石化超純水氮封閥系統應用案例

ZZYVP型指揮器操作自力式壓力調節閥（氮封閥），是一種無須外來能源，利用被調介質自身的壓力變化達到自動調節和穩定閥后壓力為設定值的節能型壓力調節閥。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。它廣泛應用于化工、石油、冶金、電力、輕紡等工業部門中用作生產過程的自動調節。

二、石化超純水氮封閥系統應用案例結構與原理

ZZYVP型指揮器操作自力式壓力調節閥是由指揮器、調節閥、執行機構和閥后接管四部分組成。（見圖一）

工作原理：介質以所示箭頭方向進入閥體，一路經過濾減壓器減壓后的壓力被引入指揮器；另一路通過閥芯、閥座，節流后的壓力流向閥后，并通過導壓管引入指揮器執行機構。當閥后壓力高于設定壓力時，其壓力作用在指揮器薄膜有效面上產生一個推力帶動指揮器閥芯關閉，切斷引入主閥執行機構膜室中的壓力，使主閥閥芯關閉，閥后壓力隨之降低。當閥后壓力低于設定值時，由于指揮器主彈簧的反作用力打開指揮器閥芯，閥前壓力又被引入主閥執行機構膜室產生推力，使主閥閥芯打開，閥后壓力隨之升高。如此往復，保持閥后壓力為設定值。

儲罐氮封控制原理

氮封裝置被廣泛應用于儲罐的頂部，其核心作用是維持儲罐的微正壓狀態，從而有效隔離罐內物料與外界環境的接觸。這一設計不僅減少了物料的揮發和浪費，還有助于保護儲罐的安全。在儲罐上安裝氮封系統后，系統會持續監控罐內氣相空間的壓力，并維持在0.2-0.5kPa的范圍內。

一旦氣相空間壓力超過0.5kPa，氮封閥會自動關閉，停止氮氣的供應；而當氣相空間壓力降至0.2kPa以下時，氮封閥則會開啟，補充氮氣，確保儲罐在運行過程中不會吸入空氣，進而防止形成可能引發爆炸的氣體。

此外，儲罐氮封系統所使用的氮氣純度應不低于99.96%，且氮氣壓力宜控制在0.5~0.6 MPa范圍內。

02石化超純水氮封閥系統應用案例儲罐氮封的設置要求

在設置儲罐氮封時，是否配備氮封設施及氮封閥需遵循相關規范。

這些規定旨在確保儲罐的安全、穩定運行，以及減少物料的揮發和浪費。通過合理配置氮封系統，可以有效隔離罐內物料與外界環境，從而防止形成可能引發爆炸的氣體。同時，系統持續監控儲罐氣相空間的壓力，確保其維持在安全范圍內，進一步保障儲罐的安全。

根據SH/T3007《石油化工儲運系統罐區設計規范》的相關條款，對于其他甲B、乙A類液體化工品，若存在特殊儲存需求，可以選擇固定頂儲罐、低壓儲罐或容量不超過100m3的臥式儲罐。但必須采取以下措施之一：一是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；二是控制儲存溫度低于閃點5℃及以下。此外，該規范還明確規定，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，并應配備氮氣或其他惰性氣體密封保護系統。

根據《石油化工儲運罐區VOCs治理項目指導意見》的要求，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治理的儲罐，都應設置氮氣密封系統。

此外，在防止儲罐揮發性有毒或可燃氣體外泄、防止儲罐內物料與氧氣接觸發生氧化或化學反應等場合，也需要設置儲罐氮封系統。

03石化超純水氮封閥系統應用案例儲罐氮封工藝流程

? 正常情況下的氮封

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的壓力在0.2至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；而當壓力降至0.2kPa以下時，氮封閥會開啟，補充氮氣。若氮封閥需要檢修或出現故障，則可通過限流孔板旁路向儲罐內補充氮氣。當罐內壓力超過1.5kPa時，通過帶阻火器的呼吸閥將多余氣體排出（短期連續補充氮氣）。

? 使用呼吸閥的安全排放

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，呼吸閥會啟動，通過帶阻火器的裝置將多余氣體排出罐外。同樣地，若氮封閥因故障無法及時開啟，使罐內壓力降至-0.3kPa以下，呼吸閥同樣會動作，通過帶阻火器的裝置向罐內補充空氣，從而確保罐內壓力不低于設計壓力低限-0.5kPa。

? 旁路補充氮氣操作

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，并且其定壓值不得超過儲罐的設計壓力上限，即2.0kPa。

在需要補充氮氣時，應通過限流孔板旁路進行，并確保流量與油品出罐流量相當。氮氣管道的規格為DN50mm，且操作壓力維持在0.5MPa。

? 阻火器的使用要求

若儲罐間通過氣相連通管道相連，則每臺儲罐的氣相出口管道都必須安裝阻火器，以遏制事故的進一步發展。所選用的阻火器必須滿足安全性能要求，且其阻力降不得超過0.3kPa。

? 不同氮封方式的示例

圖-1展示了一種簡易的固定頂罐氮封方式。在此設計中，需合理設定氮封閥與呼吸閥的參數。氮封閥的設定值應位于呼吸閥的呼氣與吸氣設定值之間，而呼吸閥的設定值大小則直接關系到氮氣的消耗量。

對于常壓罐或容器，另一種氮封方式如圖-2所示，它通過精確控制進口（氮氣進入）和出口（氣相放空）的壓力來實現氮封效果。在罐內，始終維持著一定的壓力，且該壓力不會超過10KPa（表壓）。

