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危險(xiǎn)化學(xué)品儲(chǔ)罐氮封裝置系統(tǒng)操作應(yīng)用案例
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危險(xiǎn)化學(xué)品儲(chǔ)罐氮封裝置系統(tǒng)操作應(yīng)用案例

我們?cè)趯?shí)際工作中發(fā)現(xiàn)的典型的、重復(fù)性的技術(shù)問(wèn)題中,氮封系統(tǒng)問(wèn)題占比1.74%。我們結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)例向大家分享一下危險(xiǎn)化學(xué)品儲(chǔ)罐氮封系統(tǒng)問(wèn)題。調(diào)節(jié)閥,供氮閥,泄氮閥,以閥后壓力為動(dòng)力源,引入閥后壓力到指揮器膜片上以控制指揮器閥芯位置,改變流經(jīng)指揮器閥芯的介質(zhì)壓力和流量,使閥門后端壓力保持恒定的調(diào)節(jié)閥。進(jìn)口自力式氮封閥壓力設(shè)定在指揮器上的彈簧上實(shí)現(xiàn),擰緊壓縮彈簧閥后壓力變大,反之則變小,操作簡(jiǎn)單因而存在方便、便捷、比一般的直接取壓自力式壓力調(diào)節(jié)閥精度要高;一般用于儲(chǔ)罐氮封系統(tǒng);調(diào)節(jié)和穩(wěn)定儲(chǔ)罐的氮?dú)鈮毫?,控制精度極其靈敏,控制精度閥后能達(dá)到0.0001MPa (100pa,0.1kp)運(yùn)行過(guò)程中壓力可以連續(xù)調(diào)節(jié),特別適合是控制微壓場(chǎng)合的工況。 氮封閥無(wú)需外加能源,利用被調(diào)介質(zhì)自身能量為動(dòng)力源,自動(dòng)控制閥門介質(zhì)流量,使閥后壓力保持恒定的壓力穩(wěn)定裝置?,F(xiàn)已廣泛用于連續(xù)送氣的天然氣采輸,城市煤氣以及冶金、石油、化工等工業(yè)生產(chǎn)部門。該閥控制精度高,比一般直接操作型調(diào)壓閥高一倍左右。減壓比大,反應(yīng)靈敏,極小的壓力或極小的壓力變化都可以感知出來(lái),對(duì)同一臺(tái)閥而言,調(diào)節(jié)范圍比普通自力式調(diào)節(jié)閥廣,壓力設(shè)定在指揮器上實(shí)現(xiàn),因而方便、快捷、省力省時(shí)可在運(yùn)行狀態(tài)下連續(xù)設(shè)定。

ZZYVP型帶指揮器調(diào)壓閥27.jpg

危險(xiǎn)化學(xué)品儲(chǔ)罐氮封裝置系統(tǒng)操作應(yīng)用案例自力式氮封閥工作原理
供氮裝置將設(shè)在罐頂?shù)娜狐c(diǎn)的介質(zhì)經(jīng)導(dǎo)壓管引入檢測(cè)機(jī)構(gòu)(7),介質(zhì)在檢測(cè)元件上產(chǎn)生一個(gè)作用力與與彈簧(8)、預(yù)緊力相平衡。當(dāng)罐內(nèi)壓力降低至低于供氮裝置壓力設(shè)定點(diǎn)時(shí),平衡破
壞,使指揮器閥芯(6),打開(kāi),使閥前氣體經(jīng)減壓閥(5),節(jié)流閥(4)、進(jìn)入主閥執(zhí)行機(jī)構(gòu)(3)上、下膜室,打開(kāi)主閥閥芯(2),向罐內(nèi)充注氮?dú)?;?dāng)罐內(nèi)壓力升至供氮裝置壓力設(shè)定點(diǎn),由于預(yù)設(shè)彈簧力,關(guān)閉指揮器閥芯(6)、由于主閥執(zhí)行機(jī)構(gòu)中的彈簧作用,關(guān)閉主閥,停止供氮。 泄氮裝置該裝置采用內(nèi)反饋結(jié)構(gòu),介質(zhì)直接經(jīng)閥蓋進(jìn)入檢測(cè)機(jī)構(gòu)(2),介質(zhì)在檢測(cè)元件上產(chǎn)生一個(gè)作用力與預(yù)設(shè)彈簧(3)預(yù)緊力相平衡。當(dāng)罐內(nèi)壓力升高至高于泄氮裝置壓力設(shè)定點(diǎn)時(shí),平衡被破壞,使閥芯(1)上移,打開(kāi)閥門,向外界泄放氮?dú)猓划?dāng)罐內(nèi)壓力降至泄氮裝置壓力設(shè)定點(diǎn),由于預(yù)設(shè)彈簧力作用,關(guān)閉閥門。

危險(xiǎn)化學(xué)品儲(chǔ)罐氮封裝置系統(tǒng)操作應(yīng)用案例

氮封系統(tǒng)09.jpg


Part 1 :氮封系統(tǒng)的作用
《氣封的設(shè)置》(HG/T 20570.16-95)第1.0.1.1條款:為防止儲(chǔ)罐內(nèi)物料因與進(jìn)入的外界氣體(空氣)接觸而被污染變質(zhì)或與外界進(jìn)入的氣體(空氣)發(fā)生化學(xué)和(或)生物反應(yīng),常需設(shè)置氣封系統(tǒng)。用氣封氣使儲(chǔ)罐內(nèi)維持一定壓力(正壓),防止儲(chǔ)罐內(nèi)物料與外界氣體接觸。

