一、化工储罐氮封装置压力控制设计方案基本原理
在储罐上设置氮封系统，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，自力式氮封阀(即氮封装置)主要用于储罐顶部氮气压力恒定控制，自力式氮封阀是一种无须外来能源，以弹簧为动力核心利用被调介质自身的压力来控制阀芯位置变化，达到自动调节和稳定压力的目的，以保护罐内物料不被氮化及储罐的安全。该阀由ZZYVP快速泄放阀及ZZV自力式微压调节阀两大部分组成。快速泄放阀由压力控制器及ZMQ-16K型单座切断阀组成。 
化工储罐氮封装置压力控制设计方案工作原理 储罐内压力升高至设定压力时，快速泄放阀迅速开启，将罐内多余压力泄放。微压调节阀在储罐内压力降低时，开启阀门，向罐内充注氮气。因微压调节阀必须使用在压力为0.1Mpa压力以下，现场压力较高，必须安装ZZYP型压力调节阀将压力调节阀将压力降低至0.1Mpa以下才可使用。公称压力0.1Mpa，压力可按分段设定，从0.5Kpa 至66 Kpa以下，介质温度温度≤80℃。 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。储罐氮封是一种向储存容器与反应器的顶部空间填充惰性气体的工艺，通常用于保护内部成分因存在氧气而发生爆炸、降解或者聚合，以及防止设备腐蚀。氮封系统通常被设计成可在高于大气压力的条件下运行，这样可防止外部空气进入容器当中。由于许多工艺与应用不希望存在空气中的氧气与湿气，因此从（石油）化工与食品和饮料到制药与纯净水制造，许多行业采用氮封工艺。 
惰性化具有类似用途，但却不仅限于储罐与反应器。将一种惰性气体注入任何的封闭空间内，从而产生所需的空气。无论是为延长存放时间而在保护气体条件下进行食品包装，还是为降低爆炸风险而减少焊接作业室内的氧气浓度，均采用的是这种工艺。 储罐氮封系统使用的氮气纯度不宜低于99.96%，氮气压力宜为0.5~0.6MPa。 
二、化工储罐氮封装置压力控制设计方案工艺方案
以轻质油内浮顶储罐组成的罐组为例，防止储罐等容器出现过压或负压的方法是在容器顶部设置开口。在这种情况下，在向容器内注入产品时，任何的多余空气或气体可自由离开容器；相反当产品排出时，空气可流入容器内。此类系统还可因温度波动而使容器出现“透气"现象，这通常会导致体积发生巨大变化。
然而出于多种原因，此方法并不适用于所有产品。进入储罐内的空气可能会污染产品，尤其是当储罐中存储的是有机溶液与碳氢物时，爆炸性气体/空气会在产品上方形成。此外，还有可能发生不良气体与蒸气的释放。由于必须避免这些情况，因此需要将储罐密封。然而，需要将储罐存放在常压条件下，从而避免在对其灌装或温度升高时出现过压，更为重要的是避免在排放产品时出现真空。大型储罐尤其无法承受低压。
氮封系统可确保储罐顶部空间处于惰性空气保护与常压控制之下。实现这一结果的方法之一是连续充入氮气，这是一种相对简单且安全的解决方案。但由于其不断消耗氮气，因此操作成本很高。
较为*做法是基于压力的氮封工艺。一般来说，此类氮封系统由下列组件构成： 
•一只在任何时候需要时允许惰性气体进入储罐的氮封阀或调节器；
•一只允许顶部空间气体流出储罐的泄氮阀、通风装置阀或蒸气回收阀。
•一只用于防止储罐出现过压或真空的安全压力/真空泄放阀（后者可导致储罐内爆，这种风险会随着储罐尺寸的增大而提高）
•连接管与惰性气体气源
在该应用当中，通气阀会在顶部空间体积变小时打开，从而将顶部空间气体排出储罐。当将产品泵抽出储罐或者温度下降时，覆盖调节器将会打开，并向储罐顶部空间充氮，避免压力不足。保持恒定表压可确保空气以及氧气不会进入储罐。温度与天气条件的变化意味着储罐需要连续通气。
化工储罐氮封装置压力控制设计方案性能特点 1、无需外加能源，能在无电、无气的场合工作，既方便又节约能源，降低成本。 2、氮封装置供氮，泄氮压力设定方便，可在连续经营的条件下进行。 3、压力检测膜片有效面积大，设定弹簧刚度小、动作灵敏、装置工作平衡。 4、采用无填料设计，阀杆所受磨擦力小、反应迅速、控制精度高。 5、供氮装置采用指挥器操作，减压比可达100:1，减压效果好、控制精度高。 6、氮气压力设定范围广，低至0.5Kpa高至1000Kpa，比值达高； 7、调节调压力检测膜片有效面积大，设定弹簧刚度小，动作极灵敏。 
化工储罐氮封装置压力控制设计方案主要技术参数 | 公称通径(mm) | 20 | 25 | 40 | 50 | 80 | 100 | 150 | | 阀座直径(mm) | 6 | 15 | 20 | 25 | 32 | 40 | 50 | 65 | 80 | 100 | 125 | 150 | | 额定流量系数Kv | 3.2 | 5 | 8 | 10 | 20 | 32 | 50 | 80 | 100 | 160 | 250 | 400 | | 压力调节范围 | 0.5～70 20～120 60～400 300～700 500～1000 KPa | | 公称压力PN | 1.0、1.6 MPa | | 被调介质温度 | 80、200 ℃ | | 流量特性 | 快开型 | | 调节精度 | ≤5% | | 允许压降(MPa) | 1.6 | 1.6 | 1.1 | 0.6 | 0.4 | | 薄膜有效面积(C㎡) | 200 | 280 | 400 | | 允许泄漏量 | 符合ANSIB16.104—1976 IV级 | | 阀盖形式 | 标准型 (整体式) | | 压盖型式 | 螺栓压紧式 | | 密封填料 | V型聚四氟乙烯填料、含浸聚四氟乙烯石棉填料、石棉纺织填料、石墨填料 | | 阀芯形式 | 单座型阀芯 | | 流量特性 | 直线性 |
化工储罐氮封装置压力控制设计方案主要外形尺寸 | 公称通径(DN) | 20 | 25 | 32 | 40 | 50 | 65 | 80 | 100 | 125 | 150 | | L | 150 | 160 | 180 | 200 | 230 | 290 | 310 | 350 | 400 | 480 | | H | 52.5 | 57.5 | 75 | 75 | 85.5 | 92.5 | 100 | 110 | 142.5 | 158 | | H1 | 330 | 330 | 350 | 350 | 360 | 430 | 440 | 450 | 520 | 650 | | A | 310 | 400 |
化工储罐氮封装置压力控制设计方案设计方案如下：
1.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.化工储罐氮封装置压力控制设计方案工艺流程
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。 
化工储罐氮封装置压力控制设计方案呼吸阀选用表
储罐公称容量（m3） 呼吸阀数量×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
化工储罐氮封装置压力控制设计方案设备选型及维护的意义： 
设计或维护不当的氮封系统有可能导致严重事故发生。如果说所有的氮封系统均会出现这样或那样的泄漏则并不言过。由于其结构复杂，带有活动组件、包装与密封件的阀门容易发生故障。出现故障的压力变送器会记录错误的顶部空间压力，从而导致氮气消耗过高。当氮封阀无法充分打开时，氮气的流入量将会变得过低，从而导致顶部空间压力下降，进而造成储罐内爆或者空气泄漏至储罐当中。如前所述，这些情况会对产品质量产生影响，根据存储产品的不同，还会大大提高发生爆炸的风险。
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