上海申弘閥門有限公司
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具體來說，儲罐上的氮封系統會持續監控氣相空間內的壓力變化。當壓力維持在0.2-0.5kPa的范圍內時，系統保持穩定；一旦壓力超過0.5kPa，氮封閥會迅速關閉，停止氮氣的進一步供應。反之，當氣相空間壓力降至0.2kPa以下時，氮封閥會自動開啟，開始補充氮氣，從而確保儲罐在運行過程中始終不會吸入空氣， 有效防止爆炸性氣體的形成。此外，為了確保氮封系統的有效性和安全性，所使用的氮氣純度應不低于99.96%，且氮氣壓力控制在0.5~0.6 MPa的范圍內。這樣的參數設置，使得儲罐氮封系統能夠在關鍵時刻發揮其應有的作用，為儲罐的安全保駕護航。我們在實際工作中發現的典型的、重復性的技術問題中，氮封系統問題占比1.74%。我們結合現場實例向大家分享一下危險化學品儲罐氮封系統問題。
022.化學品儲罐氮封閥系統設計案例儲罐氮封的設置要求
2.1 > 根據標準設計
在設置儲罐氮封時，需遵循一定的規范和標準。 根據SH/T3007《石油化工儲運系統罐區設計規范》第4.2.5條，對于其他甲B、乙A類液體化工品，若存在特殊儲存需求，可以選擇使用固定頂儲罐、低壓儲罐或容量小于或等于100m3的臥式儲罐。但必須采取以下措施之一：設置氮氣或其他惰性氣體密封保護系統，以密閉方式收集和處理罐內排出的氣體；或者設置氮氣或其他惰性氣體密封保護系統，并控制儲存溫度低于閃點5℃及以下。此外，第4.2.10條還規定，儲存Ⅰ、Ⅱ級毒性的甲B、乙A類液體儲罐的容量不應超過10000m3，并必須設置氮氣或其他惰性氣體密封保護系統。
2.2 > 其他設置場合
同樣地，《石油化工儲運罐區VOCs治理項目指導意見》也明確指出，甲B、乙A類中間原料儲罐、芳烴類儲罐、輕污油儲罐、酸性水罐以及排放氣中含有較高濃度油氣和硫化物等需對排放氣體進行收集治理的儲罐，都應設置氮氣密封系統。 根據實際需要，如防止有毒或可燃氣體泄漏和物料氧化，額外場合需安裝儲罐氮封。
033.化學品儲罐氮封閥系統設計案例儲罐氮封工藝流程
3.1 > 正常操作流程
在每臺儲罐上配備先導式氮封閥組和限流孔板旁路。 在正常情況下，通過氮封閥組維持罐內氣相空間壓力在0.2 ~0.5kPa的范圍內。當氣相空間壓力超過0.5kPa時，氮封閥會自動關閉，停止氮氣供應；而當壓力低于0.2kPa時，氮封閥則會開啟，開始補充氮氣。如果氮封閥需要檢修或出現故障，可以利用限流孔板旁路給儲罐內補充氮氣。當壓力達到1.5kPa時，通過帶阻火器的呼吸閥進行外排（短時間連續補充氮氣）。
此外，在氮封閥出現故障無法及時關閉，導致罐內壓力超過1.5kPa的情況下，呼吸閥將啟用以進行外排。同樣地，若氮封閥因故障無法及時開啟，使得罐內壓力降低至-0.3kPa，呼吸閥將通過帶阻火器的設計向罐內補充空氣，從而確保罐內壓力不低于儲罐的設計壓力低限，即-0.5kPa。
為了保障氮封儲罐在事故情況下的安全排放，必須在儲罐上配備緊急泄放閥，并且該閥的定壓值不得超過儲罐的設計壓力上限，即2.0kPa。
3.2 > 緊急情況處理
在需要利用限流孔板旁路為氮封儲罐補充氮氣時，應確保流量與油品出罐流量相當，同時，氮氣管道的規格為DN50mm，且氮氣的操作壓力維持在0.5MPa。若同一油品儲罐群之間設置了氣相連通管道，則每臺儲罐的氣相出口管道都必須安裝阻火器，以避免事故的進一步蔓延。
阻火器的選用必須保證其安全性能符合標準，且其阻力降不應超過0.3kPa。接下來，我們詳細了解一下氮封系統的示意流程圖。
圖-1展示了一種常見的固定頂罐氮封方式。在這種設計中，關鍵在于合理選擇氮封閥和呼吸閥的設定值。氮封閥的設定值需要介于呼吸閥的呼及吸的設定值之間，以確保系統的穩定運行。
對于常壓罐或容器，圖-2所示的氮封方式同樣適用。這種方式通過精確控制進口（氮氣進）和出口（氣相放空）的壓力，來維持罐內的穩定氮封。罐內壓力始終維持在一定范圍內，最高不會超過10KPa（表壓），從而確保系統的安全與穩定。
化學品儲罐氮封閥系統設計案例
