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罐區(qū)氮封閥組系統(tǒng)工作原理

2025-06-29 15:55:29 來源：SH

011.罐區(qū)氮封閥組系統(tǒng)工作原理工作原理

氮封系統(tǒng)在罐區(qū)中扮演著至關重要的角色， 主要由氮封閥、呼吸閥（含阻火器）、泄氮閥以及緊急泄放裝置（如泄壓閥、泄壓人孔）等部分組成。氮封閥裝置由供氮閥、泄氮閥、呼吸閥組成，供氮閥由指揮器和主閥兩部分組成;泄氮閥由內(nèi)反饋的壓開型微壓調(diào)節(jié)閥組成，氮氣壓力一般設為100mmH2O，通過氮封裝置精確控制。當儲罐進液閥開啟，向罐內(nèi)添加物料時，液面上升，氣相部分容積減小，壓力升高，當罐內(nèi)壓力升于泄氮閥壓力設定值時，美國威盾VTON泄氮閥打開，向外界釋放氮氣，使罐內(nèi)壓力下降，降至泄氮閥壓力設定點時，自動關閉。

　　當儲罐出液閥開啟，用戶放料時，液面下降，氣相部分容積增大，罐內(nèi)壓力降低，供氮閥開啟，向儲罐內(nèi)注入氮氣，使罐內(nèi)壓力上升，升至供氮閥壓力設定點，自動關閉。

氮封系統(tǒng)，這一關鍵設備，由多個重要組件構成，包括 氮封閥、呼吸閥、泄氮閥、緊急泄放裝置等。這些組件的協(xié)同工作，共同構成了氮封系統(tǒng)在罐區(qū)中的安全保障體系。

在儲罐出液過程中，隨著出液閥的開啟，罐內(nèi)液面逐漸下降。這一變化導致氣相部分容積增大，使得罐內(nèi)壓力降低。此時， 氮封閥會自感應開啟，向儲罐內(nèi)注入氮氣，以維持罐內(nèi)氮氣壓力的穩(wěn)定。當罐內(nèi)壓力回升至氮封閥的預設壓力時，氮封閥便會自動關閉，形成一個完整的循環(huán)。

當儲罐進液時，進液閥的開啟會使液面上升。隨著液面上升，氣相部分容積相應減小，這導致罐內(nèi)壓力升高。 一旦壓力超過泄氮閥的設定值，泄氮閥便會啟動，開始向外界釋放氮氣，以降低罐內(nèi)壓力。當壓力降至泄氮閥的預設值時，泄氮閥即自動關閉，確保系統(tǒng)平衡。

此外，呼吸閥在氮封閥和泄氮閥失靈時，會發(fā)揮其保護作用。而 緊急泄放裝置，如卸壓閥和泄放人孔，則是在發(fā)生火災等緊急情況時啟動，通過向罐外呼出氣體，來避免儲罐因超壓而受損。這些組件的工作機制在氮封系統(tǒng)中發(fā)揮著不同的協(xié)同保護作用。

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(diào)介質(zhì)自身的壓力來控制閥芯位置變化，達到自動調(diào)節(jié)和穩(wěn)定壓力的目的，以保護罐內(nèi)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(diào)節(jié)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。

罐區(qū)氮封閥組系統(tǒng)工作原理工作原理

儲罐內(nèi)壓力升高至設定壓力時，快速泄放閥迅速開啟，將罐內(nèi)多余壓力泄放。微壓調(diào)節(jié)閥在儲罐內(nèi)壓力降低時，開啟閥門，向罐內(nèi)充注氮氣。因微壓調(diào)節(jié)閥必須使用在壓力為0.1Mpa壓力以下，現(xiàn)場壓力較高，必須安裝ZZYP型壓力調(diào)節(jié)閥將壓力調(diào)節(jié)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(zhì)溫度溫度≤80℃。

罐區(qū)氮封閥組系統(tǒng)工作原理性能特點

1、無需外加能源，能在無電、無氣的場合工作，既方便又節(jié)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(xù)經(jīng)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(diào)節(jié)調(diào)壓力檢測膜片有效面積大，設定彈簧剛度小，動作極靈敏。

022.罐區(qū)氮封閥組系統(tǒng)工作原理氮封系統(tǒng)的壓力調(diào)控

氮封系統(tǒng)的一個重要特征是其能夠通過自動調(diào)節(jié)氮氣的注入和釋放來實現(xiàn)壓力的穩(wěn)定化，從而確保儲罐的安全運行。

在儲罐出液或進液的過程中，氮封系統(tǒng)會通過自動調(diào)節(jié)氮氣的注入和釋放來維持罐內(nèi)的壓力穩(wěn)定。這種精確的壓力調(diào)控機制能夠有效防止因壓力波動而可能引發(fā)的風險。

根據(jù)相關規(guī)范和標準，氮封閥的壓力設定點應當設定為儲罐的正常操作壓力。所選擇的壓力設定值可調(diào)范圍應確保設定點位于該范圍的中間位置，以保證系統(tǒng)的 壓力穩(wěn)定和安全運行。按照行業(yè)規(guī)范《石油化工罐區(qū)自動化系統(tǒng)設計規(guī)范》(SH/T3184-2017)，氮封閥的壓力設定值可調(diào)范圍的選擇尤為重要。此外，根據(jù)《石油化工儲運系統(tǒng)罐區(qū)設計規(guī)范》(SH/T3007-2014)，可燃液體儲罐采用氮氣密封保護時，其操作壓力應控制在0.2kPa至0.5kPa的范圍內(nèi)。同時，呼吸閥的排氣壓力需小于儲罐的設計正壓力，而進氣壓力則應高于設計負壓力。事故泄壓設備的開啟壓力應高于呼吸閥的排氣壓力，并且不超過儲罐的設計正壓力。