Part 2 :氮封系統(tǒng)的設(shè)置
《石油化工企業(yè)設(shè)計(jì)防火標(biāo)準(zhǔn)(2018年版)》(GB 50160-2008 2018版)
第6.2.2.1條款:儲(chǔ)存甲B、乙A類的液體應(yīng)選用金屬浮艙式的浮頂或內(nèi)浮頂罐。當(dāng)單罐容積小于或等于5000m3的內(nèi)浮頂儲(chǔ)罐采用易熔材料制作的浮盤時(shí),應(yīng)設(shè)置氮?dú)獗Wo(hù)等安全措施。
第6.2.4A條款:儲(chǔ)存溫度超過(guò)120℃的重油固定頂罐應(yīng)設(shè)置氮?dú)獗Wo(hù)。
《精細(xì)化工企業(yè)工程設(shè)計(jì)防火標(biāo)準(zhǔn)》(GB 51283-2020)
第6.2.2條款:?jiǎn)喂奕莘e不小于100m3的甲B、乙A類液體儲(chǔ)存應(yīng)選用內(nèi)浮頂罐。當(dāng)采用易熔材質(zhì)制作浮盤時(shí),應(yīng)設(shè)置氮?dú)獗Wo(hù)等安全措施。采用固定頂罐或低壓罐時(shí),應(yīng)采用氮?dú)饣蚨栊詺怏w密封,并采取減少日曬升溫的措施。
《煤化工工程設(shè)計(jì)防火標(biāo)準(zhǔn)》(GB 51428-2021)
第7.2.2條款:儲(chǔ)存沸點(diǎn)低于45℃或真實(shí)蒸氣壓不小于76.6kPa的甲B類液體,應(yīng)選用壓力儲(chǔ)罐、低壓儲(chǔ)罐或降溫常壓儲(chǔ)罐,并應(yīng)符合下列規(guī)定:

氮封閥42.jpg

1 選用壓力儲(chǔ)罐或低壓儲(chǔ)罐時(shí),應(yīng)設(shè)置氮?dú)饷芊獗Wo(hù)系統(tǒng),并應(yīng)密閉回收處理罐內(nèi)排出的氣體;

2 選用降溫常壓儲(chǔ)罐時(shí),應(yīng)控制儲(chǔ)存溫度低于液體閃點(diǎn)5℃及以下,并應(yīng)設(shè)置氮?dú)饷芊獗Wo(hù)系統(tǒng)。

第7.2.3條款:儲(chǔ)存沸點(diǎn)不低于45℃或真實(shí)蒸氣壓小于76.6kPa的甲B、乙A類液體,應(yīng)選用浮頂罐或內(nèi)浮頂罐。當(dāng)甲B、乙A類液體因特殊儲(chǔ)存要求采用固定頂罐、低壓儲(chǔ)罐和容積大于50m3的臥式儲(chǔ)罐時(shí),應(yīng)采取下列措施之一:

1 設(shè)置氮?dú)饷芊獗Wo(hù)系統(tǒng),密閉回收處理罐內(nèi)排出的氣體;

2 控制儲(chǔ)存溫度低于液體閃點(diǎn) 5℃及以下;

3 其他安全措施。

第7.2.7條款:儲(chǔ)存毒性為高度和極度危害的甲B、乙A類液體的內(nèi)浮頂儲(chǔ)罐,儲(chǔ)存溫度超過(guò)120℃的重油固定頂罐應(yīng)設(shè)置氮?dú)饷芊獗Wo(hù)系統(tǒng)。

第7.2.8條款:多雷和強(qiáng)雷地區(qū)單罐容積大于或等于50000m3的浮頂儲(chǔ)罐的一次、二次密封之間應(yīng)采取下列措施之一:
1 設(shè)置氮?dú)饷芊獗Wo(hù)系統(tǒng);
2 向一次、二次密封之間的空間充填軟體不燃或難燃材料。


ZZYVP型帶指揮器調(diào)壓閥070.jpg

危險(xiǎn)化學(xué)品儲(chǔ)罐氮封裝置系統(tǒng)操作應(yīng)用案例《石油庫(kù)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB 50074-2014)

第6.1.2條款:儲(chǔ)存沸點(diǎn)低于45℃或37.8℃的飽和蒸氣壓大于88kPa的甲B類液體,應(yīng)采用壓力儲(chǔ)罐、低壓儲(chǔ)罐或低溫常壓儲(chǔ)罐,并應(yīng)符合下列規(guī)定:

1 選用壓力儲(chǔ)罐或低壓儲(chǔ)罐時(shí),應(yīng)采取防止空氣進(jìn)入罐內(nèi)的措施,并應(yīng)密閉回收處理罐內(nèi)排出的氣體。

2 選用低溫常壓儲(chǔ)罐時(shí),應(yīng)采取下列措施之一:

1)選用內(nèi)浮頂儲(chǔ)罐,應(yīng)設(shè)置氮?dú)饷芊獗Wo(hù)系統(tǒng),并應(yīng)控制儲(chǔ)存溫度使液體蒸氣壓不大于88kPa;

2)選用固定頂儲(chǔ)罐,應(yīng)設(shè)置氮?dú)饷芊獗Wo(hù)系統(tǒng),并應(yīng)控制儲(chǔ)存溫度低于液體閃點(diǎn)5℃及以下。

第6.1.3條款:儲(chǔ)存沸點(diǎn)不低于45℃或在37.8℃時(shí)的飽和蒸氣壓不大于88kPa的甲B、乙A類液體化工品和輕石腦油,應(yīng)采用外浮頂儲(chǔ)罐或內(nèi)浮頂儲(chǔ)罐。有特殊儲(chǔ)存需要時(shí),可采用容量小于或等于10000m3的固定頂儲(chǔ)罐、低壓儲(chǔ)罐或容量不大于100m3的臥式儲(chǔ)罐,但應(yīng)采取下列措施之一:

1 應(yīng)設(shè)置氮?dú)饷芊獗Wo(hù)系統(tǒng),并應(yīng)密閉回收處理罐內(nèi)排出的氣體;

2 應(yīng)設(shè)置氮?dú)饷芊獗Wo(hù)系統(tǒng),并應(yīng)控制儲(chǔ)存溫度低于液體閃點(diǎn)5℃及以下。

第6.1.8條款:儲(chǔ)存I、Ⅱ級(jí)毒性的甲B、乙A類液體儲(chǔ)罐的單罐容量不應(yīng)大于5000m3,且應(yīng)設(shè)置氮封保護(hù)系統(tǒng)。

《石油化工儲(chǔ)運(yùn)系統(tǒng)罐區(qū)設(shè)計(jì)規(guī)范》(SH/T 3007-2014)

第4.2.4條款:儲(chǔ)存沸點(diǎn)低于45℃或在37.8℃時(shí)飽和蒸氣壓大于 88kPa的甲B類液體,應(yīng)采用壓力儲(chǔ)罐、低壓儲(chǔ)罐或降溫儲(chǔ)存的常壓儲(chǔ)罐,并應(yīng)符合下列規(guī)定:

a)選用壓力儲(chǔ)罐或低壓儲(chǔ)罐時(shí),應(yīng)采取防止空氣進(jìn)入罐內(nèi)的措施,并應(yīng)密閉收集處理罐內(nèi)排出的氣體;

b)選用降溫儲(chǔ)存的常壓儲(chǔ)罐時(shí),應(yīng)采取下列措施之一:

——選用內(nèi)浮頂儲(chǔ)罐,設(shè)置氮?dú)饣蚱渌栊詺怏w密封保護(hù)系統(tǒng),控制儲(chǔ)存溫度使液體蒸氣壓不大于 88kPa;

——選用固定頂儲(chǔ)罐,設(shè)置氮?dú)饣蚱渌栊詺怏w密封保護(hù)系統(tǒng),控制儲(chǔ)存溫度低于液體閃點(diǎn)5℃及以下;

——選用固定頂儲(chǔ)罐,設(shè)置氮?dú)饣蚱渌栊詺怏w密封保護(hù)系統(tǒng),控制儲(chǔ)存溫度使液體蒸氣壓不大于 88kPa,密閉收集處理罐內(nèi)排出的氣體。

第4.2.5條款:儲(chǔ)存沸點(diǎn)大于或等于 45℃或在 37.8℃時(shí)飽和蒸氣壓不大于 88kPa的甲B、乙A類液體,應(yīng)選用浮頂儲(chǔ)罐或內(nèi)浮頂儲(chǔ)罐。其他甲B、乙A類液體化工品有特殊儲(chǔ)存需要時(shí),可以選用固定頂儲(chǔ)罐、低壓儲(chǔ)罐和容量小于或等于100m3的臥式儲(chǔ)罐,但應(yīng)采取下列措施之一:

——設(shè)置氮?dú)饣蚱渌栊詺怏w密封保護(hù)系統(tǒng),密閉收集處理罐內(nèi)排出的氣體;

——設(shè)置氮?dú)饣蚱渌栊詺怏w密封保護(hù)系統(tǒng),控制儲(chǔ)存溫度低于液體閃點(diǎn)5℃及以下。

危險(xiǎn)化學(xué)品儲(chǔ)罐氮封裝置系統(tǒng)操作應(yīng)用案例

氮封閥02.jpg


綜合以上標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范,我們可以得出以下危險(xiǎn)化學(xué)品儲(chǔ)罐應(yīng)設(shè)置氮封系統(tǒng):

1、新建單罐容積大于等于 1000m3的甲B類、乙類、操作溫度大于等于120℃的丙類內(nèi)浮頂和固定頂儲(chǔ)罐;

2、儲(chǔ)存苯乙烯、丙烯腈等易聚合、易氧化的物料儲(chǔ)罐;

3、含油污水儲(chǔ)罐、酸性水儲(chǔ)罐、輕污油儲(chǔ)罐、儲(chǔ)存溫度超過(guò)120℃的重油固定頂儲(chǔ)罐;

