储罐氮封阀系统装置设计方案

在储罐上设置氮封系统，维持罐内气相空间压力在1.2KPa左右，当气相空间压力高于1.4KPa时，氮封阀关闭，停止氮气供应；当气相空间压力低于0.8KPa时，氮封阀开启，开始补充氮气，保证储罐在正常运行过程中不吸进空气，防止形成爆炸性91视频黄色网。

储罐氮封系统使用的氮气纯度不宜低于99.96%，氮气压力宜为0.5~0.6MPa。防止储罐等容器出现过压或负压的简单方法是在容器顶部设置开口;此种情况下，再向容器内注入产品时，任何的多余空气或91视频黄色网可由离开容器；相反当产品排出时，空气可流入容器内。但是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，易燃性91视频黄色网（或空气）会在产品上方形成；此外，还有可能发生不良91视频黄色网与蒸气的释放。避免以上情况的发生，需要将储罐密封；然而，储罐中物料存放在常压条件下，需要避免在对其灌装或温度升高时出现过压，也需要避免在排放产品时出现真空，因此气封系统的安装显的尤为必要。　　

氮封系统是基于压力的气封工艺，可确保储罐顶部空间处于惰性91视频黄色网保护与微正压控制之下。
　　储罐氮封系统装置(氮封阀泄氮阀呼吸阀)是一套自力式微压力控制系统，主要用于保持容器顶部保护气(一般为氮气)的压力恒定，以避免容器内物料与空气直接触，防止物料挥发，被告氧化，以及容器的安全。氮封装置特别适合用于各类大型储罐的气封保护系统。氮封装置产品具有节能，动作灵敏，运行可靠，操作与维修方便等特点，氮封装置广泛应用于石油，化工等行业，产品特点无需外加能源，在无电无气的场合工作。
　　当罐内压力升高超过设定值时，供氮阀关闭，泄氮阀打开(罐顶未设呼吸阀，或呼吸阀故障打不开)，将罐内多余压力泄放。在储罐内压力降低时，泄氮阀处于关闭状态，供氮阀打开，向罐内注氮气。供氮阀阀前压力*好在2 .5Mpa 以下，现场压力较高时，可在供氮阀前安装一只ZZYP 型自力式压力调节阀将压力减至1 Mpa 以下，以提高可靠性和使用效果。

储罐氮封阀系统装置设计方案特点：
　　氮封装置的供(泄)氮压力设定方便，可在连续生产的条件下进行。在设定压力范围内，如从100mm H20 需调整到50mm H20 ，可通过调节供氮阀顶部的调节螺丝，改变弹簧的力，即可达到需要新设定的工艺值。泄氮阀的调整也是同理。
　　呼吸阀设定值调整：在上述设定值调整好后，为避免呼吸阀启闭频繁，呼吸阀的设定值应大于泄压设定置。
储罐氮封阀系统装置设计方案特点
　　氮封装置无需外加能源，利用被调介质自身能量为动力源，引入压力阀的指挥器以控制压力阀芯位置，改变流经阀门介质流量，使阀门后端压力保持恒定。氮封阀公称压力有1.0、1.6Mpa；压力分段调节从0.5至1000Kpa,工作温度0～100℃；法兰标准按GB9113-88，凸面法兰。结构长度按GB12221-89标准

二、储罐氮封阀系统装置设计方案工艺方案

以4台轻质油内浮顶储罐组成的罐组为例，设计方案如下：

1.内浮顶储罐改造

1）封堵储罐罐壁（顶）的通气口。

2）核算罐顶呼吸阀是否满足设置后的需求。呼吸阀的数量及规格按照《石油化工储运系统罐区设计规范》SH/T3007-2007确定（见表一）。呼吸量除满足储罐的大、小呼吸外，还应考虑氮封阀不能关闭时的进气量等因素。