一、罐區(qū)氮封閥組系統(tǒng)工作原理儲罐氮封系統(tǒng)的必要性

儲罐在儲存液態(tài)或氣態(tài)介質(zhì)時，容易因介質(zhì)內(nèi)的氧氣、水分等因素引發(fā)化學反應，進而導致介質(zhì)氧化腐蝕、爆炸等安全事故。為了避免這些危險事件的發(fā)生，儲罐的氮封系統(tǒng)被廣泛應用。

氮封系統(tǒng)通過向儲罐內(nèi)充注高純度氮氣，將儲存介質(zhì)內(nèi)的氧分離出來，形成穩(wěn)定氮氣氛，從而有效地預防介質(zhì)氧化腐蝕和爆炸的發(fā)生。在一些特殊的應用場合中，氮封系統(tǒng)還可以實現(xiàn)對儲罐內(nèi)的介質(zhì)進行惰化作用，確保儲存介質(zhì)的品質(zhì)、積極保護環(huán)境。

因此，儲罐氮封系統(tǒng)的安裝對儲罐生產(chǎn)、儲存和運輸?shù)母鱾€環(huán)節(jié)起著至關重要的作用。

供氮閥說明：

　　氮封閥門氮氣壓力一般設為100mmH2O.通過氮封閥裝置精確控制。當儲罐進液閥開啟，向罐內(nèi)添加物料時，液面上升，氣相部分容積減小，壓力升高，當罐內(nèi)壓力升于泄氮裝置壓力設定值時，泄氮裝置打開，向外界釋放氮氣，使罐內(nèi)壓力下降，降至泄氮裝置壓力設定點時，泄氮裝置自動關閉。

　　當儲罐出液閥開啟，用戶放料時，液面下降，氣相部分容積增大，罐內(nèi)壓力降低，供氮裝置開啟，向儲罐注入氮氣，使罐內(nèi)壓力上升，當罐內(nèi)壓力上升至供氮裝置自動關閉。

　選型裝置泄氮閥說明：

　　一般供氮氣壓力在3×10^5-10×10^5Pa之間，罐頂呼吸閥僅起安全作用，是在主閥失靈，導致罐內(nèi)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，口徑一般與進液閥口徑一致，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、影響設備的使用壽命。

二、罐區(qū)氮封閥組系統(tǒng)工作原理儲罐氮封系統(tǒng)的技術要求

在設計、制造、安裝和使用氮封系統(tǒng)時，需要考慮以下幾個方面的技術要求：

1. 氮氣質(zhì)量：儲罐氮封系統(tǒng)需要用高純度氮氣，確保氮氣的純度達到99.999%以上，減少氮氣對介質(zhì)的污染。

2. 儲罐密封性：氮封系統(tǒng)需要保證儲罐的密封性，否則氮氣會泄漏，導致儲存介質(zhì)的氧化和爆炸。

3. 氮氣壓力：氮氣的壓力必須控制在規(guī)定范圍之內(nèi)，以確保儲存介質(zhì)的安全。

4. 安全裝置：必須設置相應的安全裝置，如氮氣泄漏報警、氮氣壓力監(jiān)測等，以確保儲罐的安全運行。

關于是否需要在氮封系統(tǒng)中裝壓力表，這與儲罐的具體要求和應用場景有關。在一些高要求的場合，需要裝配壓力表以監(jiān)測系統(tǒng)的正常運行和氮氣壓力的變化。但在一些普通的場合，壓力表可能并不是必需的。

罐區(qū)氮封閥組系統(tǒng)工作原理主要技術參數(shù)

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(shù)Kv	3.2	5	8	10	20	32	50	80	100	160	250	400
壓力調(diào)節(jié)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(diào)介質(zhì)溫度	80、200 ℃
流量特性	快開型
調(diào)節(jié)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

罐區(qū)氮封閥組系統(tǒng)工作原理主要外形尺寸

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

三、罐區(qū)氮封閥組系統(tǒng)工作原理結論

儲罐氮封系統(tǒng)是化工、石油等行業(yè)中安全生產(chǎn)的必備技術手段之一，其安裝和使用需要符合安全生產(chǎn)的相關標準和規(guī)定。在使用氮封系統(tǒng)時，需要注意氮氣的質(zhì)量、儲罐的密封性、氮氣壓力等因素，以保證儲罐的安全可靠運行。關于是否需要在氮封系統(tǒng)中裝壓力表，應根據(jù)具體的應用場景進行判斷和決定。

安裝：

　　(1)安裝氮封閥前，檢查整機零件是否缺損或者松動，對管道應進行清洗，介質(zhì)流向應與閥體箭頭指向一致。

　　(2) 為便于現(xiàn)場維修與操作，氮封閥四周應留有適當?shù)目臻g。

　　(3)氮封閥應正立垂直安裝在水平管道上，閥體與管道的法蘭連接，要注意軸度，并應安裝在環(huán)境溫度不超過-25~55°C的場合使用。

四、罐區(qū)氮封閥組系統(tǒng)工作原理的使用

　　(1)開啟閥前的截止閥，使介質(zhì)緩慢流入閥體

　　(2)擰開指揮器護罩，松開指揮器調(diào)節(jié)螺釘

　　(3)調(diào)節(jié)指揮器主彈簧，使閥后壓力至設定值

　　(4)固定指揮器調(diào)節(jié)螺釘，裝好護罩，調(diào)壓閥即可開始工作

　　(5)不用時，關閉閥前截止閥

　　3、維護

　　(1)拆卸閥門時，要保護好精密零件的表面，拆裝閥座時，要使用專用工具