4、設(shè)置油氣收集系統(tǒng)的儲(chǔ)罐;

5、儲(chǔ)存沸點(diǎn)低于45℃或真實(shí)蒸氣壓小于76.6kPa的甲B類液體的壓力儲(chǔ)罐、低壓儲(chǔ)罐或降溫常壓儲(chǔ)罐;

6、儲(chǔ)存毒性為高度和極度危害的甲B、乙A類液體的內(nèi)浮頂儲(chǔ)罐;

7、儲(chǔ)存溫度超過(guò)120℃的重油固定頂罐;

8、單罐容積不小于100m3,儲(chǔ)存甲B、乙A類液體的內(nèi)浮頂罐(浮盤采用易熔材料)、固定頂罐或低壓儲(chǔ)罐。

危險(xiǎn)化學(xué)品儲(chǔ)罐氮封裝置系統(tǒng)操作應(yīng)用案例Part 3 :氮封系統(tǒng)的布置

《管道儀表流程圖設(shè)計(jì)規(guī)定》(HG 20559-1993)

ZZYVP型帶指揮器調(diào)壓閥堵塞32.jpg

第6.0.3.4條款:若呼吸閥用在氮封罐上時(shí),氮?dú)獾娜牍尬恢脩?yīng)遠(yuǎn)離呼吸閥并伸入罐內(nèi)約200mm。
▲圖1 呼吸閥與氮封的設(shè)置位置。
《石油化工罐區(qū)自動(dòng)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》(SH/T 3184-2017)
第4.2.1.10條款:低壓儲(chǔ)罐及需要氮?dú)獾榷栊詺怏w密封的儲(chǔ)罐,應(yīng)在罐頂設(shè)置壓力變送器測(cè)量壓力,設(shè)置壓力表就地測(cè)量壓力。
第4.2.1.12條款:固定頂罐和內(nèi)浮頂罐等需要氮?dú)獾榷栊詺怏w密封時(shí),應(yīng)設(shè)置氮封閥或壓力分程控制。
第4.2.1.13條款:氮封閥氮?dú)馊肟诠艿缿?yīng)設(shè)置壓力表。
第4.2.3.11條款:球罐需要氮?dú)獾榷栊詺怏w密封時(shí),應(yīng)設(shè)置壓力分程控制。
第5.4.5.1條款:對(duì)固定頂罐、內(nèi)浮頂罐等存儲(chǔ)易揮發(fā)類液體的常壓、低壓儲(chǔ)罐,氮?dú)饷芊庀到y(tǒng)應(yīng)設(shè)置氮封閥。
第5.4.5.2條款:氮封閥型式應(yīng)為減壓式外取壓閥后壓力控制型。
第5.4.5.3條款:氮封閥應(yīng)安裝在盡量靠近罐頂入口的氮?dú)夤芫€上,外取壓管線的取源點(diǎn)宜設(shè)在罐頂,以便檢測(cè)罐內(nèi)的真實(shí)壓力。
《石油化工儲(chǔ)運(yùn)系統(tǒng)罐區(qū)設(shè)計(jì)規(guī)范》(SH/T 3007-2014)
第5.1.3條款、5.1.9條款:采用氮?dú)饣蚱渌栊詺怏w密封保護(hù)系統(tǒng)的儲(chǔ)罐,在儲(chǔ)罐通向大氣的通氣管上應(yīng)設(shè)呼吸閥,呼吸閥上應(yīng)安裝阻火器。

5.1.5采用氮?dú)饣蚱渌栊詺怏w密封保護(hù)系統(tǒng)的儲(chǔ)罐應(yīng)設(shè)事故泄壓設(shè)備,并應(yīng)符合下列規(guī)定:

a)事故泄壓設(shè)備的開(kāi)啟壓力應(yīng)高于呼吸閥的排氣壓力并應(yīng)小于或等于儲(chǔ)罐的設(shè)計(jì)正壓力;

b)事故泄壓設(shè)備應(yīng)滿足氨封或其他惰性氣體密封管道系統(tǒng)或呼吸閥出現(xiàn)故障時(shí)保障儲(chǔ)罐安全的通氣需要;

c)事故泄壓設(shè)備可直接通向大氣;

d)事故泄壓設(shè)備宜選用直徑不小于DN500 的緊急放空人孔蓋或呼吸人孔。

ZZYVP型帶指揮器調(diào)壓閥79.jpg

危險(xiǎn)化學(xué)品儲(chǔ)罐氮封裝置系統(tǒng)操作應(yīng)用案例

序號(hào)

 

型 號(hào) 及 規(guī) 格

單位

數(shù)量

1

氮封閥

氮封閥ZZYVP-16P DN20 PN16

進(jìn)口壓力   0.3-0.6 MPA,

出口壓力1   KPA

泄露等級(jí):0 泄露

法蘭尺寸HG/T20592-2009

對(duì)角螺絲孔中心距75MM

4個(gè)螺絲孔,螺絲孔大小14MM

臺(tái)

19

2

泄氮閥

泄氮閥ZZVP-16P     DN50   PN16

起跳壓力2.5KPA

泄露等級(jí):0 泄露

起跳壓力以下零泄漏

法蘭尺寸HG/T20592-2009

對(duì)角螺絲孔中心距125MM

4個(gè)螺絲孔,螺絲孔大小18MM

臺(tái)

