石化低壓儲罐氮封裝置優(yōu)化改進方案如何設(shè)置氮封系統(tǒng)

采用氮封的儲罐，一般為常壓罐或低壓罐，因此，防止儲罐氮氣超壓是一個重要問題。在化工標準《氣封的設(shè)置》（HG/T 20570.16-1995）中，給出了氮氣供氣量的計算方式，“儲罐氣封裝置的供氣量應(yīng)大于或等于由于泵抽出儲罐內(nèi)儲存的液體所需的補充氣量與由于外界氣溫變化而產(chǎn)生的儲罐內(nèi)氣體冷凝和收縮所需補充的氣量之和"。規(guī)范中計算的補氣量只是一個經(jīng)驗值，工作中還需結(jié)合實際，計算出更符合需求的數(shù)值，以此來確定氮氣管線管徑和氮封閥型號。建議專業(yè)技術(shù)力量不足的企業(yè)，委托設(shè)計單位計算合理的補氣量，既能保證氮封要求也不會造成浪費。

　氮封閥（氮封裝置）是由ZZDG型指揮器操作型自力式供氮閥（這里簡稱供氮閥）和ZZDX型自力式泄氮閥（簡稱泄氮閥）兩大部份組成。當罐內(nèi)壓力升高超過設(shè)定值時，供氮閥關(guān)閉，泄氮閥打開（罐頂未設(shè)呼吸閥，或呼吸閥故障打不開），將罐內(nèi)多余壓力泄放。在儲罐內(nèi)壓力降低時，泄氮閥處于關(guān)閉狀態(tài)，供氮閥打開，向罐內(nèi)注氮氣。供氮閥閥前壓力最好在1.0Mpa以下，現(xiàn)場壓力較高時，可在供氮閥前安裝一只ZZYP型自力式壓力調(diào)節(jié)閥將壓力減至：1.0 Mpa以下，以提高可靠性和使用效果。

　　二、石化低壓儲罐氮封裝置優(yōu)化改進方案哪些儲罐需要設(shè)置氮氣保護系統(tǒng)

對于氮封系統(tǒng)的設(shè)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(yè)設(shè)計防火標準（2018年版）》（GB50160-2008）、《精細化工企業(yè)工程設(shè)計防火標準》（GB 51283-2020）、《石油庫設(shè)計規(guī)范 》（GB 50074-2014）均對儲罐氮封系統(tǒng)的設(shè)置有明確要求。

《石油化工企業(yè)設(shè)計防火標準（2018年版）》（GB50160-2008）規(guī)定，當單罐容積小于或等于5000m3的內(nèi)浮頂儲罐采用易熔材料制作的浮盤時，應(yīng)設(shè)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(yīng)設(shè)置氮氣保護。

《精細化工企業(yè)工程設(shè)計防火標準》（GB 51283-2020）規(guī)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(yīng)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(zhì)；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(fā)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(nèi)浮頂罐儲存更安全可靠。

《石油庫設(shè)計規(guī)范 》（GB 50074-2014）規(guī)定，當選用內(nèi)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(yīng)設(shè)置氮氣密封保護系統(tǒng)。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(yīng)設(shè)置氮氣密封保護系統(tǒng)。儲存Ⅰ、Ⅱ級毒性的甲B、乙A類液體儲罐應(yīng)設(shè)置氮封保護系統(tǒng)。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(nèi)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(yīng)采取氮封等安全保護措施，典型的易自聚不穩(wěn)定的丁二烯、苯乙烯儲罐，應(yīng)設(shè)置氮封系統(tǒng)，防止空氣進入儲罐。

