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石油化工罐区自力式氮封阀系统设计规范 |
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| 详细介绍 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
石油化工罐区氮封阀系统设计规范 ZZYVP型指挥器操作自力式压力调节阀（氮封阀），是一种无须外来能源，利用被调介质自身的压力变化达到自动调节和稳定阀后压力为设定值的节能型压力调节阀。该阀压力设定在指挥器上实现，方便、快捷，压力设定值在运行中也可随意调整；控制精度高，可比一般ZZY型直接操作自力式压力调节阀高一倍，适合于控制精度要求高的场合。它广泛应用于化工、石油、冶金、电力、轻纺等工业部门中用作生产过程的自动调节。储罐的“氮封"，成为安全检查和事故报告中高频出现的词语，足以说明氮封在安全管理中的重要性。由于部分人员对氮封理解不到位导致未设置、或者日常管理不到位导致氮封失去作用，就会出现安全事故。例如：停用了苯储罐的氮封措施，储罐内浮顶上部空间进入空气，与苯挥发气体形成爆炸性混合气体，遇焊接作业产生的电流或火花发生闪燃，进而引起储罐起火。 那么，哪些储罐应设置氮封、应该怎样设置氮封、氮封日常应该如何管理呢？
石油化工罐区氮封阀系统设计规范哪些储罐需要设施氮封？ 《石油库设计规范》GB 50074-2014第6.1.2条，储存沸点低于45℃或37.8℃的饱和蒸气压大于88kPa的甲B类液体,应采用压力储罐、低压储罐或低温常压储罐,并应符合下列规定： 1、选用压力储罐或低压储罐时,应采取防止空气进入罐内的措施,并应密闭回收处理罐内排出的气体。 2、选用低温常压储罐时,应采取下列措施之一： 1)选用内浮顶储罐，应设置氮气密封保护系统，并应控制储存温度使液体蒸气压不大于88kPa； 2)选用固定顶储罐,应设置氮气密封保护系统,并应控制储存温度低于液体闪点5℃及以下。 《石油库设计规范》GB 50074-2014第6.1.3条，储存沸点不低于45℃或在37.8℃时的饱和蒸气压不大于88kPa的甲B、乙A类液体化工品和轻石脑油，应采用外浮顶储罐或内浮顶储罐。有特殊储存需要时，可采用容量小于或等于10000m3的固定顶储罐、低压储罐或容量不大于100m3的卧式储罐，但应采取下列措施之一： 1、应设置氮气密封保护系统,并应密闭回收处理罐内排出的气体; 2、应设置氮气密封保护系统,并应控制储存温度低于液体闪点5℃及以下。
石油化工罐区氮封阀系统设计规范 《石油库设计规范》GB 50074-2014第6.1.8条，储存Ⅰ、Ⅱ级毒性的甲B、乙A类液体储罐的单罐容量不应大于5000m3，且应设置氮封保护系统。 《石油化工企业设计防火标准（2018年版）》（GB50160-2008）第6.2.2条，储存甲B、乙A类的液体应选用金属浮舱式的浮顶或内浮顶罐。对于有特殊要求的物料或储罐容积小于或等于200m3的储罐,在采取相应安全措施后可选用其他型式的储罐。浮盘应根据可燃液体物性和材质强度进行选用,并应符合下列规定：1当单罐容积小于或等于5000m3的内浮顶储罐采用易熔材料制作的浮盘时,应设置氮气保护等安全措施； 《石油化工企业设计防火标准（2018年版）》（GB50160-2008）第6.2.4A条，储存温度超过120℃的重油固定顶罐应设置氮气保护，多雷区单罐容积大于或等于50000m3的浮顶储罐应采取减少一、二次密封之间空间的措施。 