19

3

球閥

球閥Q41F-16C DN150 PN16

介質(zhì)循環(huán)水

法蘭尺寸HG/T20592-2009  

對(duì)角螺絲孔中心距240MM

8個(gè)螺絲孔,螺絲孔大小23MM

臺(tái)

1

4

球閥

球閥Q41F-16C DN125 PN16

介質(zhì)循環(huán)水

法蘭尺寸HG/T20592-2009  

對(duì)角螺絲孔中心距210MM

8個(gè)螺絲孔,螺絲孔大小18MM

臺(tái)

2

5

過(guò)濾器

Y型過(guò)濾器GL41H-16C DN125 PN16

介質(zhì)循環(huán)水,過(guò)濾精度50 μm,300

法蘭尺寸HG/T20592-2009  

對(duì)角螺絲孔中心距210MM

8個(gè)螺絲孔,螺絲孔大小18MM

臺(tái)

2

自力式氮封閥技術(shù)參數(shù)和性能
自力式氮封閥閥體
公稱通徑DN25、32、40、50、65、80、100mm
公稱壓力PN1.0M Pa JB/T79.1-94、79.2-94
法蘭標(biāo)準(zhǔn)
閥體材料鑄鐵(HT200)、鑄鋼(ZG230-450)、鑄不銹鋼(ZG 1Cr18Ni9Ti、ZG1Cr18Ni12Mo2Ti
閥芯材料硬密封不銹鋼(1Cr18Ni9Ti、1Cr18Ni12Mo2Ti) 不銹鋼鑲嵌橡膠圈
軟密封
閥桿材料不銹鋼(1Cr18Ni9Ti1Cr18Ni12Mo2Ti
流量特性-
使用溫度
自力式氮封閥執(zhí)行器
壓力設(shè)定范圍(KPa)0.40.5 510 914 1319 1824 2228 2733
3644 4251 4958 5666
膜蓋材料A3、A4鋼板涂四氟乙烯
膜片材料丁晴橡膠、乙炳橡膠、氟橡膠、耐油橡膠
自力式氮封閥性能
設(shè)定值偏差±5%允許泄露量
允許泄露量標(biāo)準(zhǔn)型IV級(jí)(符合GB/T4312-92標(biāo)準(zhǔn))
嚴(yán)密型VI級(jí)(符合GB/T4312-92標(biāo)準(zhǔn))
額定流量系數(shù)、額定行程、性能
自力式供氮裝置
公稱通徑DN253240506580100
閥座通徑Dn5678101215202532405065120100
流量系數(shù)Kv0.20.320.50.81.82.84.46.91120304875120190
額定行程L810142025
自力式泄氮裝置
公稱通徑DN20253240506580100
閥座通徑Dn20253240506580100
流量系數(shù)Kv6.91120304875120190
額定行程L810142025

第5.1.7條款:呼吸閥的規(guī)格和數(shù)量可參照表5.1.7-1來(lái)確定。

ZZYVP型帶指揮器調(diào)壓閥44.jpg

儲(chǔ)罐容量m3
進(jìn)(出)儲(chǔ)罐的最大液體量m3/h
呼吸閥個(gè)數(shù)×公稱直徑DN
100
≤60
1×80
200
≤50
1×80
300
≤150
1×100
400
≤135
1×100
500
≤260
1×150
700
≤220
1×150
1000
≤520
1×200
2000
≤330
2×150
3000
≤690
2×200
4000
≤660
2×200
5000
≤1600
2×250
10000
≤2600
2×300
20000
≤3500
3×300
30000
≤5500
4×300
50000
≤6400
4×350
注:實(shí)際設(shè)計(jì)中,儲(chǔ)罐容量所對(duì)應(yīng)的呼吸閥與進(jìn)(出)儲(chǔ)罐的最大液體量所對(duì)應(yīng)的呼吸閥不一致時(shí),應(yīng)選用兩者中最大者。

綜合以上規(guī)范,我們可以得出氮封系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)采取以下布置:

1、對(duì)固定頂罐、內(nèi)浮頂罐等存儲(chǔ)易揮發(fā)類液體的常壓、低壓儲(chǔ)罐,氮?dú)饷芊庀到y(tǒng)應(yīng)設(shè)置氮封閥;

2、球罐需要氮?dú)獾榷栊詺怏w密封時(shí),應(yīng)設(shè)置壓力分程控制;

3、氮封閥氮?dú)馊肟诠艿缿?yīng)設(shè)置壓力表;

4、氮封閥應(yīng)選用減壓式外取壓閥后壓力控制型;

5、氮封閥應(yīng)安裝在盡量靠近罐頂入口的氮?dú)夤芫€上,外取壓管線的取源點(diǎn)宜設(shè)在罐頂;

6、氮?dú)獾娜牍尬恢脩?yīng)遠(yuǎn)離呼吸閥并伸入罐內(nèi)約200mm;