1 選用壓力儲罐或低壓儲罐時，應設置氮氣密封保護系統，并應密閉回收處理罐內排出的氣體；
2 選用降溫常壓儲罐時，應控制儲存溫度低于液體閃點5℃及以下，并應設置氮氣密封保護系統。
第7.2.3條款：儲存沸點不低于45℃或真實蒸氣壓小于76.6kPa的甲B、乙A類液體，應選用浮頂罐或內浮頂罐。當甲B、乙A類液體因特殊儲存要求采用固定頂罐、低壓儲罐和容積大于50m3的臥式儲罐時,應采取下列措施之一：
1 設置氮氣密封保護系統，密閉回收處理罐內排出的氣體；
2 控制儲存溫度低于液體閃點 5℃及以下；
3 其他安全措施。
第7.2.7條款：儲存毒性為高度和極度危害的甲B、乙A類液體的內浮頂儲罐，儲存溫度超過120℃的重油固定頂罐應設置氮氣密封保護系統。
化學品儲罐氮封閥系統設計案例工作原理：
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。
化學品儲罐氮封閥系統設計案例
序號 | 品 名 | 型 號 及 規 格 | 單位 | 數量 |
1 | 氮封閥 | 氮封閥ZZYVP-16P DN20 PN16 進口壓力 0.3-0.6 MPA, 出口壓力1 KPA，泄露等級：0 泄露 法蘭尺寸HG/T20592-2009 對角螺絲孔中心距75MM 4個螺絲孔，螺絲孔大小14MM | 臺 | 19 |
2 | 泄氮閥 | 泄氮閥ZZVP-16P DN50 PN16起跳壓力2.5KPA 泄露等級：0 泄露，起跳壓力以下零泄漏 法蘭尺寸HG/T20592-2009 對角螺絲孔中心距125MM 4個螺絲孔，螺絲孔大小18MM | 臺 | 19 |
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） | |
額定流量系數、額定行程、性能：
ZZDG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 | ||||||||||
ZZDX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 | |||
外形尺寸：
供氮裝置外形尺寸：
| 公稱通徑DN(mm) | 25 | 32 | 40 | 50 | 65 | 80 | 100 |
| L | 160 | 180 | 200 | 230 | 290 | 310 | 350 |
| A | 308 | 308 | 308 | 308 | 394 | 394 | 394 |
| H2 | 415 | 415 | 415 | 115 | 415 | 415 | 415 |
| H1 | 60 | 75 | 80 | 85 | 95 | 105 | 120 |
| H | 720 | 730 | 730 | 750 | 790 | 840 | 890 |
泄氮裝置外形尺寸：
| 公稱通徑DN(mm) | 25 | 32 | 40 | 50 | 65 | 80 | 100 |
| L | 160 | 180 | 200 | 230 | 290 | 310 | 350 |
| A | 308 | 308 | 308 | 308 | 394 | 394 | 394 |
| H1 | 60 | 75 | 80 | 85 | 95 | 105 | 120 |
| H | 380 | 400 | 420 | 430 | 550 | 560 | 570 |
氮封裝置地面安裝示意圖：
化學品儲罐氮封閥系統設計案例《石油庫設計規范》（GB 50074-2014）
第6.1.2條款：儲存沸點低于45℃或37.8℃的飽和蒸氣壓大于88kPa的甲B類液體，應采用壓力儲罐、低壓儲罐或低溫常壓儲罐，并應符合下列規定：
1 選用壓力儲罐或低壓儲罐時，應采取防止空氣進入罐內的措施，并應密閉回收處理罐內排出的氣體。
2 選用低溫常壓儲罐時，應采取下列措施之一：
1）選用內浮頂儲罐，應設置氮氣密封保護系統，并應控制儲存溫度使液體蒸氣壓不大于88kPa；
