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石化儲罐頂部氮封系統的具體設置要求 |
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| 詳細介紹 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
一、石化儲罐頂部氮封系統的具體設置要求氮封裝置的應用目的 氮封裝置主要用于儲罐頂部，通過注入氮氣來實現儲罐內部氣相空間維持在一個惰性氣體密封的環境，隔絕空氣或氧氣的進入。這可以使儲罐內部的氣相組分始終處在爆炸下限之下或者維持一個非爆炸性的氣體混合物，從而減少物料的揮發和浪費，保護儲罐安全，并實現本質防爆的目的。 無需外加能源，利用被調介質自身能量為動力源。自動控制閥門介質流量，使閥后壓力保持恒定的壓力穩定裝置。現已廣泛應用于連續送氣的天然氣采輸，城市煤氣以及冶金、石油、化工等工業生產部門。閥特點：控制精度高，可比一般ZZY型直接操作型調壓閥高一倍左右。調節壓差比大（如閥前0.8MPa、閥后0.001MPa）特別適合微壓氣體控制。壓力設定在指揮器上實現，因而方便、快捷、省力省時可在運行狀態下連續設定
二、石化儲罐頂部氮封系統的具體設置要求需要設置氮封的儲罐類型 根據多項相關標準，以下類型的儲罐通常需要設置氮封系統： 1.?甲B、乙A類液體儲罐?
根據《石油化工企業設計防火標準》（GB 50160-2018），儲存甲B、乙A類的液體，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。 從以上可知對儲罐設置氮封的強制性要求中，精細規的要求是的，油庫規的要求次之，石化規的要求是最寬松的（只有采用內浮頂儲罐且容量不大于5000m3且同時采用了易熔材料的浮盤，三個限定條件同時滿足才需要加氮封）。
三、石化儲罐頂部氮封系統的具體設置要求氮封系統的具體設置要求 1.?氮氣源及氮氣濃度?：氮氣供應通常采用制氮機、液氮儲罐或氮氣瓶等。氮封系統使用的氮氣純度不宜低于99.96%，氮氣壓力宜為0.5~0.6MPa。雖然相關標準中未找到關于氮封系統氮氣濃度的具體參數要求，但理論上可以根據各種可燃氣體介質的極限氧濃度來選擇氮封的濃度值。實際生產中通常采用99.2%濃度以上的氮氣源。 2.?氮封閥組設置?：在每臺儲罐上應設置先導式氮封閥組和限流孔板旁路。正常情況下，使用氮封閥組維持罐內氣相空間壓力在0.2~0.5kPa。當氣相空間壓力高于0.5kPa時，氮封閥關閉，停止氮氣供應；當氣相空間壓力低于0.2kPa時，氮封閥開啟，開始補充氮氣。當氮封閥需要檢修或出現故障時，可使用限流孔板旁路給儲罐內補充氮氣。 3.?呼吸閥與緊急泄放閥?：呼吸閥和緊急泄放閥在氮封系統中起到安全作用。當罐內壓力超過設定值時，呼吸閥或緊急泄放閥會開啟，以避免儲罐超壓。緊急泄放閥的定壓不應高于儲罐的設計壓力上限。 4.?阻火器設置?：若在相同油品儲罐之間設置有氣相連通管道，每臺儲罐氣相出口管道均應設置阻火器，以防止事故擴大。阻火器應選用安全性能滿足要求的產品，且阻力降不應大于0.3kPa。5.?氮封管線布置?：氮氣管線的入罐位置應遠離呼吸閥并伸入罐內約200mm。氮封閥應安裝在盡量靠近罐頂入口的氮氣管線上，外取壓管線的取源點宜設在罐頂，以便檢測罐內的真實壓力。
石化儲罐頂部氮封系統的具體設置要求技術參數：
◆石化儲罐頂部氮封系統的具體設置要求外形尺寸
◆連接尺寸及標準 四、石化儲罐頂部氮封系統的具體設置要求氮封設置及工作原理
1.常見氮封設置方式一 該氮封系統主要由供氮閥、 泄氮閥、呼吸閥組成。 當儲罐進液閥開啟，向罐內添加物料時，液面上升，氣相部分容積減小，壓力升高，當罐內壓力升至高于泄氮閥開啟壓力設定值時，泄氮閥打開，向外界釋放氮氣，使罐內壓力下降，降至泄氮閥關閉壓力設定點時，自動關閉。 當儲罐出液閥開啟，開始放料時，液面下降，氣相部分容積增大，罐內壓力降低，供氮閥開啟，向儲罐內注入氮氣，使罐內壓力上升，升至供氮閥壓力設定點，自動關閉。 注意：氮封系統氮氣入口管線應設置止回閥，且應設置就地壓力表。 2.常見氮封設置方式二 該氮封系統主要由供氮閥、 單呼閥、呼吸閥組成。