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石油化工厂储罐氮封系统优化改进方案 |
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| 详细介绍 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
石油化工厂储罐氮封系统优化改进方案 氮封流程是目前储罐工艺设计的常用流程,用于密闭储罐气相空间,隔绝有害气体溢出,在储运化工领域得到了普遍的应用。氮封可有效提高我国石化企业库区节能环保工业水平。在现主流设计思路,氮封流程由机械式调节阀控制,对于储罐气相流程目前并没有良好的水力计算依据及流程参考参数。这些问题将导致氮封设计无理可依,并可能造成重大安全事故。本文将对上述问题进行阐述,通过分析水力模型给予改进性意见。在炼油或石油化工厂中，存放着各种油品或石化产品。储罐大都建造在室外，为使这些油品或产品不与空气中的氧气接触，常采用罐顶充氮气法，使之与外界隔绝。在石油化工企业中，储罐区是*的重要组成部分，一般储罐区包括罐组和泵区。罐区的配管比装置的配管要简单一些，在保证配管原则的条件下更注重可操作性和美观性。对储罐区管道施工和配管工艺进行论述，以提升储罐区配管相关设计的水平。 氮封阀的作用就是要当储罐液面下降压力降低时，向罐内补充氮气，当储罐液面上升压力增加时，停止补充氮气，同时被压缩的氮气从泄氮阀或呼吸阀适量排出，从而始终保持罐内的氮气压力微量正压（压力一般在400~1000Pa之间）。只有这样才能做到既隔绝空气，又保证储罐不变形。将内浮顶罐改为内浮顶氮封罐，首先要对现有罐体进行强度等测试后再改造，根据需要拆除或新增储罐附件。其次在罐体上增加氮封装置（包含供氮阀、泄氮阀、呼吸阀），并将氮气管道引至用气点。
石油化工厂储罐氮封系统优化改进方案设计要点： 1. 罐体改造时，因罐内设计压力发生变化，应首先核算罐体强度及稳定性，考虑增设加强圈或采取其他措施加强罐体稳定性。 2. 内浮顶罐改为内浮顶氮封储罐后，需要将罐壁环向通气孔封堵，在罐顶增设呼吸阀口（可将原有罐顶中央通气孔进行改造），增设紧急泄压口、供氮阀口、泄氮阀口、取压口等。 3. 改造完成后，应按照设备验收要求，对储罐重新进行充水和压力试验，对改造部位进行防腐处理。 设计参数： 改造后储罐设计压力定为：正压1960Pa，负压490Pa。 维持罐内压力在450Pa左右。当气相空间压力高于500Pa时，氮封阀关闭，停止供氮气；当气相空间压力低于400Pa时，氮封阀开启，补充氮气。 泄氮阀压力 1000PA. 呼吸阀的开启压力选用+1375Pa/-295Pa。紧急泄压设备选用DN600以上的紧急放空人孔或呼吸人孔，紧急泄压设备的开启压力选用+1550Pa/-350Pa。  石油化工厂储罐氮封系统优化改进方案 储罐区的配管不同于装置区配管，储罐区配管基本上是在一个平面上进行，并且具有一定的规则，而且一些规定必须强制执行。储罐区配管的不合理可能造成很多影响，可能会对泵的性能和现场操作人员的可操作性产生很大影响，并可能造成整个储罐区甚至下游装置不能正常运行。罐区配管不仅要严格执行相关规范要求，并且要遵从现场操作人员的一些要求，看似合理美观的配管也有可能造成现场操作不便。在管道安装前，参与施工的技术人员和操作工人，必须认真识读设计图纸及其技术说明文件，明确设计意图，了解设计要求，严格按照图纸施工，不能随意更改管线的走向。本文以某公司的改造工程作为参考案例，对管道设计工艺以及化工储存区的合理设计进行深入研究。
1石油化工厂储罐氮封系统优化改进方案化工储罐管道施工要点 管道安装是储罐布局工作中非常重要的一个环节，管道安装工作质量能够直接影响到整个工程的质量。在进行有关罐体以及管道的施工时，施工单位要重视以下几个部分。  1.1油罐安装过程 在开始油罐安装工作之前，首先要对安装过程中需要用到的设备进行检测，保证设备不会产生开裂现象以及其他各种故障，在检测完成后要给予合格的资格证书，确保设备能够投入使用。  1.2管道安装过程 在开始管道的安装工作之前，负责工程施工的工作人员一定要先对施工图纸进行了解。在进行管道封闭操作之前要确保管道的型号以及规格等各项数据都没有错误，然后才可以进行之后的操作。此外，在进行管道设备测量的过程中一定要保留误差。在进行管道安装工作时，要注意对坡口部分的处理，为了保证内部应力的稳定，不可以强制对坡口进行焊接。  1.3石油化工厂储罐氮封系统优化改进方案管道的施工 在进行管道施工时，进行管道运输以及使用吊机进行安装的过程中，要保护好管道，防止发生变形。在完工后，要将管道内部存在的各种杂物全部清理出去，防止各种杂物的存在，导致工程的运行不能达到相关目标要求。以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.石油化工厂储罐氮封系统优化改进方案工艺流程 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。  石油化工厂储罐氮封系统优化改进方案 罐区的管线安装必须满足相关工艺流程的要求。热力管线温度比较高的工艺管线尽可能布置在管墩或者管廊的一侧，已便于设置补偿器。应保证泵的入口管线（自流）全线顺坡敷设，做到“步步低”。罐区的管墩或者管廊应有不小于2‰的坡度，罐前的支管也应有不小于5‰的坡度。在管墩或管架上需要操作人员经常操作通行处应设置过桥，以方便操作人员行走，过桥底梁处与管线或管线保温层顶面的净距离不应小于80mm。罐前支管尽量保持管底标高相同。 罐前支管上若设有管墩或管架时，此处管线均应设管托，此处管托高度的确定应预留出在水压试验后沉降的高度。罐前支管线与主管线的连接，一般情况应采用挠性或弹性连接，地震裂度大于或等于7度的地质松软的情况下，设置储罐抗震用金属软管，金属软管应布置在靠近罐壁的道阀门和第二道阀门之间，且金属软管之前不能做支撑，以免影响挠度。闪点较高的介质管线，未设隔热层的情况下，由于日照会使管线及管内液体温度升高，从而引起压力升高，若此时管线两端阀门切断，则压力高到一定值会造成管线及配件的破裂而出现事故，所以该类管线应设置有效的泄压设施（安全阀），防止事故发生。储罐的管线尽量集中配置，且不影响操作及检修。  3石油化工厂储罐氮封系统优化改进方案结束语 本文对大型化工储罐区的管道技术进行了讲解，同时还对管道技术的施工进行了研究。在进行各项工作的过程中，各负责人员要根据实际情况合理进行设计方式的选择，帮助化工企业带来更大多的经济收入。设定氮封系统中各阀(氮封阀,泄氮阀,呼吸阀)的压力,可避免氮封失效.泄氮阀和氮封阀分别起"呼","吸"作用,呼吸阀仅起安全保护作用.分别从氮封系统适用工况,设计原则,供气量计算,注意事项等方面进行了详细阐述,通过对氮封系统的合理设计,可规避安全风险,降低事故概率. |
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