油品儲罐氮封閥泄壓閥呼吸閥裝置技術參數

【資料簡介】

一、油品儲罐氮封閥泄壓閥呼吸閥裝置技術參數

氮封閥是一種高精度的KP級別的用于保持氮氣壓力在一個設定值的自力式調節閥，無需外加能源，利用被調介質自身能量為動力源，自動控制閥門介質流量，使閥后壓力保持恒定的壓力穩定裝置。現已廣泛用于連續送氣的天然氣采輸，城市煤氣以及冶金、石油、化工等工業生產部門。

油品裝置儲罐氮封系統調試本文闡述了化工部油品裝置中的罐區增加氮封系統的創新，同時利用EPKS分散控制系統實現了過程參數的集中采集、遠程監視和實時控制。重點論述了系統的組成和控制方案，對更新改造的問題進行了分析和攻關。儲罐氮封系統:由自力式調節閥、前后壓力表、附屬管路組成。主要設備是自力式調節閥，該閥是一種無需外加驅動能源，倚靠被測介質自身的能量，按設定值進行自動調節的裝置。它集變送器、控制器及執行機構的功能于一體。按被控參數可分為自力式壓力(壓差)、自力式液位和自力式溫度調節閥。氮封閥為自力式壓力(壓差)調節閥，詳見油品在儲運過程中，不可避免的存在油品損耗，同時儲罐呼出的油氣對環境和人身的傷害依然嚴重。特別是對油品容易氧化，需要保證油品品質的儲罐，以上措施效果不佳。采用氮氣充填于固定頂油罐的油氣空間謂之氮封。因氮氣的密度小于油氣而浮于油氣之上故而形成氮封。 2本次改造為“化工部油品裝置11臺儲罐增加氮封系統項目，將未實現氮封的油品儲罐完成氮封改造。

油品儲罐氮封閥泄壓閥呼吸閥裝置技術參數

該工程包括現場儀表更新更換施工及南北罐區控制系統擴容改造組態調試。將現場6臺光纖液位計以及相關光纜和控制室內相關的二次表盤柜進行拆除，現場更新為雷達液位計。新增11臺壓力變送器于儲罐頂部，安裝于防護箱內，變送器的遠傳顯示表頭安裝于罐下利于觀測的合適位置。11臺儲罐各增加氮封閥一臺，根據罐內壓力變化控制氮封閥門的開度。所有現場儀表信號送入油品控制室內現有DCS控制系統，由于現有DCS系統容量已滿，需要擴容。北罐區控制室內新增EPKS C300機柜（C300系統）及操作站1套，替代原北罐區二次表機柜，并且在油品控制室內新增一對交換機，通過光纜實現與北罐區新增C300控制系統的連接。南罐區在原有C200控制系統的基礎上新增一塊AI卡即可，站臺可利用現有備用點。化工行業儲存的許多物料易燃易爆。為提高儲存的安全性,經常對儲存易燃易爆介質的液化品儲罐進行惰性氣體保護。因氮氣較容易獲得且相對更安全,所以往往采用氮氣保護系統,俗稱氮封。現在,國家對危險化工品儲存的安全要求也越來越高。一些國內的規范已經明確要求在特定氮封或其他惰性氣體保護系統可有效防止儲罐發生火災爆炸事故。從近幾年對各類企業隱患排查的情況來看，部分企業尤其是精細化工企業在儲罐氮封系統設置和管理上存在一些問題。

一、油品儲罐氮封閥泄壓閥呼吸閥裝置技術參數存在的常見問題

一是應采用氮封的儲罐未設置氮封系統。

二是后期增加的氮封系統未經正規設計，系統不能正常使用。

三是氮封系統壓力得不到有效管控。如進儲罐前的氮氣管線未設置自力式調節閥、無壓力表或壓力表選型過大，僅靠手動閥門控制進氣量，無法監控氮封壓力；氮封氣源未采用壓力分程控制，或自力式調節閥選型不合理，造成氮封壓力過高、過低，氮封系統不能正常使用；氮氣管線或儲罐上未設置壓力遠傳、報警，壓力得不到有效控制。

四是氮氣管線上的安全設施不足，如氮氣管線上未設置止回閥。

五是儲罐頂部未設置緊急泄放人孔(或緊急泄放閥)等保護措施。

六是因氮封壓力不穩定或為了節約成本，將氮氣管線閥門關閉，氮封系統未投用等。

二、哪些儲罐需要設置油品儲罐氮封閥泄壓閥呼吸閥裝置技術參數

對于氮封系統的設置，我們來看看國家標準到底是如何要求的？

國家標準《石油化工企業設計防火標準（2018年版）》（GB50160-2008）、《精細化工企業工程設計防火標準》（GB 51283-2020）、《石油庫設計規范 》（GB 50074-2014）均對儲罐氮封系統的設置有明確要求。

《石油化工企業設計防火標準（2018年版）》（GB50160-2008）規定，當單罐容積小于或等于5000m3的內浮頂儲罐采用易熔材料制作的浮盤時，應設置氮氣保護等安全措施；儲存溫度超過120℃的重油固定頂罐應設置氮氣保護。

