石油化工儲罐氮封系統(tǒng)壓力控制設計方案哪些儲罐需要設置氮氣保護系統(tǒng)

對于氮封系統(tǒng)的設置，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)設計防火標準（2018年版）》（GB50160-2008）、《精細化工企業(yè)工程設計防火標準》（GB 51283-2020）、《石油庫設計規(guī)范 》（GB 50074-2014）均對儲罐氮封系統(tǒng)的設置有明確要求?！妒突て髽I(yè)設計防火標準（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。

指揮器操作自力式壓力調(diào)節(jié)閥由控制閥門、執(zhí)行器、壓力彈簧、指揮器、脈沖管等部件組成。自力式氮封閥主要用于保持容器頂部保護氣體（一般為氮氣）的壓力恒定，以避免容器內(nèi)物料與空氣直接接觸，防止物料揮發(fā)、被氧化，以及容器的安全。該閥壓力設定在指揮器上實現(xiàn)，方便、快捷，壓力設定值在運行中也可隨意調(diào)整；控制精度高，可比一般zzy型直接操作自力式壓力調(diào)節(jié)閥高一倍，適合于控制精度要求高的場合。特別適用于各類大型儲罐的氣封保護系統(tǒng)。該產(chǎn)品具有節(jié)能、動作靈敏、運行可靠、操作與維修方便等特點。廣泛應用于石油、化工、冶金、電力、輕紡等工業(yè)部門中用作生產(chǎn)過程的自動調(diào)節(jié)。

石油化工儲罐氮封系統(tǒng)壓力控制設計方案符合國家標準的新一代閥門產(chǎn)品，其特點有：

1.無需外加驅(qū)動能源的節(jié)能型自控系統(tǒng)，設備費用低，適用于各種工況環(huán)境；

2.結(jié)構(gòu)簡單，維護工作量??；

3.設定點可調(diào)且范圍寬，便于用戶在設定范圍內(nèi)連續(xù)調(diào)整；

4.執(zhí)行機構(gòu)敏感，極微小的壓力變化即可會檢測出，控制精度高；

該產(chǎn)品特別適用于個行業(yè)的儲罐的氣封系統(tǒng)及安全保護系統(tǒng)。如儲罐氮封。罐區(qū)是整個石化化工、能源供應鏈中的重要設施且投資巨大，根據(jù)相關(guān)研究數(shù)據(jù)，儲罐事故占煉油廠和罐區(qū)事故的74%，其中12%被列為重大事故。而由于儲罐內(nèi)經(jīng)常會存儲著危險和易燃液體，一旦出現(xiàn)泄漏、溢流、爆炸等安全事件后果不堪設想。儲罐的安全性通常與儲罐壓力控制有關(guān)，罐頂壓力控制數(shù)字化解決方案幫助客戶及時了解儲罐的異常情況，提高設備可靠性、儲罐和人員的安全性。

石油化工儲罐氮封系統(tǒng)壓力控制設計方案儲罐壓力管理

由于液位和溫度變化或異常情況（如火災或系統(tǒng)故障）導致儲罐壓力變化，可通過氮封閥、蒸發(fā)氣回收閥、呼吸閥、緊急泄放閥進行管理，防止儲罐超壓或真空時需要迅速釋放過大的正壓或負壓，以確保儲罐的安全。

一般來說，儲罐需要三層壓力防護層，由不同設置點的壓力控制產(chǎn)品控制儲罐的呼吸，并防止超壓和失壓事件發(fā)生。

第一層保護：氮封閥和蒸發(fā)氣回收閥

當儲罐液位降低或溫度降低，罐內(nèi)氣體壓力稍低于氮封閥設定點時，氮封閥補氣，精確控制儲罐內(nèi)微正壓，并能起到有效隔絕空氣和濕氣，提高罐內(nèi)產(chǎn)品質(zhì)量。當罐頂氣體壓力稍高于蒸發(fā)氣回收閥設定點時，蒸發(fā)氣回收閥開啟排放氣體，通過管道進入客戶的尾氣回收系統(tǒng)進行處理并重新利用，避免過多或者過于頻繁的向大氣中排放氮氣與可揮發(fā)性有機物（VOCs）。

