廠區儲罐氮封閥系統應用
在儲罐上設氮封閥，維持罐內氣相空間壓力在工藝要求范圍（以JVOCs項目為例，如0.2-0.5KPa）左右，當氣相空間壓力高于設定值（如0.4KPa）時，氮封閥關閉，停止氮氣供應；當氣相空間壓力低于設定值（如0.4KPa）時，氮封閥開啟，開始補充氮氣。儲罐氮封系統使用的氮氣純度不宜低于99.96%，氮氣壓力宜為0.5-0.7MPa。
氮封閥主要用于儲罐頂部，維持儲罐的微正壓，隔離物料與外界接觸，減少物料的揮發和浪費，保護儲罐安全。是否要設氮封設施和氮封閥可參考如下規定：
1.SH/T3007《石油化工儲運系統罐區設計規范》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：
①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；
②設置氮氣或其他惰性氣體密封保護系統，控制儲存溫度低于閃點5℃及以下。
儲存I、工級毒性的甲B、乙A類液體儲罐不應大于10000m3，且應設置氮氣或其他惰性氣體密封保護系統。
2.《石油化工儲運罐區VOCs治理項目指導意見》規定：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、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應設置氮氣密封系統。
3.其他為防止儲罐揮發性有毒或可燃氣體泄放到罐外危害安全或防止儲罐內物料與氧接觸氧化或發生化學反應等場合。
六、廠區儲罐氮封閥系統應用氮封如何安裝
關于氮封安裝，分享兩種錯誤安裝場景：一種是直接安裝在呼吸閥下部短節位置（圖1），另外一種是靠近呼吸閥位置直接焊接在法蘭接管處（圖2）。這兩種場景均會導致氮氣直接排出，無法起到氮封作用。
在儲罐應用中，氮封閥是用來保護儲罐，防止在物料泵出時或儲罐氣體冷凝時造成的真空將儲罐抽癟。大多數氮封系統是由幾個控制閥組合而成，或由自力式調節閥代替。但我們的系列氮封閥并不是一個減壓控制閥，它是我們的專業工程師根據對儲運系統罐區的深入了解及多年的應用經驗，專門為儲罐設計的氮封系統。
若呼吸閥用在氮封罐上，建議氮氣供氣管的接管位置一定要遠離呼吸閥接口，并由罐頂部插入貯罐內，使氮氣進罐后不直接排出，從而達到氮封目的。
氮氣保護系統包括氮氣源、氮氣管線、氮封裝置、罐內壓力檢測等。儲罐氮封的作用主要是為了防止儲罐出現負壓而從呼吸閥吸入 空氣，以保持罐內微正壓；氮封閥正常壓力設定值宜為 0.2kPa-0.5kPa，并應避免與呼吸閥和單呼閥或控制閥等設定壓力交集，產生不必要的 氮氣損耗和浪費。當罐內氣體壓力低于氮封閥開啟壓力時，氮封閥打 開向罐內補入氮氣；當罐內氣體壓力達到氮封閥關閉壓力時，氮封閥 關閉停止向罐內補入氮氣。
當罐內氣體壓力高于控制閥或呼閥定壓時，通過呼閥或揮發氣收集總管控制閥開啟向罐外排出氣體。呼吸閥外排壓力、緊急泄放閥 定壓根據儲罐設計壓力確定。對于設計壓力為-0.5kPa～2.0kPa 的儲 罐，宜采用以下控制方案:
序號 | 品 名 | 型 號 及 規 格 | 單位 | 數量 |
1 | 氮封閥 | 氮封閥(自力式減壓閥)ZZYVP-II DN15 PN16 進口壓力 0.3-0.6 MPA, 出口壓力1 KPA 法蘭連接 | 臺 | 2 |
2 | 泄氮閥 | 泄氮閥（氮氣密封配套設施）ZXD-16 DN15 PN16起跳壓力2 KPA 法蘭連接 | 臺 | 2 |
1）在每臺儲罐上應設置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 0.3kPa 左右，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故 障時，使用限流孔板旁路給儲罐內補充氮氣。
2）當氮封閥事故失靈不能及時關閉，造成罐內壓力超過 1.5kPa時，通過帶阻火器的呼吸閥外排；當氮封閥事故失靈不能及時開啟時， 造成罐內壓力降低至-0.3kPa 時，通過帶阻火器呼吸閥向罐內補充空 氣，確保罐內壓力不低于儲罐的設計壓力低限（-0.5kPa）。
3）為確保設置氮封儲罐事故工況下的安全排放，應在儲罐上設置事故泄壓設備，緊急泄放閥定壓不應高于儲罐的設計壓力上限（2.0kPa）。
4）在廠區收集總管上設置在線氧分析儀，判斷儲罐氮封系統的可靠性，并滿足后續油氣處理設施的安全性。
整機工作原理及作用方式
ZZYVP-16B指揮器操作自力式氮封閥是一種控制閥后壓力的調節閥，其初始位置的閥芯在開啟位置，當指揮器執行機器檢測到閥后壓力升高至設定值，自動關閉指揮器，隨即主閥開度逐漸減小，直至閥后壓力穩定在要求的設定值。
