工業儲罐自力式氮封閥設計規范

【資料簡介】

儲罐自力式氮封閥設計規范

在石油、化工、能源等行業中，儲罐是用于儲存大量液體的關鍵設備。由于液體的性質和儲罐的特殊要求，進口自力式氮封閥在這些儲罐中發揮著重要的作用，為液體的儲存和運輸提供了安全保障。提高儲罐的消防安全性：進口自力式氮封閥能夠向儲罐內注入氮氣，以降低儲罐內的氧氣濃度，提高儲罐的消防安全性。在火災情況下，由于氮氣的惰性性質，能夠有效地抑制火勢的擴大。是本廠自主開發、研制的一套自力式微壓力控制系統，主要用于保持容量頂部保護氣(一般為氮氣)的壓力恒定，以避免容量內物料與空氣直接按觸，防止物料揮發、被氧化，以及容器的安全。特別適用于各類大型儲罐的氣封保護系統。該產品具有節能、動作靈敏、運行可靠、操作與維修方便等特點。廣泛應用于石油、化工等行業。

一、儲罐自力式氮封閥設計規范的作用

防止空氣進入：進口自力式氮封閥能夠根據儲罐內的壓力變化自動調整氮氣的注入量，從而有效防止空氣進入儲罐。這有助于減少氧化和燃燒的風險，確保了儲罐內液體的安全儲存。

防止液體泄漏：進口自力式氮封閥具有緊密的密封性能，能夠有效地防止液體泄漏。在儲罐的運輸和儲存過程中，由于操作失誤或自然災害等原因，可能會導致儲罐內的液體泄漏。而進口自力式氮封閥能夠迅速響應并自動關閉，從而防止液體的進一步泄漏。

保持儲罐內壓力穩定：進口自力式氮封閥能夠根據儲罐內的壓力變化自動調整氮氣的注入量，使儲罐內的壓力保持穩定。這有助于減少儲罐壁的受力，延長儲罐的使用壽命。

■ 儲罐自力式氮封閥設計規范特點

·無需外加能源，能在無電、無氣的場合工作，既方便，又節約能源，降低成本；
·氮封裝置供氮、泄氮壓力設定方便，可在連續生產的條件下進行；
·壓力檢測膜片有效面積大，設定彈簧剛度小，動作靈敏，裝置工作平穩；
·采用無填料設計，閥桿所受磨擦力小，反應迅速，控制精度高；
·供氮裝置采用指揮器操作，減壓比可達100：1，減壓效果好，控制精度高；
·為確保儲罐的安全，需在罐頂設置呼吸閥；
·呼吸閥僅起安全作用，避免了常規氮封裝置中啟閉頻繁易損壞的缺陷。

■ 主要零件材料

閥  體：ZG230-450、ZG1Cr18Ni9Ti
閥內件：1Cr18Ni9Ti
膜  蓋：A3、1Cr18Ni9Ti
膜  片：夾增強滌綸織物丁腈橡膠、氟橡膠
彈  簧：60Si2Mn、1Cr18Ni9Ti
﹡根據用戶要求，閥體、閥內件、膜蓋可采用其它牌號材質。