（與方式一相比，將泄氮閥更換為單呼閥） 當儲罐進液閥開啟，向罐內添加物料時，液面上升，氣相部分容積減小，壓力升高，當罐內壓力升至高于單呼閥壓力設定值時，單呼閥打開，向外界釋放氮氣，使罐內壓力下降，降至單呼閥壓力設定點時，自動關閉。 當儲罐出液閥開啟，開始放料時，液面下降，氣相部分容積增大，罐內壓力降低，供氮閥開啟，向儲罐內注入氮氣，使罐內壓力上升，升至供氮閥壓力設定點，自動關閉。 呼吸閥、緊急泄放閥或泄壓人孔僅在事故工況（如氮封閥失效、泄氮封失效、火災工況等）啟動，避免儲罐運行時呼吸閥頻繁動作，減少呼吸閥故障率。 3.氮封管線布置 氮氣管線的入罐位置應遠離呼吸閥并伸入罐內約200mm。《管道儀表流程圖設計規定》(HG 20559-1993)第6.0.3.4條款。 氮封閥應安裝在盡量靠近罐頂入口的氮氣管線上，外取壓管線的取源點宜設在罐頂，以便檢測罐內的真實壓力。《石油化工罐區自動化系統設計規范》(SH/T3184-2017)第5.4.5.3條款。 4.氮封系統的壓力設定 采用氮封的常壓可燃液體儲罐，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。 （如：供氮閥開啟壓力宜設為0.2kpa，關閉壓力宜設為0.5kpa。當罐內壓力低于0.2kap時，供氮閥開啟向罐內充氮；當罐內壓力達到0.5kap時，供氮閥關閉停止充氮） 注意：對于設置有泡沫滅火系統的儲罐，還應考慮泡沫系統密封玻璃的耐壓性能，避免氮封壓力過高沖破玻璃。 5.氮封系統的氮氣供氣量計算 根據《氣封的設置》HG/T 20570.16-95： 2.0.1.1 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。 泵抽出儲罐內儲存的液體所需補充的氣量等于泵的輸出能力。 儲罐內氣體冷凝和收縮所需補充的氣量參考HG/T 20570.16表2.0.1。 兩者所需氣量相加,即得氮封裝置所需供氣量。
石化儲罐頂部氮封系統的具體設置要求氮封系統現場常見問題隱患 隱患1描述：儲罐氮封系統氮氣入口管線未設置止回閥；氮封閥閥前手閥處于關閉狀態，前后手閥未管控。 管控措施：1.氮氣入口管線應設置止回閥，防止罐內氣體在異常工況下倒串進入公共氮氣系統；2.氮封閥前后手閥應保持常開狀態，并進行管控，確保氮封正常投用。 隱患2描述：甲類罐區甲醇儲罐V1113遠傳氣相壓為-0.31KPa。經確認此時該儲罐無出料操作，氮封未正常投用。 管控措施：加強儲罐氮封系統管理，定期檢查儲罐氮封系統，設定高、低壓報警功能，及時檢測壓力變化情況確保氮封系統完好在用。 隱患3描述：乙醇中間罐氮封閥及取壓管設置在罐底氮氣管道上。（此時氮封閥取壓點與中間儲的真實壓力可能存在偏差，如果儲罐內乙醇快速進出儲罐導致壓力驟變，氮封系統不能及時作出反應，無法及時調整氮氣的補充，無法有效維持儲罐內的壓力穩定，會出現呼吸閥頻繁動作的風險；氮封閥裝在罐底，還要考慮閥后凝液的排放問題）。 管控措施：氮封閥應安裝在盡量靠近罐頂入口的氮氣管線上，外取壓管線的取源點宜設在罐頂，以便檢測罐內的真實壓力。 隱患4描述：某甲醇儲罐氮封系統未設置氮封閥，使用手閥控制。（氮封系統使用手閥控制，手閥常開，儲罐內持續通入氮氣，呼吸閥處于常開狀態，造成大量的氮氣浪費;另外，若手閥開度過大，儲罐氣相壓力升高,當呼吸閥泄放量不能滿足要求時，儲罐存在超壓風險）。 管控措施：儲罐應設置氮封閥，氮封閥應安裝在盡量靠近罐頂入口的氮氣管線上。 隱患5描述：某甲醇儲槽罐頂設置了1臺壓力變送器(量程范圍為0-2.5kPa)、1臺現場就地壓力表(量程為0-1MPa)，均未考慮負壓工況且壓力表量程范圍過大，量程選型錯誤。 管控措施：儲罐就地壓力表應選擇真空壓力表，壓力監測儀表的量程范圍應包含負壓，且量程的選型應符合要求，一般正常操作壓力為儀表量程的1/3～2/3。 石化儲罐頂部氮封系統的具體設置要求氮封系統相關問題思考
