儲罐氮封控制系統設計方案

【資料簡介】

儲罐氮封控制系統設計方案供氮裝置工作原理氮封設計方案方案一：壓力控制設計方案（LPEC）

    一、儲罐氮封控制系統設計方案基本原理
        在儲罐上設置氮封系統，維持罐內氣相空間壓力在1.2KPa左右，當氣相空間壓力高于1.4KPa時，氮封閥關閉，停止氮氣供應；當氣相空間壓力低于0.8KPa時，氮封閥開啟，開始補充氮氣，保證儲罐在正常運行過程中不吸進空氣，防止形成爆炸性氣體。儲罐氮封系統使用的氮氣純度不宜低于99.96%，氮氣壓力宜為0.5~0.6MPa。氮封裝置由供氮裝置和泄氮裝置兩部分組成。供氮裝置由指揮器和主閥兩部分組成；泄氮裝置由內反饋的壓開型微壓調節閥組成。氮氣壓力一般設為100mmH2O.通過氮封裝置控制。
當儲罐進液閥開啟，向罐內添加物料時，液面上升，氣相部分容積減小，壓力升高，當罐內壓力升至高于泄氮裝置壓力設定值時，泄氮裝置打開，向外界釋放氮氣，使罐內壓力下降，降至泄氮裝置壓力設定點時，泄氮裝置自動關閉。
當儲罐出液閥開啟，用戶放料時，液面下降，氣相部分容積增大，罐內壓力降低，供氮裝置開啟，向儲罐注入氮氣，使罐內壓力上升，當罐內壓力上升至供氮裝置自動關閉。

    二、儲罐氮封控制系統設計方案工藝方案
    以輕質油內浮頂儲罐組成的罐組為例，設計方案如下：
    1.內浮頂儲罐改造
    1）封堵儲罐罐壁（頂）的通氣口。
    2）核算罐頂呼吸閥是否滿足設置氮封后的需求。呼吸閥的數量及規格按照《石油化工儲運系統罐區設計規范》SH/T 3007-2007確定（見表一）。呼吸量除滿足儲罐的大、小呼吸外，還應考慮
    氮封閥不能關閉時的進氣量等因素。
    3）在儲罐罐頂增加氮氣接入口和引壓口。為確保壓力取值的準確性，兩開口之間的距離不宜小于1m。
    4）量油孔應加導向管，確保量油作業時不影響氮封壓力。
    5）儲罐罐頂增加緊急泄壓人孔接口。

    2.儲罐氮封控制系統設計方案工藝流程
    1）在每臺儲罐上設置先導式氮封閥組和限流孔板旁路，正常情況下使用氮封閥組維持罐內氣相空間壓力在1.2KPa左右，當氣相空間壓力高于1.4KPa時，氮封閥關閉，停止氮氣供應；當氣相空
    間壓力低于0.8KPa時，氮封閥開啟，開始補充氮氣；當氮封閥需要檢修或故障時，使用限流孔板旁路給儲罐內補充氮氣，壓力高于1.5KPa時，通過帶阻火器的呼吸閥外排（短時間連續補充
    氮氣）。
    2）當氮封閥事故失靈不能及時關閉，造成罐內壓力超過1.5Kpa時，通過帶阻火器的呼吸閥外排；當氮封閥事故失靈不能及時開啟時，造成罐內壓力降低至-0.3Kpa時，通過帶阻火器呼吸閥向
    罐內補充空氣，確保罐內壓力不低于儲罐的設計壓力低限（-0.5Kpa）。
    3）為確保設置氮封儲罐事故工況下的安全排放，應在儲罐上設置緊急泄放閥，緊急泄放閥定壓不應高于儲罐的設計壓力上限（2.0Kpa）。
    4）當需要使用限流孔板旁路補充氮氣時，流量宜等于油品出罐流量，氮氣管道的管徑為DN50，氮氣的操作壓力為0.5MPa。
    5）若在相同油品儲罐之間設置有氣相聯通管道，每臺儲罐出口均應設置阻火器，以防止事故擴大。
    6）阻火器應選用安全性能滿足要求的產品，且阻力降不應大于0.3KPa。