七、廠區儲罐氮封閥系統應用規格用技術參數
主要參數及主要性能指標見表一 表一
公稱通徑DN（mm） | 20 | 25 | 40 | 50 | 80 | 100 | 150 | ||||||
閥座直徑（mm） | 6 | 15 | 20 | 25 | 32 | 40 | 50 | 65 | 80 | 100 | 125 | 150 | |
額定流量系數Kv | 0.32 | 5 | 8 | 11 | 20 | 30 | 48 | 75 | 120 | 190 | 300 | 480 | |
壓力調節范圍KPa | 0.1～0.5、0.4～5.0、4.0～12.0、 | ||||||||||||
公稱壓力PN（MPa） | 1.6 | ||||||||||||
被調介質溫度（℃） | -5～+100 | ||||||||||||
流量特性 | 快開 | ||||||||||||
調節精度（%） | ≤±5 | ||||||||||||
執行機構有效面積（cm2） | 100 | 200 | 280 | 400 | |||||||||
信號接口 | 內螺紋M10×1.5 | M16X1.5 | |||||||||||
2、廠區儲罐氮封閥系統應用壓力調節范圍見表二 表二
壓力調節范圍（KPa） | 指揮器膜室 有效面積（cm2） | 執行機構膜室 有效面積（cm2） | 使用閥門口徑（mm） |
0.1～0.5 | 1200 | 100 | 20～32 |
0.4～5.0 | 600 | ||
4.0～12.0 | 400 | ||
0.1～0.5 | 1200 | 200 | 40～50 |
0.4～5.0 | 600 | ||
4.0～12.0 | 400 | ||
0.1～0.5 | 1200 | 400 | 65～100 |
0.4～5.0 | 600 | ||
4.0～12.0 | 400 | ||
0.1～0.5 | 1200 | 600 | 125～150 |
0.4～5.0 | 600 | ||
4.0～12.0 | 400 |
3、廠區儲罐氮封閥系統應用主要零件材料見表三 表三
零 件 名 稱 | 材 料 |
氣動活塞式執行機構，指揮器 | 組合件 |
閥體，閥蓋 | ZG230-450，ZG0Cr18Ni9Ti，ZG0Cr18Ni12Mo2Ti |
推桿，閥桿 | 2Cr13，1Cr18Ni9 |
閥座 | 1Cr18Ni9Ti |
閥芯（軟密封）/填料 | 聚四氟乙烯 |
膜片 | 橡膠夾增強滌綸織物/四氟膜片/氟橡膠膜片 |
彈簧 | 1Cr18Ni9Ti、60Si2Mn |
八、廠區儲罐氮封閥系統應用閥體強度和試驗：
試驗前，必須將閥門腔體內的油污、水漬、雜質清理干凈，在閥體兩端及接座處安裝度壓板封堵，安裝加壓泵、壓力表、截止閥和排氣閥等。將自來水向閥體腔內沖壓并保壓，壓力等級根據閥門技術要求和閥門試驗標準來確定，保壓時間10min。重點檢查閥體承壓面、焊縫處，若外泄漏和結構損失，方可認為合格。
1、單體密封試驗：
試驗介質為液體：試驗前，全開閥門，將其腔內的水漬、雜質、油污清理干凈，*關閉閥門后，安裝試壓板、加壓泵、壓力表、截止閥、排氣閥等。從進口盲板處對閥充入自來水，水壓力等級根據閥門技術要求和閥門試驗標準來確定，保壓時間3min。泄漏量符合行業標準（GB/T4213-2008）的相關規定，可認為合格。
試驗介質為氣體：試驗前，全開閥門，將其腔內的水漬、雜質、油污清理干凈，*關閉閥門后，安裝試壓板、加壓泵、壓力表、截止閥、排氣閥等。從進口盲板處對閥充入溫度為5~10℃的清潔空氣，壓力等級根據閥門技術要求和閥門試驗標準來確定，保壓時間3min。泄漏量符合行業標準（GB/T4213-2008）的相關規定，可認為合格。
2、動作試驗：
空載動作試驗：試驗前，全開閥門將其腔內的水漬、雜質、油污清理干凈，*關閉閥門；外接液壓驅動閥門開關數次，若閥門在開啟過程能正常動作，全行程時間滿足要求且沒有異響聲等現象，則認為合格。
帶負載開啟試驗：試驗前，全開閥門將其腔內的水漬、雜質、油污清理干凈，*關閉閥門；閥體一端安裝試驗盲板并安裝加壓力泵、壓力表、截止閥等。對密封腔內充入干凈空氣壓壓，壓力等級根據閥門技術要求和閥門試驗標準來確定，持續一分鐘。外接液壓站驅動閥門開關次數，若閥門在開啟過程中能正常動作，全行程時間滿足要求且沒有異響聲等現象，則認為合格。
總之，新購調節閥必須經過強度試驗、密封試驗和動作試驗，驗收合格后方可投入使用。