第二層保護：呼吸閥

當罐內(nèi)氣體壓力繼續(xù)上升時，蒸發(fā)氣回收閥已經(jīng)無法通過排出部分氣體而使罐頂壓力恢復正常，呼吸閥的呼閥部分就會打開，排放過量氣體，降低罐頂壓力。但呼閥并不會經(jīng)常打開，因為大多數(shù)微量的氣體排放已經(jīng)通過蒸發(fā)氣回收閥實現(xiàn)。當罐內(nèi)氣體降低，真空壓力高于吸閥設定值時，呼吸閥的吸閥開啟，吸入空氣，保證罐內(nèi)氣體壓力正常。這就是第二層壓力保護措施。

第三層保護：緊急泄放及緊急吸入閥

緊急泄放閥的超壓泄放功能通常在火災工況被啟用。在罐區(qū)發(fā)生火災時，罐外的溫度驟然上升，罐內(nèi)大量氣體揮發(fā)，蒸發(fā)氣回收閥和呼吸閥的排放能力都不能滿足罐內(nèi)壓力泄放的需求，緊急泄放閥會被打開。此產(chǎn)品口徑較大，一般為24英寸或者更大。當罐內(nèi)壓力急劇減少或超真空時，吸閥吸入量無法滿足要求時，緊急吸入閥自動開啟，緊急吸入大量氣體，盡快使罐內(nèi)恢復正常壓力。帶真空吸入功能的緊急泄放閥帶真空吸入功能的緊急泄放閥

阻止火焰?zhèn)鞑ソ鉀Q方案

儲罐內(nèi)儲存介質(zhì)為易揮發(fā)性可燃介質(zhì)時，為防止外部火焰進入儲罐或阻止火焰在設備、管道間蔓延，需安裝阻火器。艾默生可根據(jù)實際需求，提供管末端阻火器、管道式阻爆燃阻火器及阻非穩(wěn)態(tài)爆轟型阻火器，確保外界火源不會進入到罐內(nèi)，避免儲罐內(nèi)部起火。結(jié)合所有以上產(chǎn)品可以精確的控制儲罐壓力，在超壓、失壓和火焰發(fā)生時對儲罐進行的保護。

無線遠程監(jiān)測

在罐頂閥門上安裝無線儀表，為用戶提供遠程監(jiān)控和即時反饋，幫助用戶及時發(fā)現(xiàn)閥門異常狀況，盡早做閥門維護，防止事故的發(fā)生，提高罐區(qū)安全。850/950型呼吸閥和2000型緊急泄放閥提供遠程監(jiān)控選項，包括接近傳感器和無線變送器。接近傳感器檢測泄放閥的移動，“打開"或“關(guān)閉"信號由無線變送器接收，并可通過網(wǎng)關(guān)發(fā)送至控制室。

石油化工儲罐氮封系統(tǒng)壓力控制設計方案

儲罐罐頂壓力控制一般容易被忽略，一旦發(fā)生事故，后果極其嚴重。艾默生深耕能源行業(yè)幾十年，深深了解客戶的痛點并由此研發(fā)和制定了相關(guān)解決方案，從失壓-低壓-高壓-超壓均能提供優(yōu)秀的解決方案和產(chǎn)品。通過艾默生無線遠程監(jiān)控系統(tǒng)，為客戶提供完整的遠程可視化系統(tǒng)和即時通訊。儲罐安全了，意味著工作人員的安全、儲罐維修費用的減少、計劃外停車時間的減少，因此而產(chǎn)生的維護成本也大幅減少。此外，采用*儲罐壓力控制方案，大大減少罐內(nèi)的產(chǎn)品損失，減少排放，避免了因過量排放造成的社會負面評價、減少環(huán)保違規(guī)造成的罰款，有效幫助企業(yè)達到企業(yè)績效。

建議對儲罐壓力控制進行整體設計，要考慮各個保護設備合理的壓力設定區(qū)間?！毒毣て髽I(yè)工程設計防火標準》（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，應設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，應設置氮氣密封保護系統(tǒng)。儲存Ⅰ、Ⅱ級毒性的甲B、乙A類液體儲罐應設置氮封保護系統(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，應設置氮封系統(tǒng)，防止空氣進入儲罐。