 石化超純水氮封閥系統應用案例

超純水系統中為什么需要用氮封水箱?我們都知道空氣中含有二氧化碳、細菌、塵埃等雜質，而超純水為純的溶劑，對這些雜質的溶解能力很強，故一旦超純水與空氣接觸，就會使其電阻率迅速下降，實踐證明15MΩ.cm以上的超純水暴露在空氣中1分鐘后水質就會下降至3-4MΩ.cm，3分鐘以后就會下降到2MΩ.cm左右。因此超純水的儲存容器需確保水體與空氣的接觸，而氮封水箱是常見，實施簡單，效果好。

超純水氮封水箱是將一定量的氮氣充入密封的水箱內，水箱內氮氣壓力不大于80Kpa，氮氣是惰性氣體能防止CO2等其它物質溶入水中影響水質，保證水箱內的水不受二次污染而導致水質下降。

集成電路工業中用于半導體原材料和所用器皿的清洗、光刻掩模版的制備和硅片氧化用的水汽源等。此外，其他固態電子器件、厚膜和薄膜電路、印刷電路、真空管等的制作也都要使用超純水設備。超純水取水后很容易遭到環境污染，所以即取即用的方式是最合適的。只有把超純水與環境接觸的時間縮到極短，才能夠獲得純度穩定的超純水。

超純水氮封系統在化工水處理應用純化水設備

純水儲桶安裝空氣過濾器，防止環境因素造成的污染。

儲水桶請勿放置在日光直射處，水溫上升，容易造成微生物繁殖。特別是半透明儲水桶，也會因為日光通透而造成藻類繁殖。

超純水取水時一定要將初期的出水放掉，以獲得穩定的水質。

取水時讓超純水順著容器側壁流入，盡量不要讓氣泡產生，可降低空氣污染。

長時間不用純水時，應將壓力儲水桶中的RO水全部放掉以防止污染。

以上是如何保持超純水的水質的方法，希望對您有所幫助。近幾年超純水設備在表面清洗、涂裝、電解行業、化工行業和太陽能光伏行業的應用也日趨廣泛。創洋公司生產的超純水設備應用領域廣、出水水質穩定、操作簡單、維護方便，得到各行業的一致認可。

石化超純水氮封閥系統應用案例

三、主要參數、性能指標與材料

1、主要參數及主要性能指標見表一                                        表一

2、壓力調節范圍見表二                                                   表二

、主要零件材料見表三                                                   表三

4、外形尺寸見表四、圖二                                    表四   單位：mm

注： 1）標準法蘭連接形式PN16為凸面，連接尺寸鑄鐵法蘭按GB4216.5-84，鑄鋼法蘭按GB9113-2000、JB/T-94，閥體法蘭及法蘭端面距也可按用戶指定標準制造，如：ANSI，JIS，DIN等標準。

    2）接管根據用戶需要配置

5、石化超純水氮封閥系統應用案例產品重量見表五                                           表五   單位：Kg

四、石化超純水氮封閥系統應用案例安裝、維護與調試

1、安裝（見圖三）

（1） 檢查整機零件是否缺損與松動，對使用有害人體健康的介質，必須進行強度、密封、泄漏與精度測試。

（2） 在安裝前，對管道進行清洗（否則由于焊渣等管道垃圾，損壞閥芯密封面，導致閥門不能正常工作），閥門入口處要有足夠的直管段，并配有過濾器。閥體與管道的法蘭連接，要注意同軸度。

（3） 安裝場地應考慮到人員與設備的安全，即便于操作，又有利于拆裝與維修。

（4） 閥門應正立垂直安裝在水平管道上，導壓管必須安裝在距離閥出口至少六倍于公稱通徑的閥后管道上。閥自重較大與有振動的場合，要用支撐架，盡量避免水平安裝。

（5） 介質流動方向應與閥體上的箭頭指向一致。因微壓閥屬于精密儀表，其中指揮器膜片直接承受介質壓力，若閥門反裝或管道有反沖壓力，則指揮器膜片由于受壓過高導致膜片損壞，閥門不能工作。閥門應在環境溫度-25～+55℃場所使用。

（6） 為使自控系統失靈或檢修閥門時，仍能連續生產，應設置旁路閥（見圖三）。

1、 維護：

（1） 清洗閥門：對清洗一般介質，只要用水洗凈就可以。但對清洗有害健康的介質，首先要了解其性質，在選用相應的清洗辦法。

（2） 閥門的拆卸：將外露表面生銹的零件先除銹，但在除銹前，要保護好閥座、閥芯、閥桿與推桿等精密零件的加工表面。拆裝閥座時應使用專用工具。

（3） 閥芯、閥座：二密封面有較小的銹斑與磨損，可用機械加工的方法進行修理，如損壞嚴重必須換新。但不管修理或更換后的硬密封面，都必須進行研磨。

（4） 閥桿：表面損壞，必須換新。

（5） 壓縮彈簧：如有裂紋等影響強度的缺陷，必須換新。

（6） 易損零件：填料、密封墊片與O型圈，每次檢修時，全部換新。膜片必須檢查是否有預示將來可能發生裂紋、老化與腐蝕等痕跡，根據檢驗結果，決定是否更換，但膜片使用期一般最多2～3年。

（7） 閥門組裝要注意對中，螺栓要在對角線上擰緊，滑動部分要加潤滑油。組裝后應按產品出廠測試項目與方法調試，并在這期間，可更準確地調整填料壓緊力與閥芯關閉位置。

2、 石化超純水氮封閥系統應用案例調試

所需要壓力值是通過對指揮器頂部的調節螺母的操作而得到調整，打開頂部的防塵蓋，用扳手調整調節螺母。順時針方向旋轉使壓力增大，逆時針旋轉則壓力減小。安裝在壓力調節閥后的壓力表，可使工作人員借以觀察調整后的壓力給定值。