方案二：儲罐氮封控制系統設計方案氧含量控制設計方案（SEI）
    一、基本原理
        在儲罐上設置氮封系統，維持罐內氣相空間氧氣濃度不大于5%，消除爆炸條件。供氮裝置結構如右圖所示，將設在罐頂的取壓點的介質經導壓管引入檢測機構(7)、介質在檢測元件上產生一個作用力與彈簧(8)、預緊力相平衡。當罐內壓力降低至低于供氮裝置壓力設定點時，平衡被破壞，使指揮器閥芯(6)打開，從而使閥前氣體經減壓閥(5)、節流閥(4)、進入主閥執行機構(3)上、下膜室，打主開閥閥芯(2)、向罐內充注氮氣；當罐內壓力升至供氮裝置壓力設定點時，由于預設彈簧力，關閉指揮器閥芯(6)又由于主閥執行機構中彈簧作用，關閉主閥，停止供氮。

    二、儲罐氮封控制系統設計方案工藝方案
    以輕質油內浮頂儲罐組成的罐組為例，設計方案如下：
    1.內浮頂儲罐改造
    1）在儲罐罐頂透光孔法蘭蓋處增加開口，用于安裝氧氣濃度檢測器。
    2）封堵儲罐罐壁的通氣口，同時在罐頂增加呼吸閥接口。呼吸閥的數量及規格按照（SH/T 3007-2007）《石油化工儲運系統罐區設計規范》確定。
    3）在儲罐罐頂增加氮氣接入口。
    4）在儲罐罐頂增加氣相聯通管接口。
    2.工藝流程
    1）在儲罐內安裝氧氣檢測器，實時監測儲罐內氣相空間氧氣濃度，同時將高濃度報警與氮氣管道控制閥門聯鎖。當氧氣濃度達到高濃度值時報警，聯鎖打開氮氣閥門，向儲罐內補充氮氣，
    直至檢測指標達到設定要求時聯鎖關閉氮氣閥門。補充氮氣的流量控制使用限流孔板，流量宜控制在Q=Q1-Q2（Q1－油品出罐流量，Q2－氣相連通罐中與油品出罐同時進行的油品進罐流量），
    且Q不應小于100m3/h，氮氣管道的管徑為DN50，氮氣的操作壓力為0.5Mpa。
    氧氣濃度監測信號引入控制室，控制室設氧氣濃度超標報警儀。
    2）同一種油品的多個儲罐在生產運行過程中，儲罐區域收油作業和付油作業經常同時進行。為節省氮氣用量，建議在同種油品儲罐之間設置氣相聯通管道，可以實現多個運行過程中的儲罐
    進氣量和排氣量的部分平衡，減少氮氣用量和作業時的油氣排放量。聯通管道的管徑為DN150，氣體的流通能力為500m3/h。
    管道及儀表流程圖見附圖-1。
    氧氣檢測器、切斷閥儀表規格書見附表。
    3.儀表選型說明
    1）氧氣氣體檢測器采用電化學探頭。
    2）切斷閥采用氣動切斷球閥。
    3）氮氣補氣總管上配置渦街流量計進行氮氣流量監測。

    4.安裝布置方案
    1）氧氣濃度檢測器通過透光孔安裝在儲罐拱頂與內浮盤之間，為保證不影響儲罐內浮盤的正常升降，氧氣檢測器的安裝高度宜為儲罐內浮盤之上300mm。
    2）罐頂氮氣接口的開口方位宜位于罐頂中心部位，氮氣管道在罐內部分采用橡膠軟管。為保證換氣效果良好，氮氣橡膠軟管出口宜接近浮盤。可在氮氣橡膠軟管出口連接一個環形不銹鋼管，
    管壁水平方向上開若干個通氣孔，用于向四周噴射氮氣。環形不銹鋼管應固定安裝在浮盤上。
    3）儲罐之間設置DN150氣相聯通管道，每個儲罐的氣相聯通管道均應設置管道阻火器，阻火器應選用安全性能滿足要求的產品。阻火器應盡量靠近儲罐接口安裝，每個儲罐的氣相聯通管道均
    應設置截斷閥。氣相聯通管道宜在罐頂之間跨接。若罐間距較大，氣相聯通管道需要設在地面時，應在管道的低點設置排凝管及閥門。
    4）在儲罐罐頂中心位置安裝帶阻火器的呼吸閥，呼吸閥的數量及規格如下：