問題1:氮封廢氣（泄氮閥、單呼閥及呼吸閥產生的廢氣）是否需要密閉回收處理？ 認為氮封廢氣應密閉回收處理，原因: 氮封廢氣往往為可燃氣體和氮氣的混合物，直接排放可能會對環境造成嚴重污染，一些密度比空氣重的可燃氣體可能會在低洼處積聚，存在安全風險。《石油庫規》、《石化規》等規范中有提出對氮封罐應密閉回收處理罐內排出的氣體的要求。氮封廢氣應通過尾氣回收系統處理后，經催化燃燒再排入大氣。 問題2: 氮封閥取壓管的取壓源點一定要設置在儲罐罐頂？是否可以設置在氮封閥閥后的氮氣管線上？ 認為氮封閥取壓管的取壓源點應盡量選擇在罐頂；取源點如要設置在氮封閥閥后管道上，應確保閥后管道的管徑和管道當量長度符合要求。 原因: 氮封閥測取的壓力信號應能真實反映儲罐內的工作壓力，也就是氮封閥取壓管的取壓源點的位置是否合適的問題。取源點設在氮封閥閥后管道上時，應考慮管道阻力降的問題，此時要選取合適的管徑，使管道阻力降相對于氮封閥的設定壓力（表壓）要比較小，否則就會影響氮封閥的控制。（阻力降跟管道長度成正比，跟管徑成反比） 問題3:如精細化工企業一個50m3甲醇儲罐，是否需要設置氮封？《精細化工企業工程設計防火標準》GB 51283-2020 ：6.2.2 單罐容積不小于 100m3的甲B、乙A液體當采用固定頂罐或低壓罐儲罐時，應采用氮氣或惰性氣體密封。
認為應設置氮封，原因：雖然從合規性角度來看，50m3的甲醇儲罐不設置氮封也滿足標準要求。但從風險角度，設置氮封十分必要。有二方面原因： 一、從氮封的目的來看，是為了隔絕空氣進入，實現防爆。如果未設置氮封，儲罐內部氣相空間就始終處于一個爆炸性混合氣體的狀態。這樣的后果就是現場一旦有動火作業、設備工具不防爆、防雷防靜電失效，就極可能會造成事故。除非你現場動火、電氣設施防爆功能一直完好，防雷防靜電設施持續可靠（企業真能做到嗎？）。 二、從事故追責來看，我們現階段生產安全事故的追責機制是十分嚴厲的，處處要留痕，事事要追責。即使調查組沒有追究企業加不加氮封的責任，但會追究企業諸如“隱患排查不"、“風險辨識不全面"、“安全主體責任落實不到位"等無法辯解的責任，所以責任肯定是無法逃脫的。 氮封閥通過監測儲罐內壓力的變化來自動調節惰性氣體的流入，保持儲罐頂部惰氣體層的穩定。氮封閥的核心功能是調節儲罐頂部惰氣體層的壓力。當儲罐內的壓力降至低于預設值時，氮封閥會感應到這一變化并自動開啟，允許惰性氣體流入。而一旦壓力回升至設定值，閥門便隨之關閉，停止惰性氣體的進一步流入。
▍ 石化儲罐頂部氮封系統的具體設置要求關鍵接口功能此外，氮封閥依賴三個關鍵接口進行有效的壓力調節，分別是與儲罐的接口、惰性氣體源接口和出氣口連接儲罐的接口。其一，連接閥門與儲罐的接口，用于測量儲罐內的壓力；其二，連接惰性氣體源與閥門的接口，作為惰性氣體的供應源；其三，連接閥門出氣口與儲罐的接口，確保為儲罐持續提供必要的惰性氣體。 02氮封閥的作用與注意事項 ▍ 工作原理與安全氮封閥，作為調節儲罐頂部惰氣體層壓力的關鍵設備，其工作原理相當重要。氮封閥在壓力變化時自動開啟或關閉，保證儲罐安全。當儲罐內壓力低于預設值時，氮封閥會感應到這一變化并自動開啟，允許惰性氣體流入。而當壓力回升至設定值時，閥門則會自動關閉，停止惰性氣體的進一步流入。這一系列動作，確保了儲罐內壓力的穩定，從而保證了儲罐的安全與穩定運行。 1、氮封閥裝置必須保持完好無損，同時確保惰性氣體的供應充足。一旦閥門出現故障或供應不足，儲罐內的氧氣濃度可能會上升，這與蒸發介質混合后可能產生易燃物質，帶來安全隱患。 2、惰性氣體應通過有效輸送方式引入罐槽中，以確保其能夠均勻分布并達到預期效果。 3、必須嚴格防范任何可能污染惰性氣體的來源。惰性系統應配備適當的除濕設備，以盡可能降低濕度，確保氣體質量。 ▍ 石化儲罐頂部氮封系統的具體設置要求維護性和特性
此外，氮封閥還具備以下現場可維護性和特性：材料多樣，包括不銹鋼金屬部件，以及等柔軟密封和墊圈產品；凈化技術，高凈化填充應用于高凈化產品，確保氣體純凈；專門設計，針對罐槽填充進行優化，滿足特定需求；運行壓力范圍在10PSIG到200PSIG的供應壓力下有效工作；標準接口采用NPT入口和出口，方便連接；壓力平衡閥確保穩定運行；法蘭連接選項有ANSI150磅或300磅，靈活選擇；補給管過濾器提供額外保護，確保氣體質量；自力式結構自動感應并調節填充氣體流入；設定點穩定性不受供應壓力影響，保持一致；流量調整，通過多種尺寸的阻流器，輕松適應不同大小的儲罐。 |
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