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        精細(xì)化工儲(chǔ)罐氮封閥裝置設(shè)計(jì)方案

      1. 發(fā)布日期:2025-04-16      瀏覽次數(shù):193
        • 精細(xì)化工儲(chǔ)罐氮封閥裝置設(shè)計(jì)方案

          主要用于保持容器頂部保護(hù)氣體(一般為氮?dú)猓┑膲毫愣ǎ员苊馊萜鲀?nèi)物料與空氣直接接觸,防止物料揮發(fā)、被氧化,以及容器的安全。特別適用于各類大型儲(chǔ)罐的氣封保護(hù)系統(tǒng)。該產(chǎn)品具有節(jié)能、動(dòng)作靈敏、運(yùn)行可靠、操作與維修方便等特點(diǎn)。廣泛應(yīng)用于石油、化工等行業(yè)。某化工廠儲(chǔ)存醋酸和乙炔合成反應(yīng)液的儲(chǔ)罐液位整體出現(xiàn)下降,導(dǎo)致罐內(nèi)形成負(fù)壓并吸入空氣,與罐內(nèi)氣相物質(zhì)(90%為乙炔)混合形成爆炸性混合氣體,遇靜電火花,發(fā)生爆燃,罐內(nèi)物料流出,蒸發(fā)成大量可燃爆蒸氣云隨風(fēng)擴(kuò)散,繼而引發(fā)空間爆炸。案例的直接原因是爆炸性混合氣體與空氣混合,遇到點(diǎn)火源爆炸。在此情況下氮封是最常見的預(yù)防措施之一,可有效防止儲(chǔ)罐發(fā)生火災(zāi)爆炸事故。

          化工企業(yè),特別是精細(xì)化工企業(yè)通常有兩方面疑問:第一,哪些情況需要設(shè)氮封?第二,氮封如何設(shè)置?安在什么位置?多大的流量能夠避免爆炸環(huán)境產(chǎn)生?

          氮封閥裝置系統(tǒng)圖.jpg

          精細(xì)化工儲(chǔ)罐氮封閥裝置設(shè)計(jì)方案哪些情況需要設(shè)氮封

          《石油化工企業(yè)設(shè)計(jì)防火標(biāo)準(zhǔn)(2018年版)》(GB50160-2008)規(guī)定,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;儲(chǔ)存溫度超過120℃的重油時(shí),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)》(GB51283-2020)規(guī)定,固定頂罐或低壓罐(單罐容積不小于100m3)儲(chǔ)存甲B、乙A類液體時(shí),應(yīng)采用氮?dú)饣蚨栊詺怏w密封措施。個(gè)別精細(xì)化工企業(yè),由于存在早期設(shè)計(jì)不完善、常壓儲(chǔ)罐未經(jīng)正規(guī)設(shè)計(jì)、或者經(jīng)由其他儲(chǔ)罐改造等情況,儲(chǔ)罐沒有設(shè)置氮封或設(shè)置不合規(guī)的情況依然存在。

          最近在工作中,我發(fā)現(xiàn)了一個(gè)有意思的現(xiàn)象:在我們處理的技術(shù)問題中,氮封系統(tǒng)的問題竟然占了1.74%!今天就來(lái)跟大家聊聊這個(gè)問題,以及我們應(yīng)該怎么做。

          ZZYVP型帶指揮器調(diào)壓閥046.jpg

          Part 1:精細(xì)化工儲(chǔ)罐氮封閥裝置設(shè)計(jì)方案氮封系統(tǒng)的作用

          氮封系統(tǒng)可不是個(gè)簡(jiǎn)單的裝置。根據(jù)《氣封的設(shè)置》(HG/T20570.16-95)第1.0.1.1條款,它的目的是為了讓儲(chǔ)罐內(nèi)的物料不被進(jìn)入的外界氣體(比如空氣)污染。通過維持一定的正壓力,我們就能有效防止儲(chǔ)罐里的物料暴露在外界環(huán)境中,避免化學(xué)反應(yīng)或生物反應(yīng)的發(fā)生。

          Part 2:精細(xì)化工儲(chǔ)罐氮封閥裝置設(shè)計(jì)方案氮封系統(tǒng)的設(shè)置與相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)

          ZZYVP型帶指揮器調(diào)壓閥堵塞31.jpg

          根據(jù)《石油化工企業(yè)設(shè)計(jì)防火標(biāo)準(zhǔn)(2018年版)》(GB50160-2008),儲(chǔ)存甲B和乙A類液體的儲(chǔ)罐應(yīng)該使用金屬浮艙式的浮頂罐;當(dāng)其容量小于或等于5000m3且采用了易熔材料的浮盤時(shí),還必須設(shè)置氮?dú)獗Wo(hù)措施。對(duì)于溫度超過120℃的重油,固定頂罐也應(yīng)設(shè)置氮?dú)獗Wo(hù)。

          看看這些標(biāo)準(zhǔn),咱們就能明白氮封系統(tǒng)的重要性了!