7、儲(chǔ)罐罐頂應(yīng)設(shè)壓力變送器、就地壓力表、呼吸閥、事故泄壓設(shè)備。

Part4:氮封系統(tǒng)的最佳實(shí)踐

方案一:▲圖2 危險(xiǎn)化學(xué)品儲(chǔ)罐氮封系統(tǒng)典型設(shè)計(jì)方案一。

ZZYVP型帶指揮器調(diào)壓閥堵塞52.jpg

儲(chǔ)罐氮封系統(tǒng)設(shè)置先導(dǎo)式氮封閥組和限流孔板旁路,罐頂設(shè)置1臺(tái)單呼閥、1臺(tái)呼吸閥、1個(gè)緊急泄壓人孔。
當(dāng)罐內(nèi)氣體壓力低于氮封閥開(kāi)啟壓力時(shí),氮封閥打開(kāi)向罐內(nèi)補(bǔ)入氮?dú)?;?dāng)罐內(nèi)氣體壓力達(dá)到氮封閥關(guān)閉壓力時(shí),氮封閥關(guān)閉停止向罐內(nèi)補(bǔ)入氮?dú)?。?dāng)罐內(nèi)氣體壓力高于單呼閥定壓時(shí),單呼閥開(kāi)啟向罐外排出氣體。呼吸閥外排壓力、緊急泄放閥定壓根據(jù)儲(chǔ)罐設(shè)計(jì)壓力確定。
當(dāng)?shù)忾y需要檢修或出現(xiàn)故障時(shí),使用限流孔板旁路給儲(chǔ)罐內(nèi)短時(shí)間連續(xù)補(bǔ)充氮?dú)?,?dāng)罐內(nèi)壓力高于單呼閥、呼吸閥設(shè)定值時(shí),先后啟動(dòng)單呼閥、呼吸閥向外排氣。
方案二:▲圖3 危險(xiǎn)化學(xué)品儲(chǔ)罐氮封系統(tǒng)典型設(shè)計(jì)方案二。

方案二將方案一中的單呼閥更換為了壓力控制閥(泄氮閥)。儲(chǔ)罐運(yùn)行時(shí),通過(guò)氮封閥、泄氮閥起到平衡儲(chǔ)罐壓力的作用,呼吸閥、緊急泄放閥僅在事故工況(如氮封閥失效、泄氮封失效、火災(zāi)工況等)啟動(dòng),避免儲(chǔ)罐運(yùn)行時(shí)呼吸閥頻繁動(dòng)作,造成損壞。

注:危險(xiǎn)化學(xué)品成品儲(chǔ)罐在裝卸車過(guò)程中,進(jìn)/排液量大,儲(chǔ)罐氣相空間壓力波動(dòng)頻繁,氮封系統(tǒng)宜設(shè)置泄氮閥,避免呼吸閥頻繁動(dòng)作,減少呼吸閥故障率。危險(xiǎn)化學(xué)品中間儲(chǔ)罐日常運(yùn)行時(shí),儲(chǔ)罐氣相空間壓力相對(duì)比較穩(wěn)定,可以不設(shè)置泄氮閥。

方案三:▲圖4 危險(xiǎn)化學(xué)品儲(chǔ)罐氮封系統(tǒng)典型設(shè)計(jì)方案三。

《氣封的設(shè)置》(HG/T 20570.16-95)第1.0.2.2條款:為防止泄壓閥和(或)氣封裝置失靈而出現(xiàn)儲(chǔ)罐內(nèi)超壓或負(fù)壓情況,可采用液封和氣封裝置相結(jié)合的系統(tǒng)。

氮封閥13.jpg

危險(xiǎn)化學(xué)品儲(chǔ)罐氮封裝置系統(tǒng)操作應(yīng)用案例氣封裝置配備液封的作用是:

(1)當(dāng)泄壓閥失靈時(shí),液封可起到呼出氣體的作用。即當(dāng)儲(chǔ)罐內(nèi)壓力超過(guò)設(shè)定值時(shí),儲(chǔ)罐內(nèi)氣體可通過(guò)液封泄壓。

(2)當(dāng)氣封裝置發(fā)生故障時(shí),如儲(chǔ)罐內(nèi)壓力高于設(shè)定值時(shí),可通過(guò)液封泄壓,減輕泄壓閥負(fù)荷。

(3)當(dāng)泄壓閥和氣封裝置同時(shí)故障,而儲(chǔ)罐內(nèi)出現(xiàn)負(fù)壓時(shí),可通過(guò)液封吸入空氣,保護(hù)儲(chǔ)罐不致變形損壞。