2）選用固定頂儲罐，應設置氮氣密封保護系統，并應控制儲存溫度低于液體閃點5℃及以下。
第6.1.3條款：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，應采用外浮頂儲罐或內浮頂儲罐。有特殊儲存需要時，可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,但應采取下列措施之一：
1 應設置氮氣密封保護系統，并應密閉回收處理罐內排出的氣體；
2 應設置氮氣密封保護系統，并應控制儲存溫度低于液體閃點5℃及以下。
第6.1.8條款：儲存I、Ⅱ級毒性的甲B、乙A類液體儲罐的單罐容量不應大于5000m3，且應設置氮封保護系統。
《石油化工儲運系統罐區設計規范》（SH/T 3007-2014）
第4.2.4條款：儲存沸點低于45℃或在37.8℃時飽和蒸氣壓大于 88kPa的甲B類液體，應采用壓力儲罐、低壓儲罐或降溫儲存的常壓儲罐，并應符合下列規定：
a）選用壓力儲罐或低壓儲罐時，應采取防止空氣進入罐內的措施，并應密閉收集處理罐內排出的氣體；
b）選用降溫儲存的常壓儲罐時，應采取下列措施之一：
——選用內浮頂儲罐，設置氮氣或其他惰性氣體密封保護系統，控制儲存溫度使液體蒸氣壓不大于 88kPa；
——選用固定頂儲罐，設置氮氣或其他惰性氣體密封保護系統，控制儲存溫度低于液體閃點5℃及以下；
——選用固定頂儲罐，設置氮氣或其他惰性氣體密封保護系統，控制儲存溫度使液體蒸氣壓不大于 88kPa，密閉收集處理罐內排出的氣體。
第4.2.5條款：儲存沸點大于或等于 45℃或在 37.8℃時飽和蒸氣壓不大于 88kPa的甲B、乙A類液體，應選用浮頂儲罐或內浮頂儲罐。其他甲B、乙A類液體化工品有特殊儲存需要時，可以選用固定頂儲罐、低壓儲罐和容量小于或等于100m3的臥式儲罐，但應采取下列措施之一：
——設置氮氣或其他惰性氣體密封保護系統，密閉收集處理罐內排出的氣體；
——設置氮氣或其他惰性氣體密封保護系統，控制儲存溫度低于液體閃點5℃及以下。
化學品儲罐氮封閥系統設計案例
在化工和儲運過程中，氮封閥的作用至關重要，它能夠有效地避免儲罐內物料與空氣直接接觸，從而防止物料的氧化和侵蝕。關于氮封閥的安裝位置，特別是為何經常選擇安裝在儲罐的頂部，這是一個涉及安全、效率和操作便利等多方面的綜合考慮。
一、氮封閥為何安裝在儲罐頂部
氮封閥的主要功能是通過自動調節進入儲罐的氮氣量，保持儲罐內的微正壓環境，從而讓儲罐內部與外部空氣隔離。安裝在儲罐頂部可以更有效地實現這一目標，原因如下：
1. 封閉性更強：安裝在頂部的氮封閥能更直接地控制儲罐內的氣體環境，避免有害氣體或雜質的入侵。
2. 易于操作和維護：頂部安裝使得工作人員能夠更方便地接觸和操作氮封閥，便于進行日常的維護和檢修。
3. 安全性考慮：在頂部安裝可以更有效地防止液態物質濺出或滲漏，從而減少安全風險。
二、安裝位置的具體要求
在選擇氮封閥的安裝位置時，除了考慮其功能性，還需要注意以下幾點：
1. 空間充足：確保安裝位置有足夠的空間，以容納氮封閥及其附件，避免與其他設備或管道發生干涉。
2. 安全可達：安裝位置應便于工作人員安全到達和操作，考慮到必要的通道和工作平臺的需求。
3. 防護措施：考慮到環境因素，如風吹、日曬和雨淋等，安裝位置應具備一定的防護措施，保證氮封閥的正常運作和使用壽命。
三、安裝步驟及注意事項
安裝氮封閥需遵循一定的步驟，并注意相關細節，以確保安裝質量和使用效果：
1. 準備階段：檢查氮封閥和所有附件是否齊全，并仔細閱讀產品說明書，了解安裝要求和操作指南。
2. 安裝位置選定：根據上述要求進行安裝位置的選定，確保安全、可操作且有效。
3. 固定與連接：使用適當的工具和方法將氮封閥牢牢固定在預定位置，確保所有連接點緊固可靠，避免漏氣或松動。
4. 測試與調試：安裝完成后，進行系統的測試和調試，確保氮封閥能夠正常工作。
綜上所述，氮封閥安裝在儲罐頂部是出于對安全性、操作便利性等多方面的綜合考慮。在安裝過程中，應嚴格遵守安裝位置要求和步驟，確保設備的有效運行和長期使用。