二、儲罐自力式氮封閥設計規范的優勢

自動化程度高：進口自力式氮封閥能夠自動感知儲罐內的壓力變化并進行相應操作，無需人工干預，大大提高了工作效率和安全性。

安全性強：進口自力式氮封閥能夠有效防止空氣進入和液體泄漏，降低了火災和爆炸的風險，為儲罐的安全運行提供了有力保障。

維護方便：進口自力式氮封閥結構簡單，操作方便，維護工作量小，減少了人工干預和維修成本。

適應性強：進口自力式氮封閥適用于各種類型的儲罐，對儲罐內的壓力和流量變化有較好的適應性。

氮封裝置主要用于儲罐頂部，維持儲罐的微正壓，隔離物料與外界接觸，減少物料的揮發和浪費，保護儲罐安全。是否設氮封設施和氮封閥參考如下規定：

1）SH/T3007《石油化工儲運系統罐區設計規范》

第4.2.5條“其他甲B、乙A類液體化工品有特殊儲存需要時，可以選用固定頂儲罐、低壓儲罐和容量小于或等于100m3 的臥式儲罐，但應采取下列措施之一：

——設置氮氣或其他惰性氣體密封保護系統，密閉收集處理罐內排出的氣體；

——設置氮氣或其他惰性氣體密封保護系統，控制儲存溫度低于閃點5℃及以下”。

第4.2.10條“儲存Ⅰ、Ⅱ級毒性的甲B、乙A類液體儲罐不應大于10000m3，且應設置氮氣或其他惰性氣體密封保護系統”。

2）《石油化工儲運罐區VOCs治理項目指導意見》規定：“甲B、乙A類中間原料儲罐、芳烴類儲罐、輕污油儲罐、酸性水罐、排放氣中含有較高濃度油氣和硫化物等需對排放氣體進行收集治理的儲罐應設置氮氣密封系統”。

3）其他為防止儲罐揮發性有毒或可燃氣體泄放到罐外危害安全或防止儲罐內物料與氧接觸氧化或發生化學反應等場合。

儲罐自力式氮封閥設計規范氮封裝置的基本原理

在儲罐上設置氮封系統，維持罐內氣相空間壓力在工藝要求范圍（以VOCs項目為例，如0.2～0.5KPa）左右，當氣相空間壓力高于設定值（例如0.4KPa）時，氮封閥關閉，停止氮氣供應；當氣相空間壓力低于設定值（例如0.4KPa）時，氮封閥開啟，開始補充氮氣。

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0.5～0.7MPa。

什么是氮封閥？

氮封閥無需外加能源，利用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。氮封閥控制精度高，調節壓差比大，特別適合微壓氣體控制。壓力設定值在指揮器上實現，方便、快捷、省時省力，可在運行狀態下通過調節彈簧連續設定。

國內使用較多的兩款進口閥門產品圖片

1 儲罐自力式氮封閥設計規范置主要技術參數及性能指標

公稱通徑DN（mm）	25									32	40	50	65	80	100
閥座直徑dn（mm）	5	6	7	8	10	12	15	20	25	32	40	50	65	80	100
額定流量系數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(mm)	8									10		14	20		25
流量特性	快開
壓力調節范圍（kPa）	0.4～5.5、5～10、9～14、13～19、18～24、22～28 27～33、31～38、36～44、42～51、49～58、56～66
公稱壓力PN（MPa）	1.6  2.5  4.0
被調介質溫度(℃)	≤80
調節精度(％)	±5％
允許泄漏等級	標準級：Ⅳ級(GB/T4213-92)  嚴密型：Ⅵ級（GB/T4213-92）

 

泄氨裝置主要技術參數及性能指標

 

公稱通徑DN（mm）	20	25	32	40	50	65	80	100
額定流量系數Kv	6.9	11	30	30	48	75	80	190
額定行程L(mm)	8		10		14	20		25
流量特性	快開
壓力調節范圍（kPa）	0.4～5.5、5～10、9～14、13～19、18～24、22～28 27～33、31～38、36～44、42～51、49～58、56～66
公稱壓力PN（MPa）	0.1
被調介質溫度(℃)	≤80
調節精度(％)	±5％
允許泄漏等級	標準級：Ⅳ級(GB/T4213-92)  嚴密型：Ⅵ級（GB/T4213-92）

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

■ 儲罐自力式氮封閥設計規范說明

·一般供氮氣壓力在3×105～10×105Pa之間；
·罐頂呼吸閥僅起安全作用，是在主閥失靈，導致罐內壓力過高或過低時，起到安全作用，在正常情況下不工作；
·泄氮閥安裝在罐頂，口徑一般在進液閥口徑一致；
·一般泄氮閥的壓力設定點略大于供氮閥的壓力設定點，以免供、泄氮裝置頻繁工作，浪費氮氣、影響設備使用壽命。
·若用戶工況有與選型手冊有異，望來電與本廠技術開發部聯系，協商解決。

■ 儲罐自力式氮封閥設計規范連接尺寸及標準

·連接方式：法蘭、螺紋
·法蘭端面距：按GB12221-89標準
·法蘭標準：按GB/T9113-2000標準
·法蘭面型式：RF
·執行機構氣信號接口：M16×1.5
  注：以上數據可根據用戶需要加工制造。
 

