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石化低壓儲罐氮封裝置優化改進方案如何設置氮封系統

采用氮封的儲罐，一般為常壓罐或低壓罐，因此，防止儲罐氮氣超壓是一個重要問題。在化工標準《氣封的設置》（HG/T 20570.16-1995）中，給出了氮氣供氣量的計算方式，“儲罐氣封裝置的供氣量應大于或等于由于泵抽出儲罐內儲存的液體所需的補充氣量與由于外界氣溫變化而產生的儲罐內氣體冷凝和收縮所需補充的氣量之和"。規范中計算的補氣量只是一個經驗值，工作中還需結合實際，計算出更符合需求的數值，以此來確定氮氣管線管徑和氮封閥型號。建議專業技術力量不足的企業，委托設計單位計算合理的補氣量，既能保證氮封要求也不會造成浪費。

　氮封閥（氮封裝置）是由ZZDG型指揮器操作型自力式供氮閥（這里簡稱供氮閥）和ZZDX型自力式泄氮閥（簡稱泄氮閥）兩大部份組成。當罐內壓力升高超過設定值時，供氮閥關閉，泄氮閥打開（罐頂未設呼吸閥，或呼吸閥故障打不開），將罐內多余壓力泄放。在儲罐內壓力降低時，泄氮閥處于關閉狀態，供氮閥打開，向罐內注氮氣。供氮閥閥前壓力最好在1.0Mpa以下，現場壓力較高時，可在供氮閥前安裝一只ZZYP型自力式壓力調節閥將壓力減至：1.0 Mpa以下，以提高可靠性和使用效果。

　　二、石化低壓儲罐氮封裝置優化改進方案哪些儲罐需要設置氮氣保護系統

對于氮封系統的設置，我們來看看國家標準到底是如何要求的？

國家標準《石油化工企業設計防火標準（2018年版）》（GB50160-2008）、《精細化工企業工程設計防火標準》（GB 51283-2020）、《石油庫設計規范 》（GB 50074-2014）均對儲罐氮封系統的設置有明確要求。

《石油化工企業設計防火標準（2018年版）》（GB50160-2008）規定，當單罐容積小于或等于5000m3的內浮頂儲罐采用易熔材料制作的浮盤時，應設置氮氣保護等安全措施；儲存溫度超過120℃的重油固定頂罐應設置氮氣保護。

《精細化工企業工程設計防火標準》（GB 51283-2020）規定，當采用固定頂罐或低壓罐（單罐容積不小于100m3）儲存甲B、乙A類液體時，應采用氮氣或惰性氣體密封措施。如常見的甲醇、甲苯等甲B類物質；再如可燃液體二硫化碳，自燃點、沸點及閃點均較低，具有的揮發性、易燃性和爆炸性，采用固定頂罐水封加氮封儲存比采用單純的內浮頂罐儲存更安全可靠。

《石油庫設計規范 》（GB 50074-2014）規定，當選用內浮頂儲罐、固定頂儲罐儲存沸點低于45℃或在37.8℃時的飽和蒸氣壓大于88kPa的甲B類液體時，應設置氮氣密封保護系統。當采用容量小于或等于10000m3的固定頂儲罐、低壓儲罐或容量不大于100m3的臥式儲罐儲存沸點不低于45℃或在37.8℃時的飽和蒸氣壓不大于88kPa的甲B、乙A類液體化工品和輕石腦油時，應設置氮氣密封保護系統。儲存Ⅰ、Ⅱ級毒性的甲B、乙A類液體儲罐應設置氮封保護系統。有些甲B、乙A類液體化工品有防聚合等特殊儲存需要，不適宜采用內浮頂儲罐，可選用固定頂儲罐、低壓儲罐和容量小于或等于50m3的臥式儲罐，但應采取氮封等安全保護措施，典型的易自聚不穩定的丁二烯、苯乙烯儲罐，應設置氮封系統，防止空氣進入儲罐。

　　氮封閥（氮封裝置）的供（泄）氮壓力設定方便，可在連續生產的條件下進行。在設定壓力范圍內，如從100mm H20需調整到50mm H20，可通過調節供氮閥頂部的調節螺絲，改變彈簧的力，即可達到需要新設定的工藝值。泄氮閥的調整也是同理。呼吸閥設定值調整：在上述設定值調整好后，為避免呼吸閥啟閉頻繁，呼吸閥的設定值應大于泄壓設定置。呼吸閥用于油及液體罐上,來排除罐內的正壓和負壓氣體,使罐內液體進出方便.如罐體上不裝呼吸閥罐內的液體進出有一定的障礙,很可能出現罐體變型和振動,該產品設計合理,結構簡單,使用方便;是儲罐的產品,*。　

石化低壓儲罐氮封裝置優化改進方案性能及特點：

　　•  新型全天候呼吸閥殼體選用鑄鐵、鑄鋼和鋁合金，耐腐蝕性好；

　　•  閥盤采用四氟材料，耐低溫，防凍性能好；

　　•  結構簡單，易檢修，安全方便；

　　•  新型全天候呼吸閥性能*符合石油工業部標準 SY7511-87 規定。　

　　呼吸閥適用范圍：

　　•  新型全天候呼吸閥適用于儲存閃點低于 28 ℃的甲類油品和閃點低于 60 ℃的乙類油品，如汽油、笨、甲笨、煤油、輕柴油、機油、原油等油品及性質相同的化工產品儲罐?！?/p>

　　•  可與新型波紋阻火器配套使用。

石化低壓儲罐氮封裝置優化改進方案

《石油化工儲運系統罐區設計規范》（SH/T 3007-2014）規定，采用氮氣保護的儲罐，其操作壓力宜為0.2Kpa～0.5Kpa；其他設置有呼吸閥的儲罐，其操作壓力宜為1Kpa～1.5KPa。為防止儲罐超壓，除計算符合實際的補氣量外，還應采取其他措施。

（1）罐頂安裝就地壓力表，并設置壓力遠傳功能至DCS或PLC控制系統，設定高、低壓報警功能，及時檢測壓力變化情況。

（2）設置雙呼吸閥防止呼吸閥故障。但對于粘度較大、易發生結晶的介質，容易造成呼吸閥堵塞，建議采取其他措施，并對補氣管線、排氣管線進行伴熱處理，降低物料粘結和結晶對閥門和管線的影響，提高安全系數。

3）設置緊急泄放人孔，事故時打開保護儲罐。根據《石油化工儲運系統罐區設計規范》（SHT 3007-2014）的規定：事故泄壓設備的開啟壓力應大于呼吸閥的排氣壓力，并應小于或等于儲罐的設計正壓力；事故泄壓設備的吸氣壓力應小于呼吸閥的進氣壓力，并應大于或等于儲罐的設計負壓力；事故泄壓設備應滿足氮氣管道系統和呼吸閥出現故障時保障儲罐安全通氣的需要；事故泄壓設備宜選用公稱直徑不小于500mm的呼吸人孔。如儲罐設置有備用呼吸閥，事故泄壓設備也可選用公稱直徑不小于500mm的緊急放空人孔蓋。

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。