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石油化工儲罐氮封系統壓力控制設計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。

指揮器操作自力式壓力調節閥由控制閥門、執行器、壓力彈簧、指揮器、脈沖管等部件組成。自力式氮封閥主要用于保持容器頂部保護氣體（一般為氮氣）的壓力恒定，以避免容器內物料與空氣直接接觸，防止物料揮發、被氧化，以及容器的安全。該閥壓力設定在指揮器上實現，方便、快捷，壓力設定值在運行中也可隨意調整；控制精度高，可比一般zzy型直接操作自力式壓力調節閥高一倍，適合于控制精度要求高的場合。特別適用于各類大型儲罐的氣封保護系統。該產品具有節能、動作靈敏、運行可靠、操作與維修方便等特點。廣泛應用于石油、化工、冶金、電力、輕紡等工業部門中用作生產過程的自動調節。

石油化工儲罐氮封系統壓力控制設計方案符合國家標準的新一代閥門產品，其特點有：

1.無需外加驅動能源的節能型自控系統，設備費用低，適用于各種工況環境；

2.結構簡單，維護工作量小；

3.設定點可調且范圍寬，便于用戶在設定范圍內連續調整；

4.執行機構敏感，極微小的壓力變化即可會檢測出，控制精度高；

該產品特別適用于個行業的儲罐的氣封系統及安全保護系統。如儲罐氮封。罐區是整個石化化工、能源供應鏈中的重要設施且投資巨大，根據相關研究數據，儲罐事故占煉油廠和罐區事故的74%，其中12%被列為重大事故。而由于儲罐內經常會存儲著危險和易燃液體，一旦出現泄漏、溢流、爆炸等安全事件后果不堪設想。儲罐的安全性通常與儲罐壓力控制有關，罐頂壓力控制數字化解決方案幫助客戶及時了解儲罐的異常情況，提高設備可靠性、儲罐和人員的安全性。

石油化工儲罐氮封系統壓力控制設計方案儲罐壓力管理

由于液位和溫度變化或異常情況（如火災或系統故障）導致儲罐壓力變化，可通過氮封閥、蒸發氣回收閥、呼吸閥、緊急泄放閥進行管理，防止儲罐超壓或真空時需要迅速釋放過大的正壓或負壓，以確保儲罐的安全。

一般來說，儲罐需要三層壓力防護層，由不同設置點的壓力控制產品控制儲罐的呼吸，并防止超壓和失壓事件發生。

第一層保護：氮封閥和蒸發氣回收閥

當儲罐液位降低或溫度降低，罐內氣體壓力稍低于氮封閥設定點時，氮封閥補氣，精確控制儲罐內微正壓，并能起到有效隔絕空氣和濕氣，提高罐內產品質量。當罐頂氣體壓力稍高于蒸發氣回收閥設定點時，蒸發氣回收閥開啟排放氣體，通過管道進入客戶的尾氣回收系統進行處理并重新利用，避免過多或者過于頻繁的向大氣中排放氮氣與可揮發性有機物（VOCs）。

第二層保護：呼吸閥

當罐內氣體壓力繼續上升時，蒸發氣回收閥已經無法通過排出部分氣體而使罐頂壓力恢復正常，呼吸閥的呼閥部分就會打開，排放過量氣體，降低罐頂壓力。但呼閥并不會經常打開，因為大多數微量的氣體排放已經通過蒸發氣回收閥實現。當罐內氣體降低，真空壓力高于吸閥設定值時，呼吸閥的吸閥開啟，吸入空氣，保證罐內氣體壓力正常。這就是第二層壓力保護措施。

第三層保護：緊急泄放及緊急吸入閥

緊急泄放閥的超壓泄放功能通常在火災工況被啟用。在罐區發生火災時，罐外的溫度驟然上升，罐內大量氣體揮發，蒸發氣回收閥和呼吸閥的排放能力都不能滿足罐內壓力泄放的需求，緊急泄放閥會被打開。此產品口徑較大，一般為24英寸或者更大。當罐內壓力急劇減少或超真空時，吸閥吸入量無法滿足要求時，緊急吸入閥自動開啟，緊急吸入大量氣體，盡快使罐內恢復正常壓力。帶真空吸入功能的緊急泄放閥帶真空吸入功能的緊急泄放閥

阻止火焰傳播解決方案

儲罐內儲存介質為易揮發性可燃介質時，為防止外部火焰進入儲罐或阻止火焰在設備、管道間蔓延，需安裝阻火器。艾默生可根據實際需求，提供管末端阻火器、管道式阻爆燃阻火器及阻非穩態爆轟型阻火器，確保外界火源不會進入到罐內，避免儲罐內部起火。結合所有以上產品可以精確的控制儲罐壓力，在超壓、失壓和火焰發生時對儲罐進行的保護。

無線遠程監測

在罐頂閥門上安裝無線儀表，為用戶提供遠程監控和即時反饋，幫助用戶及時發現閥門異常狀況，盡早做閥門維護，防止事故的發生，提高罐區安全。850/950型呼吸閥和2000型緊急泄放閥提供遠程監控選項，包括接近傳感器和無線變送器。接近傳感器檢測泄放閥的移動，“打開"或“關閉"信號由無線變送器接收，并可通過網關發送至控制室。

石油化工儲罐氮封系統壓力控制設計方案

儲罐罐頂壓力控制一般容易被忽略，一旦發生事故，后果極其嚴重。艾默生深耕能源行業幾十年，深深了解客戶的痛點并由此研發和制定了相關解決方案，從失壓-低壓-高壓-超壓均能提供優秀的解決方案和產品。通過艾默生無線遠程監控系統，為客戶提供完整的遠程可視化系統和即時通訊。儲罐安全了，意味著工作人員的安全、儲罐維修費用的減少、計劃外停車時間的減少，因此而產生的維護成本也大幅減少。此外，采用*儲罐壓力控制方案，大大減少罐內的產品損失，減少排放，避免了因過量排放造成的社會負面評價、減少環保違規造成的罰款，有效幫助企業達到企業績效。

建議對儲罐壓力控制進行整體設計，要考慮各個保護設備合理的壓力設定區間。《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。