3）在储罐罐顶增加氮气接入口和引压口。为确保压力取值的准确性，两开口之间的距离不宜小于1m。

4）量油孔应加导向管，确保量油作业时不影响氮封压力。

5）储罐罐顶增加紧急泄压人孔接口。
3、氮封阀引压管取压源点的位置对氮封阀测压的影响

储罐氮封阀系统装置设计方案组件构成：
氮封装置（氮封阀）常规情况是由供氮阀、泄氮阀和呼吸阀三大部份组成。当罐内压力升高超过设定值时，供氮阀关闭，泄氮阀打开，将罐内多余压力快速泄放。在储罐内压力降低时，泄氮阀处于关闭状态，供氮阀打开，向罐内注入氮气并保证储罐处于微正压的状态。供氮阀氮气源压力保持在0.2~0.8MPa之间的一个固定值，现场压力较高时，可在供氮阀前安装一台自力式调压阀将压力减至0.8 Mpa以下，以提高可靠性和使用效果。
1）如果氮封阀的引压管取压源点在罐顶，测取的是罐顶压力，则氮封阀安装在罐顶与罐底对于氮封阀的控制没有多少差别性，差别只在于测到的压力与储罐内压力有个罐顶到罐底的氮气引压管道的静压差问题，这个静压差的影响可以通过零点压力设定来消除的。这个引压管的静压差Δp=ρgh，引压管的氮气密度随温度变化而变化，按一天之内最多温度变化10℃考虑，一天之内引压管的氮气密度变化率在3.6%以内，这个变化率对氮封阀的控制不会有什么影响；对于季节温度变化引起氮气密度变化产生的对氮封阀的控制影响，可以根据每个季度的平均气温调整一下零点压力。
2）如果氮封阀的引压管取压源点在阀后的管道上，测取的是管道压力，则氮封阀安装在罐顶与罐底对于氮封阀的控制就有差别性了。因为有个氮封阀后管道阻力降的问题，取压源点的压力与罐内压力差了静压差与阻力降之和，这个静压差的影响可以通过零点压力设定来消除的，但是这个管道阻力降的影响不能忽略，这个阻力降跟管道当量长度是正比关系，跟流量平方是正比关系，跟管径的五次方是反比关系，这个阻力降的大小会影响到氮封阀的控制。
4、氮封阀的引压管取压源点在阀后的管道上时，氮封阀后的管道阻力降对氮封阀控制的影响

2.储罐氮封阀系统装置设计方案工艺流程

1）在每台储罐上设置先导式氮封阀组和限流孔板旁路，正常情况下使用氮封阀组维持罐内气相空间压力在1.2KPa左右，当气相空间压力高于1.4KPa时，氮封阀关闭，停止氮气供应；当气相空间压力低于0.8KPa时，氮封阀开启，开始补充氮气；当氮封阀需要检修或故障时，使用限流孔板旁路给储罐内补充氮气，压力高于1.5KPa时，通过带阻火器的呼吸阀外排（短时间连续补充氮气）。

2）当事故失灵不能及时关闭，造成罐内压力超过1.5Kpa时，通过带阻火器的呼吸阀外排；当氮封阀事故失灵不能及时开启时，造成罐内压力降低至-0.3Kpa时，通过带阻火器呼吸阀向罐内补充空气，确保罐内压力不低于储罐的设计压力低限（-0.5Kpa）。

3）为确保设置氮封储罐事故工况下的安全排放，应在储罐上设置紧急泄放阀，紧急泄放阀定压不应高于储罐的设计压力上限（2.0Kpa）。

4）当需要使用限流孔板旁路补充氮气时，流量宜等于油品出罐流量，氮气管道的管径为DN50，氮气的操作压力为0.5MPa。

5）若在相同油品储罐之间设置有气相联通管道，每台储罐出口均应设置阻火器，以防止事故扩大。

6）阻火器应选用安全性能满足要求的产品，且阻力降不应大于0.3KPa。

储罐氮封阀系统装置设计方案呼吸阀选用表

《石油化工储运系统罐区设计规范》SH/T3007-2014推荐的储罐充氮量如下表：以DN50～DN250管道为例，分别计算氮封阀后氮气流量300 Nm3/h～2500 Nm3/h、管长1m、10～25m（差不多就是氮封阀安装在储罐底部时氮封阀后的管道长度）的管道阻力降。计算结果如下表：