          Part 3:精細(xì)化工儲(chǔ)罐氮封閥裝置設(shè)計(jì)方案氮封系統(tǒng)的布置與設(shè)計(jì)要點(diǎn)

          一些重要的布置原則來(lái)自《石油化工罐區(qū)自動(dòng)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》(SH/T3184-2017),如要確保氮?dú)馊牍尬恢眠h(yuǎn)離呼吸閥,并且要在罐頂設(shè)置壓力變送器和壓力表監(jiān)測(cè)壓力。此外,對(duì)于需要氮?dú)饷芊獾膬?chǔ)罐,務(wù)必設(shè)置氮封閥和事故泄壓設(shè)備。

          ZZYVP型帶指揮器調(diào)壓閥038.jpg

          Part 4:精細(xì)化工儲(chǔ)罐氮封閥裝置設(shè)計(jì)方案氮封系統(tǒng)的最佳實(shí)踐方案

          下面是幾個(gè)典型的設(shè)計(jì)方案,幫助我們更好地管理氮封系統(tǒng)。

          方案一是先導(dǎo)式氮封閥組連接限流孔板旁路;方案二則減少了單呼閥的頻繁動(dòng)作,提高了系統(tǒng)效率;方案三結(jié)合了液封與氣封裝置,為應(yīng)對(duì)意外情況提供了更高的保障,這樣一來(lái)冷靜應(yīng)對(duì)超壓或負(fù)壓的風(fēng)險(xiǎn)就會(huì)簡(jiǎn)單很多。

          ZZYVP型帶指揮器調(diào)壓閥51.jpg

          Part 5:精細(xì)化工儲(chǔ)罐氮封閥裝置設(shè)計(jì)方案現(xiàn)場(chǎng)常見問題分析

          通過和客戶交流,我們發(fā)現(xiàn)了幾個(gè)常見問題:1)氮封閥設(shè)置不當(dāng);2)閥前壓力不足;3)沒有設(shè)置氮封閥;4)壓力監(jiān)測(cè)設(shè)備選型錯(cuò)誤。這些都是可能導(dǎo)致系統(tǒng)無(wú)法正常運(yùn)行的問題,及時(shí)發(fā)現(xiàn)和解決這些問題是至關(guān)重要的。

          精細(xì)化工儲(chǔ)罐氮封閥裝置設(shè)計(jì)方案小總結(jié)

          總的來(lái)說,氮封系統(tǒng)在危險(xiǎn)化學(xué)品儲(chǔ)罐的安全管理中占據(jù)著重要的位置。希望大家在使用的過程中,能夠結(jié)合這些標(biāo)準(zhǔn)和最佳實(shí)踐,保證儲(chǔ)罐的安全,并有效降低風(fēng)險(xiǎn)!

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          精細(xì)化工儲(chǔ)罐氮封閥裝置設(shè)計(jì)方案工作原理

          供氮裝置(見圖1),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,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(見圖2),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,打開閥門,向外界泄放氮?dú)?;?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。

          精細(xì)化工儲(chǔ)罐氮封閥裝置設(shè)計(jì)方案結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖

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          精細(xì)化工儲(chǔ)罐氮封閥裝置設(shè)計(jì)方案技術(shù)參數(shù)和性能

          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等
          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(1Cr18Ni9Ti、1Cr18Ni12Mo2Ti)
          流量特性-
          使用溫度

          執(zhí)行器

          壓力設(shè)定范圍(KPa)0.4~0.5 5~10 9~14 13~19 18~24 22~28 27~33
          36~44 42~51 49~58 56~66
          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

          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

          ZZYVP型帶指揮器調(diào)壓閥44.jpg

          ZZDG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
















          ZZDX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


          供氮裝置外形尺寸及重量

          ZZYVP型帶指揮器調(diào)壓閥18.jpg

          公稱通徑DN(mm)253240506580100
          L160180200230290310350
          A308308308308394394394
          H2415415415115415415415
          H16075808595105120
          H720730730750790840890
          重量(kg)3235405090115280

          泄氮裝置外形尺寸及重量


          公稱通徑DN(mm)253240506580100
          L160180200230290310350
          A308308308308394394394
          H16075808595105120
          H380400420430550560570
          重量(kg)12131517202838