《精细化工企业工程设计防火标准》(GB51283-2020)第5.1.1条：使用或生产甲、乙类物质的工艺系统设计，应符合下列规定：(2)对于间歇操作且存在易燃易爆危险的工艺系统宜采取氮气保护措施。 《精细化工企业工程设计防火标准》(GB51283-2020)第6.2.2条：单罐容积不小于100m³的甲B、乙A类液体储存应选用内浮顶罐。当采用易熔材料制作浮盘时，应设置氮气保护等安全措施。采用固定顶罐或低压罐时，应采用氮气或惰性气体密封，并采取减少日晒升温的措施。 应该怎样设置氮封？ 《石油化工罐区自动化系统设计规范》SH/T 3184-2017第5.4.5.4条，氮封阀压力设定点应为储罐正常操作压力，压力设定值可调范围的选择应使设定点处于范围的中段，并应能覆盖最大操作压力。 《石油化工罐区自动化系统设计规范》SH/T 3184-2017第4.2.2.8条，氮封阀氮气入口管道应设置压力表。 《石油化工罐区自动化系统设计规范》SH/T 3184-2017第5.4.5.3条，氮封阀应安装在尽量靠近罐顶入口的氮气管线上，外取压管线的取源点宜设在罐顶，以便检测罐内的真实压力。 《GB 50160-2018 石油化工企业设计防火标准》第6.2.19条，对于采用氮封或其他气体气封的甲B、乙类液体的储罐还应设置事故泄压设备。 石油化工罐区氮封阀系统设计规范氮封日常应该如何管理？
《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）第二（四）条：有氮气保护设施的储罐要确保氮封系统完好在用。 《石油化工罐区自动化系统设计规范》(SH/T3184-2017)第5.4.5.4条，氮封阀压力设定点应为储罐正常操作压力，压力设定值可调范围的选择应使设定点处于范围的中段，并应能覆盖最大操作压力。 《石油化工储运系统罐区设计规范》(SH/T3007-2014)第3.5条，采用氮气密封保护的可燃液体储罐，其操作压力宜为0.2kPa～0.5kPa。 第5.1.4条：呼吸阀的排气压力应小于储罐的设计正压力，呼吸阀的进气压力应高于储罐的设计负压力。 第5.1.5.条第(a)款：事故泄压设备的开启压力应高于呼吸阀的排气压力并应小于或等于储罐的设计正压力。 《石油化工储运系统罐区设计规范》（SH/T 3007-2014）第5.1.5条，事故泄压设备应满足氮封或其他惰性气体密封管道系统或呼吸阀出现故障时保障储罐安全的通气需要。 氮封在隔绝氧气、抑制燃烧、保护物料、减少损失，以及平衡储罐压力、保护罐体结构等方面，起着积极作用，我们应加强对氮封的认识、加强管理，保证储罐的安全。 ■石油化工罐区氮封阀系统设计规范结构与原理
ZZYVP型指挥器操作自力式压力调节阀是由指挥器、调节阀、执行机构和阀后接管四部分组成。（见图一）工作原理：介质以所示箭头方向进入阀体，一路经过滤减压器减压后的压力被引入指挥器；另一路通过阀芯、阀座，节流后的压力流向阀后，并通过导压管引入指挥器执行机构。当阀后压力高于设定压力时，其压力作用在指挥器薄膜有效面上产生一个推力带动指挥器阀芯关闭，切断引入主阀执行机构膜室中的压力，使主阀阀芯关闭，阀后压力随之降低。当阀后压力低于设定值时，由于指挥器主弹簧的反作用力打开指挥器阀芯，阀前压力又被引入主阀执行机构膜室产生推力，使主阀阀芯打开，阀后压力随之升高。如此往复，保持阀后压力为设定值。 一、设置氮封的意义可燃液体储罐氮设置封氮封可以隔绝空气，防止形成爆炸性混合气体 ；减少物料挥发损耗，保护环境 形成密封气层，降低油品、溶剂等蒸发损耗，既节约成本，又减少 VOCs 排放：防止负压抽瘪储罐 在出料、降温时，氮气自动补充，维持罐内微正压，避免罐体被大气压抽瘪变形。 