表的安装位置，建议设置在罐顶中央区域较为合理，因为储罐罐顶板是呈拱形的，油气比重比氮气轻，所以带氮封的储罐 ，其挥发出来的油气会向上飘散到拱顶区域附近并积聚，所以氧含量仪表安装在拱顶的中央区域可以保证测量的准确性和代表性。

第二，就是人工采用仪器定期对储罐进行检测，人工测量看似简单方便，但是如果一个企业罐区较大，储罐数量较多的话，整体算下来也会耗费大量的人力和物力。假设某企业有储罐30台，检测频次按照1次/周，每月需要检测120台次，每年需要检测1440台次。即使按照1次/半月，每年仍需要检测720台次，这工作量可想而知。关键是每次检测，都需要爬上罐顶打开管口，人工操作检测。加了氮封的储罐，每次打开都会面临人员窒息的风险，所以不建议该方案，除非储罐数量较少。

可燃介质的常压储罐，增设氮封是确保气相空间维持非爆炸性混合状态的重要措施，从本质安全上来讲，当储罐需要动火或者意外的雷击、静电等等，最起码不会引爆或引燃储罐，所以增设氮封是非常有必要的。但对于氮封目标的预期验证，也是很重要的，一个是实施，一个是验证。二者相辅相成，共同确保实质上的氮封效果。

化工常压储罐设置氮封要求的规范