一、化工儲罐氮封裝置壓力控制設計方案基本原理
在儲罐上設置氮封系統，維持罐內氣相空間壓力在1.2KPa左右，當氣相空間壓力高于1.4KPa時，氮封閥關閉，停止氮氣供應；當氣相空間壓力低于0.8KPa時，氮封閥開啟，開始補充氮氣，自力式氮封閥(即氮封裝置)主要用于儲罐頂部氮氣壓力恒定控制，自力式氮封閥是一種無須外來能源，以彈簧為動力核心利用被調介質自身的壓力來控制閥芯位置變化，達到自動調節和穩定壓力的目的，以保護罐內物料不被氮化及儲罐的安全。該閥由ZZYVP快速泄放閥及ZZV自力式微壓調節閥兩大部分組成。快速泄放閥由壓力控制器及ZMQ-16K型單座切斷閥組成。 
化工儲罐氮封裝置壓力控制設計方案工作原理 儲罐內壓力升高至設定壓力時，快速泄放閥迅速開啟，將罐內多余壓力泄放。微壓調節閥在儲罐內壓力降低時，開啟閥門，向罐內充注氮氣。因微壓調節閥必須使用在壓力為0.1Mpa壓力以下，現場壓力較高，必須安裝ZZYP型壓力調節閥將壓力調節閥將壓力降低至0.1Mpa以下才可使用。公稱壓力0.1Mpa，壓力可按分段設定，從0.5Kpa 至66 Kpa以下，介質溫度溫度≤80℃。 保證儲罐在正常運行過程中不吸進空氣，防止形成爆炸性氣體。儲罐氮封是一種向儲存容器與反應器的頂部空間填充惰性氣體的工藝，通常用于保護內部成分因存在氧氣而發生爆炸、降解或者聚合，以及防止設備腐蝕。氮封系統通常被設計成可在高于大氣壓力的條件下運行，這樣可防止外部空氣進入容器當中。由于許多工藝與應用不希望存在空氣中的氧氣與濕氣，因此從（石油）化工與食品和飲料到制藥與純凈水制造，許多行業采用氮封工藝。 
惰性化具有類似用途，但卻不僅限于儲罐與反應器。將一種惰性氣體注入任何的封閉空間內，從而產生所需的空氣。無論是為延長存放時間而在保護氣體條件下進行食品包裝，還是為降低爆炸風險而減少焊接作業室內的氧氣濃度，均采用的是這種工藝。 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0.5~0.6MPa。 
二、化工儲罐氮封裝置壓力控制設計方案工藝方案
以輕質油內浮頂儲罐組成的罐組為例，防止儲罐等容器出現過壓或負壓的方法是在容器頂部設置開口。在這種情況下，在向容器內注入產品時，任何的多余空氣或氣體可自由離開容器；相反當產品排出時，空氣可流入容器內。此類系統還可因溫度波動而使容器出現“透氣"現象，這通常會導致體積發生巨大變化。
然而出于多種原因，此方法并不適用于所有產品。進入儲罐內的空氣可能會污染產品，尤其是當儲罐中存儲的是有機溶液與碳氫物時，爆炸性氣體/空氣會在產品上方形成。此外，還有可能發生不良氣體與蒸氣的釋放。由于必須避免這些情況，因此需要將儲罐密封。然而，需要將儲罐存放在常壓條件下，從而避免在對其灌裝或溫度升高時出現過壓，更為重要的是避免在排放產品時出現真空。大型儲罐尤其無法承受低壓。
氮封系統可確保儲罐頂部空間處于惰性空氣保護與常壓控制之下。實現這一結果的方法之一是連續充入氮氣，這是一種相對簡單且安全的解決方案。但由于其不斷消耗氮氣，因此操作成本很高。
較為*做法是基于壓力的氮封工藝。一般來說，此類氮封系統由下列組件構成： 
•一只在任何時候需要時允許惰性氣體進入儲罐的氮封閥或調節器；
•一只允許頂部空間氣體流出儲罐的泄氮閥、通風裝置閥或蒸氣回收閥。
•一只用于防止儲罐出現過壓或真空的安全壓力/真空泄放閥（后者可導致儲罐內爆，這種風險會隨著儲罐尺寸的增大而提高）
•連接管與惰性氣體氣源
在該應用當中，通氣閥會在頂部空間體積變小時打開，從而將頂部空間氣體排出儲罐。當將產品泵抽出儲罐或者溫度下降時，覆蓋調節器將會打開，并向儲罐頂部空間充氮，避免壓力不足。保持恒定表壓可確保空氣以及氧氣不會進入儲罐。溫度與天氣條件的變化意味著儲罐需要連續通氣。
化工儲罐氮封裝置壓力控制設計方案性能特點 1、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。 2、氮封裝置供氮，泄氮壓力設定方便，可在連續經營的條件下進行。 3、壓力檢測膜片有效面積大，設定彈簧剛度小、動作靈敏、裝置工作平衡。 4、采用無填料設計，閥桿所受磨擦力小、反應迅速、控制精度高。 5、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。 6、氮氣壓力設定范圍廣，低至0.5Kpa高至1000Kpa，比值達高； 7、調節調壓力檢測膜片有效面積大，設定彈簧剛度小，動作極靈敏。 