二、氮封压力设置不当带来的危害氮封压力偏高可能导致储罐超压，损坏呼吸阀；压力偏低可能导致空气进入罐内，形成爆炸性混合气体，出料、降温时易形成负压抽瘪罐体，无法有效隔绝氧气，增加燃爆风险； 压力波动失控可能导致呼吸阀频繁动作。 三、可燃液体储罐氮封压力应该如何设置呢？依据《石油化工储运系统罐区设计规范》SHT 3007-2014 第3.5条 可燃液体储罐的操作压力应按下述原则确定: b)采用氮气密封保护的储罐，其操作压力宜为0.2kPa～0.5kPa。其他设置有呼吸阀的储罐，其操作压力宜为 1kPa～1.5kPa。氮封压力 ＜ 储罐正压呼吸阀开启压力
■石油化工罐区氮封阀系统设计规范主要参数及主要性能指标见表一 表一
■石油化工罐区氮封阀系统设计规范压力调节范围见表二 表二
■主要零件材料见表三 表三
■石油化工罐区氮封阀系统设计规范外形尺寸见表四、图二 表四 单位：mm
注：1）标准法兰连接形式PN16为凸面，连接尺寸铸铁法兰按GB4216.5-84，铸钢法兰按GB9113-2000、JB/T-94，阀体法兰及法兰端面距也可按用户指定标准制造，如：ANSI，JIS，DIN等标准。
■石油化工罐区氮封阀系统设计规范产品重量见表五 表五 单位：Kg
■石油化工罐区氮封阀系统设计规范安装、维护与调试
1、安装： （1）检查整机零件是否缺损与松动，对使用有害人体健康的介质，必须进行强度、密封、泄漏与精度测试。 （2）在安装前，对管道进行清洗（否则由于焊渣等管道垃圾，损坏阀芯密封面，导致阀门不能正常工作），阀门入口处要有足够的直管段，并配有过滤器。阀体与管道的法兰连接，要注意同轴度。 （3）安装场地应考虑到人员与设备的安全，即便于操作，又有利于拆装与维修。 （4）阀门应正立垂直安装在水平管道上，导压管必须安装在距离阀出口至少六倍于公称通径的阀后管道上。阀自重较大与有振动的场合，要用支撑架，尽量避免水平安装。 （5）介质流动方向应与阀体上的箭头指向一致。因微压阀属于精密仪表，其中指挥器膜片直接承受介质压力，若阀门反装或管道有反冲压力，则指挥器膜片由于受压过高导致膜片损坏，阀门不能工作。阀门应在环境温度-25～+55℃场所使用。 （6）为使自控系统失灵或检修阀门时，仍能连续生产，应设置旁路阀。 2、石油化工罐区氮封阀系统设计规范维护： （1）清洗阀门：对清洗一般介质，只要用水洗净就可以。但对清洗有害健康的介质，首先要了解其性质，在选用相应的清洗办法。 （2）阀门的拆卸：将外露表面生锈的零件先除锈，但在除锈前，要保护好阀座、阀芯、阀杆与推杆等精密零件的加工表面。拆装阀座时应使用专用工具。 （3）阀芯、阀座：二密封面有较小的锈斑与磨损，可用机械加工的方法进行修理，如损坏严重必须换新。但不管修理或更换后的硬密封面，都必须进行研磨。 （4）阀杆：表面损坏，必须换新。 （5）压缩弹簧：如有裂纹等影响强度的缺陷，必须换新。 （6）易损零件：填料、密封垫片与O型圈，每次检修时，全部换新。膜片必须检查是否有预示将来可能发生裂纹、老化与腐蚀等痕迹，根据检验结果，决定是否更换，但膜片使用期一般最多2～3年。 （7）阀门组装要注意对中，螺栓要在对角线上拧紧，滑动部分要加润滑油。组装后应按产品出厂测试项目与方法调试，并在这期间，可更准确地调整填料压紧力与阀芯关闭位置。
3、石油化工罐区氮封阀系统设计规范调试 所需要压力值是通过对指挥器顶部的调节螺母的操作而得到调整，打开顶部的防尘盖，用扳手调整调节螺母。顺时针方向旋转使压力增大，逆时针旋转则压力减小。安装在压力调节阀后的压力表，可使工作人员借以观察调整后的压力给定值 |
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