           精細(xì)化工儲(chǔ)罐氮封閥裝置設(shè)計(jì)方案氮封如何設(shè)置

          ZZYVP型帶指揮器調(diào)壓閥堵塞42.jpg


          關(guān)于氮封安裝,分享兩種錯(cuò)誤安裝場(chǎng)景:一種是直接安裝在呼吸閥下部短節(jié)位置(圖1),另外一種是靠近呼吸閥位置直接焊接在法蘭接管處(圖2)。這兩種場(chǎng)景均會(huì)導(dǎo)致氮?dú)庵苯优懦觯瑹o(wú)法起到氮封作用。若呼吸閥用在氮封罐上,建議氮?dú)夤夤艿慕庸芪恢靡欢ㄒh(yuǎn)離呼吸閥接口,并由罐頂部插入貯罐內(nèi),使氮?dú)膺M(jìn)罐后不直接排出,從而達(dá)到氮封目的。氮封閥是一種用于液氮儲(chǔ)罐的自動(dòng)控制裝置。其主要用途是通過控制液氮儲(chǔ)罐內(nèi)的氮?dú)鈮毫?,?lái)保持儲(chǔ)罐內(nèi)氮?dú)獾钠胶鉅顟B(tài),以防止儲(chǔ)罐內(nèi)氮?dú)庑孤┗蛞旱绯觥?/p>

          二、精細(xì)化工儲(chǔ)罐氮封閥裝置設(shè)計(jì)方案氮封閥的安裝

          氮封閥11.jpg

          1、安裝前應(yīng)檢查氮封閥的型號(hào)和規(guī)格是否符合要求,檢查閥門是否完好無(wú)損。

          2、安裝前應(yīng)仔細(xì)查看閥門的進(jìn)口和出口是否正確安裝。進(jìn)口應(yīng)連接液氮儲(chǔ)罐的出口,出口連接到固定管道和配件。

          3、在安裝過程中,應(yīng)注意檢查閥體和閥蓋之間的墊片是否完好,是否緊密連接,以免氣體泄漏。

          三、精細(xì)化工儲(chǔ)罐氮封閥裝置設(shè)計(jì)方案氮封閥的啟動(dòng)

          1、首先要做到安全。在啟動(dòng)前應(yīng)先檢查閥門是否完好無(wú)損,儲(chǔ)罐的壓力是否正常。

          2、啟動(dòng)前必須先將閥門關(guān)閉,再按下氮封閥的啟動(dòng)按鈕或旋鈕,進(jìn)行啟動(dòng)。

          3、啟動(dòng)后,可以通過檢查氮?dú)鈮毫Ρ砩系淖x數(shù),了解氮?dú)鈮毫Φ淖兓闆r。

          氮封閥10.jpg

          四、精細(xì)化工儲(chǔ)罐氮封閥裝置設(shè)計(jì)方案氮封閥的操作

          1、在操作氮封閥時(shí),應(yīng)先了解儲(chǔ)罐的壓力和氮?dú)獾牧髁俊T诘獨(dú)鈮毫_(dá)到設(shè)定值時(shí),應(yīng)及時(shí)關(guān)閉閥門,防止氮?dú)庖绯觥?/p>

          2、每次使用后,應(yīng)對(duì)氮封閥進(jìn)行清洗和維護(hù),以保證其正常工作。

          3、在使用過程中,應(yīng)定期檢查閥門是否有漏氣現(xiàn)象,及時(shí)更換閥門上的墊片。

          五、精細(xì)化工儲(chǔ)罐氮封閥裝置設(shè)計(jì)方案注意事項(xiàng)

          ZZYVP型帶指揮器調(diào)壓閥堵塞38.jpg

          1、不能私自拆卸氮封閥。

          2、啟動(dòng)時(shí)一定要注意安全,嚴(yán)禁在操作過程中產(chǎn)生火花。

          3、在使用過程中,一定要仔細(xì)觀察閥門的工作情況,及時(shí)發(fā)現(xiàn)并處理異常情況。

          4、平時(shí)應(yīng)注意定期對(duì)氮封閥進(jìn)行檢修和保養(yǎng),以保證其長(zhǎng)時(shí)間正常工作。

          ZZYVP型帶指揮器調(diào)壓閥60.jpg

          綜上所述,氮封閥作為液氮儲(chǔ)罐的自動(dòng)控制裝置發(fā)揮著重要作用,正確使用和維護(hù)氮封閥可以有效地提高設(shè)備的使用壽命和安全性。大部分工廠設(shè)置氮封多采用自力調(diào)節(jié)閥或者壓力控制閥,關(guān)于操作方面可參照《石油化工儲(chǔ)運(yùn)系統(tǒng)罐區(qū)設(shè)計(jì)規(guī)范》(SH/T3007-2014)規(guī)定,采用氮?dú)獗Wo(hù)的儲(chǔ)罐,其操作壓力宜為0.2Kpa~0.5Kpa;其他設(shè)置有呼吸閥的儲(chǔ)罐,其操作壓力宜為1Kpa~1.5Kpa。同時(shí)有些儲(chǔ)罐因介質(zhì)含有腐蝕性,要注意定期檢查清理氮?dú)夤芫€,防止氮封失效

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