化工儲罐氮封裝置壓力控制設計方案主要技術參數 | 公稱通徑(mm) | 20 | 25 | 40 | 50 | 80 | 100 | 150 | | 閥座直徑(mm) | 6 | 15 | 20 | 25 | 32 | 40 | 50 | 65 | 80 | 100 | 125 | 150 | | 額定流量系數Kv | 3.2 | 5 | 8 | 10 | 20 | 32 | 50 | 80 | 100 | 160 | 250 | 400 | | 壓力調節范圍 | 0.5～70 20～120 60～400 300～700 500～1000 KPa | | 公稱壓力PN | 1.0、1.6 MPa | | 被調介質溫度 | 80、200 ℃ | | 流量特性 | 快開型 | | 調節精度 | ≤5% | | 允許壓降(MPa) | 1.6 | 1.6 | 1.1 | 0.6 | 0.4 | | 薄膜有效面積(C㎡) | 200 | 280 | 400 | | 允許泄漏量 | 符合ANSIB16.104—1976 IV級 | | 閥蓋形式 | 標準型 (整體式) | | 壓蓋型式 | 螺栓壓緊式 | | 密封填料 | V型聚四氟乙烯填料、含浸聚四氟乙烯石棉填料、石棉紡織填料、石墨填料 | | 閥芯形式 | 單座型閥芯 | | 流量特性 | 直線性 |
化工儲罐氮封裝置壓力控制設計方案主要外形尺寸 | 公稱通徑(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 |
化工儲罐氮封裝置壓力控制設計方案設計方案如下：
1.儲罐改造
1）封堵儲罐罐壁（頂）的通氣口。
2）核算罐頂呼吸閥是否滿足設置氮封后的需求。呼吸閥的數量及規格按照《石油化工儲運系統罐區設計規范》SH/T 3007-2007確定（見表一）。呼吸量除滿足儲罐的大、小呼吸外，還應考慮
氮封閥不能關閉時的進氣量等因素。
3）在儲罐罐頂增加氮氣接入口和引壓口。為確保壓力取值的準確性，兩開口之間的距離不宜小于1m。
4）量油孔應加導向管，確保量油作業時不影響氮封壓力。
5）儲罐罐頂增加緊急泄壓人孔接口。 
2.化工儲罐氮封裝置壓力控制設計方案工藝流程
1）在每臺儲罐上設置先導式氮封閥組和限流孔板旁路，正常情況下使用氮封閥組維持罐內氣相空間壓力在1.2KPa左右，當氣相空間壓力高于1.4KPa時，氮封閥關閉，停止氮氣供應；當氣相空
間壓力低于0.8KPa時，氮封閥開啟，開始補充氮氣；當氮封閥需要檢修或故障時，使用限流孔板旁路給儲罐內補充氮氣，壓力高于1.5KPa時，通過帶阻火器的呼吸閥外排（短時間連續補充氮氣）。
2）當氮封閥事故失靈不能及時關閉，造成罐內壓力超過1.5Kpa時，通過帶阻火器的呼吸閥外排；當氮封閥事故失靈不能及時開啟時，造成罐內壓力降低至-0.3Kpa時，通過帶阻火器呼吸閥向 罐內補充空氣，確保罐內壓力不低于儲罐的設計壓力低限（-0.5Kpa）。
3）為確保設置氮封儲罐事故工況下的安全排放，應在儲罐上設置緊急泄放閥，緊急泄放閥定壓不應高于儲罐的設計壓力上限（2.0Kpa）。
4）當需要使用限流孔板旁路補充氮氣時，流量宜等于油品出罐流量，氮氣管道的管徑為DN50，氮氣的操作壓力為0.5MPa。
5）若在相同油品儲罐之間設置有氣相聯通管道，每臺儲罐出口均應設置阻火器，以防止事故擴大。
6）阻火器應選用安全性能滿足要求的產品，且阻力降不應大于0.3KPa。 
化工儲罐氮封裝置壓力控制設計方案呼吸閥選用表
儲罐公稱容量（m3） 呼吸閥數量×公稱直徑（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
化工儲罐氮封裝置壓力控制設計方案設備選型及維護的意義： 
設計或維護不當的氮封系統有可能導致嚴重事故發生。如果說所有的氮封系統均會出現這樣或那樣的泄漏則并不言過。由于其結構復雜，帶有活動組件、包裝與密封件的閥門容易發生故障。出現故障的壓力變送器會記錄錯誤的頂部空間壓力，從而導致氮氣消耗過高。當氮封閥無法充分打開時，氮氣的流入量將會變得過低，從而導致頂部空間壓力下降，進而造成儲罐內爆或者空氣泄漏至儲罐當中。如前所述，這些情況會對產品質量產生影響，根據存儲產品的不同，還會大大提高發生爆炸的風險。
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