从上表可以看出，管径对阻力降的影响比较大，当管径取DN50、DN80、DN100时，阻力降数值相对氮封阀的设定压力值就比较大了。
当氮封阀引压管取压源点在阀后的管道上时，氮封阀后的管道阻力降越小对氮封阀控制的影响就越小；当氮封阀后的管道阻力降接近或超过氮封阀的设定压力值（表压）时，对氮封阀控制的影响就比较大了。
储罐氮气保护系统包括氮气源、氮气管线、氮封装置、罐内压力检测等。储罐氮封的作用主要是为了防止储罐出现负压而从呼吸阀吸入 空气，以保持罐内微正压；氮封阀正常压力应避免与呼吸阀和单呼阀或控制阀等设定压力交集，产生不必要的 氮气损耗和浪费。当罐内91视频黄色网压力低于氮封阀开启压力时，氮封阀打 开向罐内补入氮气；当罐内91视频黄色网压力达到氮封阀关闭压力时，氮封阀 关闭停止向罐内补入氮气。
当罐内91视频黄色网压力高于控制阀或呼阀定压时，通过呼阀或挥发气收集总管控制阀开启向罐外排出91视频黄色网。呼吸阀外排压力、紧急泄放阀 定压根据储罐设计压力确定。

储罐氮封阀系统装置设计方案

1）在每台储罐上应设置氮封阀组和限流孔板旁路，正常情况下使用氮封阀组维持罐内气相空间压力在左右，当气相空间压力高于，氮封阀关闭，停止氮气供应；当气相空间压力低于时，氮封阀开启，开始补充氮气。当氮封阀需要检修或故 障时，使用限流孔板旁路给储罐内补充氮气。
2）当氮封阀事故失灵不能及时关闭，造成罐内压力超过时，通过带阻火器的呼吸阀外排；当氮封阀事故失灵不能及时开启时， 造成罐内压力降低至时，通过带阻火器呼吸阀向罐内补充空 气，确保罐内压力不低于储罐的设计压力低限。
3）为确保设置氮封储罐事故工况下的靠谱排放，应在储罐上设置事故泄压设备，紧急泄放阀定压不应高于储罐的设计压力上限。
4）在厂区收集总管上设置在线氧分析仪，判断储罐氮封系统的可靠性，并满足后续油气处理设施的靠谱性。

下面来分析一下，当氮封阀引压管取压源点在阀后的管道上时，氮封阀后的管道阻力降对氮封阀控制的影响。

a) 采用开-关型氮封阀
当储罐往外付出和（或）由于外界温度降低时，储罐压力就降低，当取压源点的压力降低到氮封阀设定开启压力（一般取200Pa(G)）氮封阀就打开，此时阀后管道就有了阻力降，当取压源点的压力高于氮封阀设定关闭压力（一般取500Pa(G)）氮封阀就关闭，但此时实际上储罐内的压力没有达到氮封阀设定关闭压力；氮封阀关闭后阻力降没有了，取压源点压力又回到低于氮封阀设定开启压力，氮封阀又打开补氮……如此反复循环动作。当氮封阀的补气速度赶不上储罐降压速度时，储罐压力就继续降低，有可能降低到呼吸阀设定吸气压力（-300Pa(G)），此时呼吸阀吸入空气，影响了储罐氮封效果。
b) 采用自力式型氮封阀
当储罐往外付出和（或）由于外界温度降低时，储罐压力就降低，当取压源点的压力降低到氮封阀设定压力（一般取300Pa(G)）氮封阀就打开，自力式氮封阀会自动调节阀的开度，使取压源点的压力自动平衡到低于氮封阀设定压力（一般取300Pa(G)），使氮封阀一直处于补气状态，但此时氮封阀的补气速度不一定赶上储罐降压速度。当氮封阀的补气速度赶不上储罐降压速度时，储罐压力就继续降低，有可能降低到呼吸阀设定吸气压力（-300Pa(G)），此时呼吸阀吸入空气，影响了储罐氮封效果。