儲油罐氮封閥裝置應用案例

儲油罐氮封閥裝置應用案例

呼吸閥應安裝在儲罐氣源的點，以降低物料蒸發損耗并保證提供儲罐呼吸直接和大的通道。對于立式罐，通常該閥應盡量安裝在罐頂中央頂板范圍內，對于罐頂需設隔熱層的儲罐、可安裝在梯子平臺附近。當需要安裝兩個呼吸閥時，它們與罐頂中心應對稱布置。若呼吸閥用在氮封罐上，則氮氣供氣管的接管位置應遠離該閥接口，并由罐頂部插入儲罐內約200mm，這樣氮氣進罐后不直接排出，達到氮封的目的帶指揮器調壓閥無需外加能源，利用被調介質自身能量為動力源，引入壓力閥的指揮器以控制壓力閥芯位置，改變流經閥門介質流量，使閥門后端壓力保持恒定。氮封閥主要用于儲罐頂部氮氣壓力恒定控制，以保護罐內物料不被氮化及儲罐安全。也可用于工業燃燒爐控制系統。公稱壓力有1.0、1.6Mpa;壓力分段調節從0.5至1000Kpa,工作溫度0～100℃；法蘭標準按GB9113-88，凸面法蘭。結構長度按GB12221-89標準。化工行業應用，現在介紹甲類儲罐氮封閥故障維護儲罐安裝呼吸閥和氮封閥的依據和目的，根據具體事故分析了拱頂油罐抽癟事故發生的原因，總結導致油罐抽癟事故的主要原因，并制定相應的防護措施。儲罐呼吸閥、氮封閥的安裝依據和目的根據國家標準《石油化工企業設計防火規范》(GB50160- 92)之規定:“甲、乙類液體的固定頂罐，應設阻火器和呼吸閥"。可見呼吸閥、阻火器是儲罐*的安全設施，是用來調節油罐內外壓力平衡，降低油品損耗，保證儲罐運行安全的。適用于安裝在儲存閃點低于28℃的甲類和小于60℃的乙類油品，如汽油、煤油、輕柴油、苯、甲苯、原油等及化工原料的儲罐上方。而氮封調節閥主要用于儲罐頂部氮氣壓力恒定控制，以保護罐內物料不被氧化，同時防止罐內進入空氣形成爆炸性混合物。闡述合理設定氮封系統中各閥（氮封閥、泄氮閥、呼吸閥）的壓力，可避免氮封失效。泄氮閥和氮封閥分別起“呼"、“吸"作用，呼吸閥僅起安全保護作用。分別從氮封系統適用工況、設計原則、供氣量計算、注意事項等方面進行了詳細闡述，通過對氮封系統的合理設計，可規避安全風險、降低事故概率。　



呼吸閥應安裝在儲罐氣源的點，以降低物料蒸發損耗并保證提供儲罐呼吸直接和大的通道。對于立式罐，通常該閥應盡量安裝在罐頂中央頂板范圍內，對于罐頂需設隔熱層的儲罐、可安裝在梯子平臺附近。當需要安裝兩個呼吸閥時，它們與罐頂中心應對稱布置。若呼吸閥用在氮封罐上，則氮氣供氣管的接管位置應遠離該閥接口，并由罐頂部插入儲罐內約200mm，這樣氮氣進罐后不直接排出，達到氮封的目的帶指揮器調壓閥無需外加能源，利用被調介質自身能量為動力源，引入壓力閥的指揮器以控制壓力閥芯位置，改變流經閥門介質流量，使閥門后端壓力保持恒定。氮封閥主要用于儲罐頂部氮氣壓力恒定控制，以保護罐內物料不被氮化及儲罐安全。也可用于工業燃燒爐控制系統。公稱壓力有1.0、1.6Mpa;壓力分段調節從0.5至1000Kpa,工作溫度0～100℃；法蘭標準按GB9113-88，凸面法蘭。結構長度按GB12221-89標準。