ZZYVP型帶指揮器調(diào)壓閥042.jpg

危險(xiǎn)化學(xué)品儲(chǔ)罐氮封裝置系統(tǒng)操作應(yīng)用案例Part5:氮封系統(tǒng)的壓力設(shè)定
《石油化工罐區(qū)自動(dòng)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》(SH/T 3184-2017 )
第5.4.5.4條款:氮封閥壓力設(shè)定點(diǎn)應(yīng)為儲(chǔ)罐正常操作壓力,壓力設(shè)定值可調(diào)范圍的選擇應(yīng)使設(shè)定點(diǎn)處于范圍的中段,并應(yīng)能覆蓋最大操作壓力。
《石油化工儲(chǔ)運(yùn)系統(tǒng)罐區(qū)設(shè)計(jì)規(guī)范》(SH/T 3007-2014)
第3.5條款:采用氮?dú)饷芊獗Wo(hù)的可燃液體儲(chǔ)罐,其操作壓力宜為0.2kPa~0.5kPa。
第5.1.4條款:呼吸閥的排氣壓力應(yīng)小于儲(chǔ)罐的設(shè)計(jì)正壓力,呼吸閥的進(jìn)氣壓力應(yīng)高于儲(chǔ)罐的設(shè)計(jì)負(fù)壓力。
第5.1.5.(a)條款:事故泄壓設(shè)備的開(kāi)啟壓力應(yīng)高于呼吸閥的排氣壓力并應(yīng)小于或等于儲(chǔ)罐的設(shè)計(jì)正壓力。
▲圖5 設(shè)計(jì)壓力為2.0kPa常壓儲(chǔ)罐各附件定壓值。
Part6:氮封閥的工作原理
▲圖6 設(shè)計(jì)壓力為2.0kPa常壓儲(chǔ)罐各附件定壓值。
設(shè)在罐頂?shù)娜狐c(diǎn)的介質(zhì)經(jīng)導(dǎo)壓管引入檢測(cè)機(jī)構(gòu)(7),介質(zhì)在檢測(cè)元件上產(chǎn)生一個(gè)作用力與彈簧預(yù)緊力相平衡。當(dāng)罐內(nèi)壓力降低至低于供氮裝置壓力設(shè)定點(diǎn)時(shí),平衡破壞,使指揮器閥芯(6)打開(kāi),使閥前氣體經(jīng)減壓閥(5)、節(jié)流閥(4)、進(jìn)入主閥執(zhí)行機(jī)構(gòu)(3)上、下膜室,打開(kāi)主閥閥芯(2),向罐內(nèi)充注氮?dú)?;?dāng)罐內(nèi)壓力升至供氮裝置壓力設(shè)定點(diǎn),由于預(yù)設(shè)彈簧力,關(guān)閉指揮器閥芯,由于主閥執(zhí)行機(jī)構(gòu)中彈簧作用,關(guān)閉主閥,停止供氮。
Part7:氮封系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)典型問(wèn)題及風(fēng)險(xiǎn)
我們?cè)诮o某客戶開(kāi)展PSSR(開(kāi)車前安全審查)、安全技術(shù)診斷過(guò)程中發(fā)現(xiàn),企業(yè)危險(xiǎn)化學(xué)品常壓儲(chǔ)罐氮封系統(tǒng)存在以下問(wèn)題:
  • 氮封閥位置設(shè)置不正確;
  • 氮封閥閥前壓力不足;
  • 氮封閥選型錯(cuò)誤;
  • 氮封系統(tǒng)未設(shè)置氮封閥;
  • 儲(chǔ)罐壓力監(jiān)測(cè)設(shè)備選型不正確。

ZZYVP型帶指揮器調(diào)壓閥037.jpg

危險(xiǎn)化學(xué)品儲(chǔ)罐氮封裝置系統(tǒng)操作應(yīng)用案例具體問(wèn)題如下:
問(wèn)題1:某客戶精醇中間儲(chǔ)槽氮封系統(tǒng)氮封閥設(shè)置在罐底氮?dú)夤艿馈?/section>
▲圖7 精甲醇中間儲(chǔ)槽供氮閥組現(xiàn)場(chǎng)圖。
氮封閥、取壓管均設(shè)置在精醇中間儲(chǔ)槽底部氮?dú)夤艿郎?,氮封閥取壓點(diǎn)與中間儲(chǔ)槽的真實(shí)壓力存在偏差。 違反《石油化工罐區(qū)自動(dòng)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》(SH/T 3184-2017)第5.4.5.3條款。
當(dāng)沒(méi)有精醇進(jìn)出儲(chǔ)槽時(shí),供氮閥處于關(guān)閉狀態(tài);此時(shí)供氮閥閥后檢測(cè)壓力高于儲(chǔ)罐的實(shí)際壓力;氮封閥達(dá)到開(kāi)啟壓力0.2kPa時(shí),儲(chǔ)罐內(nèi)實(shí)際壓力小于0.2kPa,導(dǎo)致氮封閥開(kāi)啟滯后。
在供氮閥關(guān)閉過(guò)程中,供氮閥檢測(cè)壓力高于儲(chǔ)罐的實(shí)際壓力;氮封閥達(dá)到關(guān)閉壓力0.5kPa時(shí),儲(chǔ)罐內(nèi)實(shí)際壓力小于0.5kPa,導(dǎo)致氮封閥提前關(guān)閉。
如果儲(chǔ)罐內(nèi)精醇快速進(jìn)出儲(chǔ)罐導(dǎo)致壓力驟變,氮封系統(tǒng)不能及時(shí)作出反應(yīng),無(wú)法及時(shí)調(diào)整氮?dú)獾难a(bǔ)充,無(wú)法有效維持儲(chǔ)罐內(nèi)的壓力穩(wěn)定,會(huì)出現(xiàn)呼吸閥頻繁動(dòng)作的風(fēng)險(xiǎn)。
問(wèn)題2:某客戶氮?dú)饨?jīng)總管調(diào)節(jié)閥減壓后壓力為5-15kPa,甲醇儲(chǔ)罐氮封閥設(shè)計(jì)閥前壓力為0.1Mpa,氮封閥無(wú)法正常使用。
▲圖8 甲醇儲(chǔ)罐氮封閥數(shù)據(jù)表。
通過(guò)Part 5:氮封閥的工作原理,我們可以看出當(dāng)儲(chǔ)槽內(nèi)壓力達(dá)到氮封閥開(kāi)啟壓力時(shí),指揮器閥芯打開(kāi),氮封閥進(jìn)口氮?dú)饨?jīng)減壓閥、節(jié)流閥進(jìn)入主閥執(zhí)行機(jī)構(gòu)上、下膜室,打開(kāi)主閥閥芯。當(dāng)?shù)忾y進(jìn)口氮?dú)鈮毫Φ陀谠O(shè)計(jì)壓力時(shí),存在無(wú)法驅(qū)動(dòng)打開(kāi)氮封閥主閥閥芯的風(fēng)險(xiǎn)。
問(wèn)題3:某客戶甲醇儲(chǔ)罐氮封系統(tǒng)未設(shè)置氮封閥、緊急泄放閥,使用手閥控制。
▲圖9 甲醇儲(chǔ)罐氮封管線現(xiàn)場(chǎng)圖。
氮封系統(tǒng)使用手閥控制,儲(chǔ)罐內(nèi)持續(xù)通入氮?dú)?,呼吸閥處于常開(kāi)狀態(tài),造成大量的氮?dú)饫速M(fèi);另外,若手閥開(kāi)度過(guò)大,儲(chǔ)罐氣相壓力升高,當(dāng)呼吸閥泄放量不能滿足要求時(shí),儲(chǔ)罐存在超壓風(fēng)險(xiǎn)。
問(wèn)題4:某客戶1#精甲醇儲(chǔ)槽罐頂設(shè)置了1臺(tái)壓力變送器(量程范圍為0-2.5kPa)、1臺(tái)現(xiàn)場(chǎng)就地壓力表(量程為0-1MPa),均未考慮負(fù)壓工況且壓力表量程范圍過(guò)大,量程選型錯(cuò)誤。