《精細化工企業工程設計防火標準》（GB 51283-2020）規定，當采用固定頂罐或低壓罐（單罐容積不小于100m3）儲存甲B、乙A類液體時，應采用氮氣或惰性氣體密封措施。如常見的甲醇、甲苯等甲B類物質；再如可燃液體二硫化碳，自燃點、沸點及閃點均較低，具有的揮發性、易燃性和爆炸性，采用固定頂罐水封加氮封儲存比采用單純的內浮頂罐儲存更安全可靠。

《石油庫設計規范 》（GB 50074-2014）規定，當選用內浮頂儲罐、固定頂儲罐儲存沸點低于45℃或在37.8℃時的飽和蒸氣壓大于88kPa的甲B類液體時，應設置氮氣密封保護系統。當采用容量小于或等于10000m3的固定頂儲罐、低壓儲罐或容量不大于100m3的臥式儲罐儲存沸點不低于45℃或在37.8℃時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時，應設置氮氣密封保護系統。儲存Ⅰ、Ⅱ級毒性的甲B、乙A類液體儲罐應設置氮封保護系統。有些甲B、乙A類液體化工品有防聚合等特殊儲存需要，不適宜采用內浮頂儲罐，可選用固定頂儲罐、低壓儲罐和容量小于或等于50m3的臥式儲罐，但應采取氮封等安全保護措施，典型的易自聚不穩定的丁二烯、苯乙烯儲罐，應設置氮封系統，防止空氣進入儲罐。

油品儲罐氮封閥泄壓閥呼吸閥裝置技術參數

它的特點：控制精度高，可比一般ZZY型直接操作型調壓閥高一倍左右。

　　調節壓差比大（如閥前0.8MPa,閥后0.001MPa）特別適合微壓氣體控制。

　　壓力設定在指揮器上實現，因而方便、快捷、省力省時可在運行狀態下連續設定。

二、油品儲罐氮封閥泄壓閥呼吸閥裝置技術參數呼吸閥

　　　　 呼吸閥是指裝于儲罐頂部，用于呼氣和吸氣，保證儲罐安全的的閥門。以得到廣泛應用的美國威盾VTON品牌的呼吸閥為例，保持呼吸閥是維護儲罐氣壓平衡，減少介質揮發的安全節能產品，呼吸閥充分利用儲罐本身的承壓能力來減少介質排放，其原理是利用正負壓閥盤的重量來控制儲罐的排氣正壓和吸氣負壓；當往罐外抽出介質，使罐內上部氣體空間的壓力下降，達到呼吸閥的操作負壓時，罐外的大氣將頂開呼吸閥的負壓閥盤頂開，使外界氣體進入罐內，使罐內的壓力不再繼續下降，讓罐內與罐外的氣壓平衡，來保護儲罐的安全裝置。

　

三、油品儲罐氮封閥泄壓閥呼吸閥裝置技術參數二者的區別

一般大中型儲罐常壓儲罐都需要氮封，目的有二：一是保證儲罐內的壓力始終維持在一定壓力。呼吸閥從字面就可以理解，即可以向外呼氣又可以向里吸氣。當罐內的壓力低于要求值時，沖氮增加壓力；當罐內壓力高時，呼吸閥會自動排除氮氣。第二個目的就是氮氣可以隔絕空氣和罐內的介質，以防止介質被氧化等導致產品不合格或發生意外。

氮封閥主要用于儲罐頂部氮氣壓力恒定控制，以保護罐內物料不被氮化及儲罐安全。當儲罐往外出料時，儲罐內壓力降低，氮封閥打開往里補充氮氣，呼吸閥的作用是保證儲罐安全的，儲罐內壓力過高，呼吸閥可以往外呼，如果氮封閥出現故障，儲罐內壓力過低時，呼吸閥會工作往儲罐內吸入空氣，保證儲罐不被吸扁。為了保證氮封裝置內部的氣體不直接跟空氣接觸,防止物料的揮發,氮封閥不僅可以保證氣體的壓力恒定,還可以防止物料的揮發,來保證容器的安全.接著就是呼吸閥的數值調整,在上述數值調整中,為了避免呼吸閥的啟動,要讓呼吸閥的設定值大于泄壓閥的設定值.無動力風機代理表示,在氮封裝置的使用過程中,也會利用壓力閥來控制壓力閥芯的位置,改變閥門內部的流量介質.