1.儲油罐氮封閥裝置應用案例內浮頂儲罐改造

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。



儲油罐氮封閥裝置應用案例工作原理


供氮裝置（見圖1），將設在罐頂的取壓點的介質經導壓管引入檢測機構(7)，介質在檢測元件上產生一個作用力與與彈簧(8)、預緊力相平衡。當罐內壓力降低至低于供氮裝置壓力設定點時，平衡破壞，使指揮器閥芯(6)，打開，使閥前氣體經減壓閥(5)，節流閥(4)、進入主閥執行機構(3)上、下膜室，打開主閥閥芯(2)，向罐內充注氮氣；當罐內壓力升至供氮裝置壓力設定點，由于預設彈簧力，關閉指揮器閥芯(6)、由于主閥執行機構中的彈簧作用，關閉主閥，停止供氮。
泄氮裝置（見圖2），該裝置采用內反饋結構，介質直接經閥蓋進入檢測機構(2)，介質在檢測元件上產生一個作用力與預設彈簧(3)預緊力相平衡。當罐內壓力升高至高于泄氮裝置壓力設定點時，平衡被破壞，使閥芯(1)上移，打開閥門，向外界泄放氮氣；當罐內壓力降至泄氮裝置壓力設定點，由于預設彈簧力作用，關閉閥門。




3 儲油罐氮封閥裝置應用案例 作業過程

3.1  氮氣清管

裝入相應過盈量的皮碗清管球，收球筒上的排氣閥門處于開啟狀態，控制氮氣輸入量，起始壓力控制在0.3?MPa，并將安全閥調至施工方案最大清管壓力，根據推球速度和長度逐漸增壓，通過清管球將管內的油水混合物推至末站內。確認清管球進入收球筒，對管道泄壓，打開盲板取球。關閉閥門，將管內氮氣排至0.05?MPa。取出清管球，拆除收球筒，完成注氮封存。是由供氮閥、泄氮閥和呼吸閥三大部份組成。當罐內壓力升高超過設定值時，供氮閥關閉，泄氮閥打開，將罐內多余壓力快速泄放。在儲罐內壓力降低時，泄氮閥處于關閉狀態，供氮閥打開，向罐內注入氮氣并保證儲罐處于微正壓的狀態。供氮閥氮氣源壓力保持在0.2~0.8MPa之間的一個固定值，現場壓力較高時，可在供氮閥前安裝一臺自力式調壓閥將壓力減至0.8 Mpa以下，以提高可靠性和使用效果。

3.2  管道試壓

管道升壓應符合以下要求：

（1）升壓過程應緩慢分階段進行，升壓速度應小于 1?MPa/h。

（2）將管道升壓至試驗壓力的10%，至少穩壓5?min，若無泄漏再緩慢升至試驗壓力的50%。其后每增加10%的試驗壓力時均應穩壓檢查，無泄漏及無異常響聲方可繼續升壓。

（3）當管道壓力升到方案設計壓力后，穩壓24?h，進行嚴密性試驗。

3.3  氮氣封存

清管結束后，拆除臨時收發球裝置，在閥門外側安裝盲板，盲板上預留壓力表及氮氣注入口、排氣口。從一端盲板上的氮氣注入口注入氮氣，氮氣純度不低于98%。放氣口連續3次（間隔為5分鐘）采樣氣體含氧量小于2%，即置換合格。

氮氣置換完成后，關閉氮氣排空孔，繼續在注入口注入氮氣。氮氣壓力大于0.05?MPa時，停止注入氮氣，并穩壓24?h，檢測管內壓降不超過0.1%，判定符合封存條件。



儲油罐氮封閥裝置應用案例

序號	品  名	型 號 及 規 格	單位	數量
1	氮封閥	氮封閥ZZYVP-II DN25   PN16 進口壓力 0.3-0.6  MPA, 出口壓力 1  KPA	臺	1
1	氮封閥配套管路	入口短管帶1.6MPA壓力表，過去是球閥 在接氮封閥在出口接球閥，球閥出口 90度彎管高300MM,長度400MM	套	1
2	泄壓閥	泄壓閥ZXD  DN25   PN16 起跳壓力 2KPA	臺	1
2	泄壓閥配套管路	90度彎管高300MM,長度400MM，出口接球閥在接泄壓閥	套	1
3	呼吸閥	阻火呼吸閥 ZFQ-1 DN80  PN16 正壓：3 KPA 負壓：-298PA	臺	2
3	呼吸閥配套管路	口徑及壓力DN80PN16 三通底部與罐頂部連接，高度400MM兩個出口分別連接呼吸閥-	套	1
4	手動球閥	DN25 PN16	個	3
5	過濾器	DN25 PN16	個	1
6	壓力表	0-2.5Kpa，含緩沖管和表閥	個	1
7	壓力表	0-1.6Mpa, 含緩沖管和表閥	個	1