氮封閥,作為調(diào)節(jié)儲(chǔ)罐頂部惰氣體層壓力的關(guān)鍵設(shè)備,其工作原理相當(dāng)重要。氮封閥在壓力變化時(shí)自動(dòng)開(kāi)啟或關(guān)閉,保證儲(chǔ)罐安全。當(dāng)儲(chǔ)罐內(nèi)壓力低于預(yù)設(shè)值時(shí),氮封閥會(huì)感應(yīng)到這一變化并自動(dòng)開(kāi)啟,允許惰性氣體流入。而當(dāng)壓力回升至設(shè)定值時(shí),閥門則會(huì)自動(dòng)關(guān)閉,停止惰性氣體的進(jìn)一步流入。這一系列動(dòng)作,確保了儲(chǔ)罐內(nèi)壓力的穩(wěn)定,從而保證了儲(chǔ)罐的安全與穩(wěn)定運(yùn)行。

1、氮封閥裝置必須保持完好無(wú)損,同時(shí)確保惰性氣體的供應(yīng)充足。一旦閥門出現(xiàn)故障或供應(yīng)不足,儲(chǔ)罐內(nèi)的氧氣濃度可能會(huì)上升,這與蒸發(fā)介質(zhì)混合后可能產(chǎn)生易燃物質(zhì),帶來(lái)安全隱患。

2、惰性氣體應(yīng)通過(guò)有效輸送方式引入罐槽中,以確保其能夠均勻分布并達(dá)到預(yù)期效果。

3、必須嚴(yán)格防范任何可能污染惰性氣體的來(lái)源。惰性系統(tǒng)應(yīng)配備適當(dāng)?shù)某凉裨O(shè)備,以盡可能降低濕度,確保氣體質(zhì)量。

▍ 維護(hù)性和特性

此外,氮封閥還具備以下現(xiàn)場(chǎng)可維護(hù)性和特性:材料多樣,包括不銹鋼金屬部件,以及Buna-N、Neoprene、Viton③、EDPMChemrazo或Kalreza等柔軟密封和墊圈產(chǎn)品;凈化技術(shù),高凈化填充應(yīng)用于高凈化產(chǎn)品,確保氣體純凈;專門設(shè)計(jì),針對(duì)罐槽填充進(jìn)行優(yōu)化,滿足特定需求;運(yùn)行壓力范圍在10PSIG到200PSIG的供應(yīng)壓力下有效工作;標(biāo)準(zhǔn)接口采用NPT入口和出口,方便連接;壓力平衡閥確保穩(wěn)定運(yùn)行;法蘭連接選項(xiàng)有ANSI150磅或300磅,靈活選擇;補(bǔ)給管過(guò)濾器提供額外保護(hù),確保氣體質(zhì)量;自力式結(jié)構(gòu)自動(dòng)感應(yīng)并調(diào)節(jié)填充氣體流入;設(shè)定點(diǎn)穩(wěn)定性不受供應(yīng)壓力影響,保持一致;流量調(diào)整,通過(guò)多種尺寸的阻流器,輕松適應(yīng)不同大小的儲(chǔ)罐。