油品儲罐氮封閥泄壓閥呼吸閥裝置技術參數技術參數和性能：

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 準
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

執行器：

壓力設定范圍(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：

設定值偏差±5%	允許泄露量
允許泄露量	標準型	IV級（符合GB/T4312-92標準）
嚴密型	VI級（符合GB/T4312-92標準）

油品儲罐氮封閥泄壓閥呼吸閥裝置技術參數額定流量系數、額定行程、性能：

油品儲罐氮封閥泄壓閥呼吸閥裝置技術參數ZZDG供氮裝置：

公稱通徑DN	25	32	40	50	65	80	100
閥座通徑Dn	5	6	7	8	10	12	15	20	25	32	40	50	65	120	100
流量系數Kv	0.2	0.32	0.5	0.8	1.8	2.8	4.4	6.9	11	20	30	48	75	120	190
額定行程L	8	10	14	20	25

油品儲罐氮封閥泄壓閥呼吸閥裝置技術參數ZZDX泄氮裝置：

公稱通徑DN	20	25	32	40	50	65	80	100
閥座通徑Dn	20	25	32	40	50	65	80	100
流量系數Kv	6.9	11	20	30	48	75	120	190
額定行程L	8	10	14	20	25

油品儲罐氮封閥泄壓閥呼吸閥裝置技術參數外形尺寸：

供氮裝置外形尺寸：

公稱通徑DN(mm)	25	32	40	50	65	80	100
L	160	180	200	230	290	310	350
A	308	308	308	308	394	394	394
H2	415	415	415	115	415	415	415
H1	60	75	80	85	95	105	120
H	720	730	730	750	790	840	890

泄氮裝置外形尺寸：

公稱通徑DN(mm)	25	32	40	50	65	80	100
L	160	180	200	230	290	310	350
A	308	308	308	308	394	394	394
H1	60	75	80	85	95	105	120
H	380	400	420	430	550	560	570

油品儲罐氮封閥泄壓閥呼吸閥裝置技術參數地面安裝示意圖：

三、如何設置油品儲罐氮封閥泄壓閥呼吸閥裝置技術參數

采用氮封的儲罐，一般為常壓罐或低壓罐，因此，防止儲罐氮氣超壓是一個重要問題。在化工標準《氣封的設置》（HG/T 20570.16-1995）中，給出了氮氣供氣量的計算方式，“儲罐氣封裝置的供氣量應大于或等于由于泵抽出儲罐內儲存的液體所需的補充氣量與由于外界氣溫變化而產生的儲罐內氣體冷凝和收縮所需補充的氣量之和”。規范中計算的補氣量只是一個經驗值，工作中還需結合實際，計算出更符合需求的數值，以此來確定氮氣管線管徑和氮封閥型號。建議專業技術力量不足的企業，委托設計單位計算合理的補氣量，既能保證氮封要求也不會造成浪費。

《石油化工儲運系統罐區設計規范》（SH/T 3007-2014）規定，采用氮氣保護的儲罐，其操作壓力宜為0.2Kpa～0.5Kpa；其他設置有呼吸閥的儲罐，其操作壓力宜為1Kpa～1.5KPa。為防止儲罐超壓，除計算符合實際的補氣量外，還應采取其他措施。

（1）罐頂安裝就地壓力表，并設置壓力遠傳功能至DCS或PLC控制系統，設定高、低壓報警功能，及時檢測壓力變化情況。

（2）設置雙呼吸閥防止呼吸閥故障。但對于粘度較大、易發生結晶的介質，容易造成呼吸閥堵塞，建議采取其他措施，并對補氣管線、排氣管線進行伴熱處理，降低物料粘結和結晶對閥門和管線的影響，提高安全系數。

（3）設置緊急泄放人孔，事故時打開保護儲罐。根據《石油化工儲運系統罐區設計規范》（SHT 3007-2014）的規定：事故泄壓設備的開啟壓力應大于呼吸閥的排氣壓力，并應小于或等于儲罐的設計正壓力；事故泄壓設備的吸氣壓力應小于呼吸閥的進氣壓力，并應大于或等于儲罐的設計負壓力；事故泄壓設備應滿足氮氣管道系統和呼吸閥出現故障時保障儲罐安全通氣的需要；事故泄壓設備宜選用公稱直徑不小于500mm的呼吸人孔。如儲罐設置有備用呼吸閥，事故泄壓設備也可選用公稱直徑不小于500mm的緊急放空人孔蓋。

四、如何管理油品儲罐氮封閥泄壓閥呼吸閥裝置技術參數

為了保證氮封系統有效運行，除了正確設置，企業還需做好以下管理工作：

一是在操作規程中完善氮封系統的操作步驟和安全要求，明確壓力控制范圍和報警值、偏離正常工況的后果、防止和糾正偏離正常工況的方法及步驟等，并對相關崗位人員進行培訓。

二是監控控制系統中的儲罐壓力，規范設置報警值，監控報警信息，分析報警原因并采取改進措施；加強日常巡檢，將氮封系統壓力表、調節閥等運行狀態列入到巡檢要求中，發現問題及時處置。

三是將氮封系統的檢查納入罐區隱患排查中，構成重大危險源的企業，將氮封系統的檢查納入到操作負責人包保責任的履職檢查表中，通過隱患排查治理，確保系統有效投用。

四是定期對呼吸閥、壓力表等進行檢查和檢驗。確保呼吸閥的外觀無異常銹蝕、泄漏和雜物堵塞，開啟壓力、通氣量和泄漏量滿足設計要求，保證泄壓設施的完好。