 

儲罐自力式氮封閥設計規范氮封閥選用注意事項

1）氮封閥宜選用先導型或自力式開關型氮封閥

2）根據閥前和閥后壓力確定閥門的公稱壓力

3）閥門口徑應根據閥門的流量-壓力曲線和進罐最大氮氣流量及壓力確定。

4）設定開啟/關閉壓差不應大于0.2KPa

5）一般有直通式法蘭連接和角式法蘭連接（入口水平，出口垂直向下）兩種形式，優先選用角式法蘭連接。

6）閥門應帶過濾器。

為什么要用專業氮封閥、先導式氮封閥？

目前專業氮封閥多為先導式氮封閥，該閥有如下特點：

1）隔絕空氣和水分（產品的完整性）。

2）使蒸汽空間的氧含量低于可燃范圍。

3）提高蒸汽濃度，所以蒸汽濃度超出了可燃范圍。

4）稀釋有毒氣體濃度達到安全排放水平（環境保護）。

5）儲罐內部的腐蝕防護。

6）儲罐建造標準的要求。

7）快速開關，無偏差。

8）大通量。

9）緊密關斷、故障關。

10）低的壓力設定點。

目前氮封閥在使用中存在問題分析

經常會有一線維護人員反應氮封閥使用效果不好，是真的產品缺陷導致還是有其他原因呢？經勘察現場和交流發現絕大多數都是設計不合理、施工不規范、安裝不合理、維護不到位所致。有如下問題和經驗希望引起大家的重視：

1）導壓管不應太長，建議不超過4米。

2）導壓管應自閥體（先導閥體接導壓管位置）向儲罐傾斜，以防特殊情況下導壓管內有水或其他冷凝物，可順流至罐內。

3）工藝專業應按要求合理設定氮封閥關閉設定值，自控專業合理選擇彈簧調壓范圍。

4）嚴把施工質量，確保按圖紙和產品說明書要求進行施工，盡量減少彎頭，提高取壓精度。

5）氮封閥和罐頂壓力變送器不應共用1個取壓口，建議分開。

6）現場維護人員應熟悉所用產品，正確維護和操作。

7）安裝前對氮氣管道進行吹掃，以清除塵土、沙粒，避免堵塞管道，有條件的時候最好在氮封閥入口加裝一個主線過濾器，過濾器約5～40μm，其流通能力至少大于等于閥的流通能力。

8）取壓管線在靠近主氮氣管線一側宜設置一道截止閥或球閥。

9）合理選擇和設定氮封閥關閉壓力值的范圍，避免和呼吸閥開啟壓力產生交集，防止氮封閥不關閉一直補氣（浪費氮氣、串氣），呼吸閥不關閉一直排放（介質浪費、火災隱患）。

儲罐自力式氮封閥設計規范氮封閥設定點可以調整嗎？如何調整？

 

 

1）首先應確保彈簧范圍是否在要求的設定點內，如果不在設定點內的則需要更換彈簧組件！

2）設定點調整步驟：

打開頂部調節螺栓保護套→往上旋轉調節螺栓→儲罐里的壓力開始泄放→在儲罐壓力開始泄放的同時觀察氮封閥是在哪個壓力點開始補氮和關閉工作的，（如設定點高于要求的設定點，繼續以上操作，直至調整到所需的設定點，如設定點低于要求的設定點則往下旋轉調節螺栓，直至調整到規定的設定點）→確認為工藝所需要的設定點后，需要鎖緊調整螺母，保持定壓→如果彈簧范圍在設定點內，經過調整設定點無法達到設定值，那么需要購買氮封閥內部組件進行更換，可能氮封閥內部組件已經開始老化。

三、儲罐自力式氮封閥設計規范總結

自力式氮封閥在儲罐中發揮著重要的作用，為液體的儲存和運輸提供了安全保障。其自動化程度高、安全性強、維護方便和適應性強等特點使得進口自力式氮封閥在石油、化工、能源等行業中的應用越來越廣泛。隨著技術的不斷進步和行業的發展，進口自力式氮封閥將在未來的儲罐安全保障中發揮更加重要的作用。