四、自力式氮封閥 技術參數和性能

閥體


公稱通徑		DN25、32、40、50、65、80、100mm
公稱壓力		PN1.0M Pa JB/T79.1-94、79.2-94等
法蘭標準
閥體材料		鑄鐵（HT200）、鑄鋼（ZG230-450）、鑄不銹鋼（ZG 1Cr18Ni9Ti、ZG1Cr18Ni12Mo2Ti）
閥芯材料	硬密封	不銹鋼（1Cr18Ni9Ti、1Cr18Ni12Mo2Ti） 不銹鋼鑲嵌橡膠圈
	軟密封
閥桿材料		不銹鋼（1Cr18Ni9Ti、1Cr18Ni12Mo2Ti）
流量特性		-
使用溫度

執行器


壓力設定范圍(KPa)	0.4～0.5 5～10 9～14 13～19 18～24 22～28 27～33 36～44 42～51 49～58 56～66
膜蓋材料	A3、A4鋼板涂四氟乙烯
膜片材料	丁晴橡膠、乙炳橡膠、氟橡膠、耐油橡膠

性能


設定值偏差±5%		允許泄露量
允許泄露量	標準型	IV級（符合GB/T4312-92標準）
	嚴密型	VI級（符合GB/T4312-92標準）

五、儲油罐氮封閥裝置應用案例 額定流量系數、額定行程、性能



GYZZDG供氮裝置


公稱通徑DN	25									32	40	50	65	80	100
閥座通徑Dn	5	6	7	8	10	12	15	20	25	32	40	50	65	120	100
流量系數Kv	0.2	0.32	0.5	0.8	1.8	2.8	4.4	6.9	11	20	30	48	75	120	190
額定行程L	8									10		14	20		25




























GYZZDX泄氮裝置


公稱通徑DN	20	25	32	40	50	65	80	100
閥座通徑Dn	20	25	32	40	50	65	80	100
流量系數Kv	6.9	11	20	30	48	75	120	190
額定行程L	8		10		14	20		25


















4  儲油罐氮封閥裝置應用案例結語

采用氮氣做動力源和置換介質的清線方法，可以有效將管道中的油泥掃除置換出來，但由于氣體的天然擴散性質，仍然會有少量殘留的油氣混合在管道內，清管后再用氮氣封存對停運管道起到了惰性保護作用，提高了停運管道的安全性，消除了環境風險。氣體作為置換介質與液體介質在技術要求上存在不同。由于氣體的可壓縮性能強于液體，導致用氣量和推掃壓力很難穩定控制，且停運管道的承壓能力相對降低，在編制方案時要充分計算在內，并預估用氮氣量和推掃壓力的安全允許區間。停運管道封存后，應根據管道管理情況，制定相應的安全措施和處置方案，并定期巡檢線路，對存在的安全隱患進行及時處理。






儲罐安裝呼吸閥和氮封閥的依據和目的，根據具體事故分析了拱頂油罐抽癟事故發生的原因，總結導致油罐抽癟事故的主要原因，并制定相應的防護措施。儲罐呼吸閥、氮封閥的安裝依據和目的根據國家標準《石油化工企業設計防火規范》(GB50160- 92)之規定:“甲、乙類液體的固定頂罐，應設阻火器和呼吸閥"。可見呼吸閥、阻火器是儲罐*的安全設施，是用來調節油罐內外壓力平衡，降低油品損耗，保證儲罐運行安全的。適用于安裝在儲存閃點低于28℃的甲類和小于60℃的乙類油品，如汽油、煤油、輕柴油、苯、甲苯、原油等及化工原料的儲罐上方。而氮封調節閥主要用于儲罐頂部氮氣壓力恒定控制，以保護罐內物料不被氧化，同時防止罐內進入空氣形成爆炸性混合物。闡述合理設定氮封系統中各閥（氮封閥、泄氮閥、呼吸閥）的壓力，可避免氮封失效。泄氮閥和氮封閥分別起“呼"、“吸"作用，呼吸閥僅起安全保護作用。分別從氮封系統適用工況、設計原則、供氣量計算、注意事項等方面進行了詳細闡述，通過對氮封系統的合理設計，可規避安全風險、降低事故概率。