储罐氮封系统设计方案 化工储罐氮封系统设计方案 储罐氮封系统 石油储罐氮封系统设计方案 储罐氮封系统装置（供氮阀泄氮阀呼吸阀）设计方案 油品 氮封阀门
一、之前介绍JIS日标不锈钢截止阀标准，现在介绍基本原理
在储罐上设置氮封系统装置，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，防止形成爆炸性气体。 储罐氮封系统装置使用的氮气纯度不宜低于99.96%，氮气压力宜为0.5~0.6MPa。储罐氮封系统:由自力式调节阀、前后压力表、附属管路组成。主要设备是自力式调节阀，该阀是一种无需外加驱动能源，倚靠被测介质自身的能量，按设定值进行自动调节的装置。它集变送器、控制器及执行机构的功能于一体。按被控参数可分为自力式压力(压差)、自力式液位和自力式温度调节阀。氮封阀为自力式压力(压差)调节阀，详见图1。自力式压力控制阀分直接作用式和带指挥器操作式两种。直接作用式在用做储罐氮封阀时，由于动作由启动膜片控制，阀前后压差较大，造成精度不准，控制不良，是实际操作中员工反映调解阀失控无法掌握其状态的主要原因。解决方法需增加供气降压装置，设减压阀降低压差并增大薄膜面积。储罐氮封阀属于带指挥器操作式自力式阀。在储罐上设置氮封系统，维持罐内气相空间氧气浓度不大于5%，消除爆炸条件。 以4台轻质油内浮顶储罐组成的罐组为例，设计方案如下： a）内浮顶储罐改造
1）在储罐罐顶透光孔法兰盖处增加开口，用于安装氧气浓度检测器；
2）封堵储罐罐壁的通气口，同时在罐顶增加呼吸阀接口。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/T 3007-2007确定。 3）在储罐罐顶增加氮气接入口； 4）在储罐罐顶增加气相联通管接口。（同一种油品的多个储罐在生产运行过程中，经常是有的储罐在进行收油作业，有的储罐同时在进行发油作业。为节省氮气用量，我们建议在同种油品储罐之间设置气相联通管道，通过这种方法，可以实现多个运行过程中的储罐进气量和排气量的部分平衡，不仅可以减少氮气用量，同时还可以减少储罐在收油作业时的油气排放。） 
自力式微压调节阀主要零件材料
阀 体：ZG230～450、ZG1Cr18Ni9Ti ZGCr18Ni12Mo2Ti
阀 芯：1Cr18Ni9Ti Cr18Ni12Mo2Ti
阀 座：1Cr18Ni9Ti Cr18Ni12Mo2Ti
波纹管：1Cr18Ni9Ti
膜 盖：A3、1Cr18Ni9Ti
膜 片：丁脯橡胶、耐油像胶、氟橡胶 产品特点
·无需停止生产即可进行设定值的调整；
·无填料，阀杆上、下活动时不存在磨擦，上密封可靠；
·执行机构敏感元件极为灵敏，极微小的压力变化会被感测出来；
·阀体为四通形式，因而K、B型可通用一种阀体。 
二、工艺方案
上海申弘阀门有限公司主营阀门有：截止阀,电动截止阀以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氮封后的需求。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/T 3007-2007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。 2.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）当氮封阀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。 
b.工艺叙述
1）在储罐内安装氧气检测器，实时监测储罐内气相空间氧气的浓度，同时将高浓度报警与氮气管道控制阀门连锁，当氧气浓度达到高浓度值时报警，连锁打开氮气阀门，向储罐内补充氮气，直至检测指标达到设定要求时连锁关闭氮气阀门。补充氮气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—气相连通罐中与油品出罐同时进行的油品进罐流量），且Q不应小于100m3/h，氮气管道的管径为DN50，氮气的操作压力为0.5MPa。
氧气浓度监测信号引入控制室，以便实时监测。控制室设氧气浓度超标报警仪。
2）同一种油品的多个储罐在生产运行过程中，经常是有的储罐在进行收油作业，有的储罐同时在进行发油作业。为节省氮气用量，我们建议在同种油品储罐之间设置气相联通管道，通过这种方法，可以实现多个运行过程中的储罐进气量和排气量的部分平衡，不仅可以减少氮气用量，同时还可以减少储罐在收油作业时的油气排放。联通管道的管径为DN150，气体的流通能力为500m3/h。 管道及仪表流程图见附图-1； 氧气检测器、切断阀仪表规格书见附表。 
c.仪表选型说明
1）氧气气体检测器采用电化学探头，其具有可靠性高，长期稳定性好，检测精度高及反映时间短等特点。
2）切断阀采用气动切断球阀，其具有泄露等级高，切断动作快等特点。 3）氮气补气总管上配置涡街流量计进行氮气流量监测，涡街流量计具有较好的性能价格比。 d.安装布置方案
1）氧气浓度检测器通过透光孔安装在储罐拱顶与内浮盘之间，为保证既不影响储罐内浮盘的正常升降，氧气检测器的安装高度宜为储罐内浮盘可能上升到的zui高位置之上300mm。 2）罐顶氮气接口的开口方位宜位于罐顶中心部位，氮气管道在罐内部分采用橡胶软管。为保证换气效果良好，氮气橡胶软管出口宜接近浮盘。可在氮气橡胶软管出口连接一个环形不锈钢管，管壁水平方向上开若干个通气孔，用于向四周喷射氮气。环形不锈钢管应固定安装在浮盘上。
3）储罐之间设置DN150气相联通管道，每个储罐的气相联通管道均应设置管道阻火器，阻火器应尽量靠近储罐接口安装，每个储罐的气相联通管道均应设置截断阀。气相联通管道宜在罐顶之间跨接。若罐间距较大，气相联通管道需要设在地面时，应在管道的地点设置排凝管及阀门。 4）在储罐罐顶中心位置安装带阻火器的呼吸阀，呼吸阀的数量及规格推荐如下： 
呼吸阀选用表
储罐容量（m3） 呼吸阀个数×公称直径（mm） 1000 1×200 2000 2×150 3000 2×200 4000 2×200 5000 2×250 10000 2×300 20000 3×300 30000 4×300 50000 4×300 e.主要工程概况
根据上述方案对罐组（4座5000m3内浮顶储罐）进行改造，需新增如下主材： 1）管道：～420米，～2.5吨。
2）阀门：DN50，8个；DN100，1个；DN150，6个。 3）管道阻火器：DN150，6个。
4）带阻火器的呼吸阀：DN250，8个。 5）氧气气体浓度检测器：4个。 6）气动切断阀：DN50，4个。 7）涡街流量计：DN80 1个。 自力式微压调节阀、执行器和指挥器组成，是一种无需外加能源，利用被调介质自身压力为动力源，进行自动调节压力恒定的节能型产品，该阀控制精度高，比一般自力式调压阀高一倍左右，适合在控制精度要求较高的场合。
（B）控制阀后压力
（K）控制阀前压力 
泄氮阀说明：
◇ 一般供氮气压力在3×10^5-10×10^5Pa之间
◇ 罐顶呼吸阀仅起安全作用，是在主阀失灵，导致罐内压力过高或过低时，起到安全作用，在正常情况下不工作
◇ 泄氮阀安装在罐顶，口径一般与进液阀口径一致 ◇ 一般泄氮阀的压力设定点略大于供氮阀的压力设定点，以免供、泄氮装置频繁工作，浪费氮气、影响设备的使用寿命
◇ 若用户工况与造型手册有异，望来电与本厂技术开发部，协商解决。与本文相关的产品有不锈钢波纹管密封安全阀 |