　　氮封閥（氮封裝置）的供（泄）氮壓力設(shè)定方便，可在連續(xù)生產(chǎn)的條件下進行。在設(shè)定壓力范圍內(nèi)，如從100mm H20需調(diào)整到50mm H20，可通過調(diào)節(jié)供氮閥頂部的調(diào)節(jié)螺絲，改變彈簧的力，即可達到需要新設(shè)定的工藝值。泄氮閥的調(diào)整也是同理。呼吸閥設(shè)定值調(diào)整：在上述設(shè)定值調(diào)整好后，為避免呼吸閥啟閉頻繁，呼吸閥的設(shè)定值應(yīng)大于泄壓設(shè)定置。呼吸閥用于油及液體罐上,來排除罐內(nèi)的正壓和負壓氣體,使罐內(nèi)液體進出方便.如罐體上不裝呼吸閥罐內(nèi)的液體進出有一定的障礙,很可能出現(xiàn)罐體變型和振動,該產(chǎn)品設(shè)計合理,結(jié)構(gòu)簡單,使用方便;是儲罐的產(chǎn)品,*?！?/p>

石化低壓儲罐氮封裝置優(yōu)化改進方案性能及特點：

　　•  新型全天候呼吸閥殼體選用鑄鐵、鑄鋼和鋁合金，耐腐蝕性好；

　　•  閥盤采用四氟材料，耐低溫，防凍性能好；

　　•  結(jié)構(gòu)簡單，易檢修，安全方便；

　　•  新型全天候呼吸閥性能*符合石油工業(yè)部標準 SY7511-87 規(guī)定。　

　　呼吸閥適用范圍：

　　•  新型全天候呼吸閥適用于儲存閃點低于 28 ℃的甲類油品和閃點低于 60 ℃的乙類油品，如汽油、笨、甲笨、煤油、輕柴油、機油、原油等油品及性質(zhì)相同的化工產(chǎn)品儲罐?！?/p>

　　•  可與新型波紋阻火器配套使用。

石化低壓儲罐氮封裝置優(yōu)化改進方案

《石油化工儲運系統(tǒng)罐區(qū)設(shè)計規(guī)范》（SH/T 3007-2014）規(guī)定，采用氮氣保護的儲罐，其操作壓力宜為0.2Kpa～0.5Kpa；其他設(shè)置有呼吸閥的儲罐，其操作壓力宜為1Kpa～1.5KPa。為防止儲罐超壓，除計算符合實際的補氣量外，還應(yīng)采取其他措施。

（1）罐頂安裝就地壓力表，并設(shè)置壓力遠傳功能至DCS或PLC控制系統(tǒng)，設(shè)定高、低壓報警功能，及時檢測壓力變化情況。

（2）設(shè)置雙呼吸閥防止呼吸閥故障。但對于粘度較大、易發(fā)生結(jié)晶的介質(zhì)，容易造成呼吸閥堵塞，建議采取其他措施，并對補氣管線、排氣管線進行伴熱處理，降低物料粘結(jié)和結(jié)晶對閥門和管線的影響，提高安全系數(shù)。

3）設(shè)置緊急泄放人孔，事故時打開保護儲罐。根據(jù)《石油化工儲運系統(tǒng)罐區(qū)設(shè)計規(guī)范》（SHT 3007-2014）的規(guī)定：事故泄壓設(shè)備的開啟壓力應(yīng)大于呼吸閥的排氣壓力，并應(yīng)小于或等于儲罐的設(shè)計正壓力；事故泄壓設(shè)備的吸氣壓力應(yīng)小于呼吸閥的進氣壓力，并應(yīng)大于或等于儲罐的設(shè)計負壓力；事故泄壓設(shè)備應(yīng)滿足氮氣管道系統(tǒng)和呼吸閥出現(xiàn)故障時保障儲罐安全通氣的需要；事故泄壓設(shè)備宜選用公稱直徑不小于500mm的呼吸人孔。如儲罐設(shè)置有備用呼吸閥，事故泄壓設(shè)備也可選用公稱直徑不小于500mm的緊急放空人孔蓋。

闡述合理設(shè)定氮封系統(tǒng)中各閥(氮封閥、泄氮閥、呼吸閥)的壓力，可避免氮封失效。泄氮閥和氮封閥分別起“呼"、“吸"作用，呼吸閥僅起安全保護作用。分別從氮封系統(tǒng)適用工況、設(shè)計原則、供氣量計算、注意事項等方面進行了詳細闡述，通過對氮封系統(tǒng)的合理設(shè)計，可規(guī)避安全風險、降低事故概率。