化工儲罐頂部氮氣壓力恒定控制裝置應用案例

 自力式氮封閥(即氮封裝置)主要用于儲罐頂部氮氣壓力恒定控制，自力式氮封閥是一種無須外來能源，以彈簧為動力核心利用被調介質自身的壓力來控制閥芯位置變化，達到自動調節和穩定壓力的目的，以保護罐內物料不被氮化及儲罐的安全。該閥由ZZYVP快速泄放閥及ZZV自力式微壓調節閥兩大部分組成。快速泄放閥由壓力控制器及ZMQ-16K型單座切斷閥組成。氮封裝置，作為一種重要的密封系統，在石油化工行業中發揮著至關重要的作用。它主要應用于那些易揮發的物料，例如汽油、甲醇等，這些物料在常溫下容易揮發，導致物料的大量損失。此外，對于那些在工藝過程中需要控制或避免與空氣接觸的物料，氮封裝置同樣具有顯著的效果。通過氮封裝置，可以有效減少物料的揮發，保護環境，同時降低生產成本。

化工儲罐頂部氮氣壓力恒定控制裝置應用案例的主要作用包括：

1）. 防止氧化：通過向儲罐內注入氮氣，可以有效排擠罐內的空氣，從而減少物料與氧氣的接觸，降低物料被氧化的風險。

2）. 抑制揮發：氮封裝置能夠顯著減少儲罐內物料的揮發，特別是對于易揮發的化學物質。

3）. 維持壓力平衡：在物料的裝入或抽出過程中，氮封裝置能夠調節儲罐內部的壓力，保持壓力的穩定，防止因壓力變化導致的儲罐結構損壞。

4）. 減少VOCs排放：氮封技術有助于減少揮發性有機化合物（VOCs）的排放，從而保護環境并滿足工業排放標準。

5）. 防止污染：氮氣作為一種惰性氣體，可以有效地防止儲罐內的物料受到外界污染，確保物料的純度和質量。

6）. 提高安全性：通過精確控制儲罐內的氮氣壓力，可以避免因壓力過高或過低引發的安全事故。

7）. 保護儲罐結構：氮封裝置能夠預防儲罐因內部壓力波動而產生的變形或損壞，從而延長其使用壽命。

8）. 廣泛適用性：氮封裝置適用于各種類型的儲罐，包括化工原料儲罐、食品級儲罐以及超純水儲罐等。

此外，根據GB50160-2008石化企業防火標準和SH/T3007-2014儲運罐區設計規范的要求，對于甲B、乙A類的可燃液體儲罐，應設置氮氣密封保護系統。通過調節氮氣量填充頂部空間，不僅節能降耗，還能有效隔離油品與外界接觸，起到重要的保護作用。
（3）對于常壓下存儲的I、II級毒性的甲B和乙A類液體，應采用氮氣密封保護系統。
（4）當儲存介質與空氣接觸時，容易發生氧化、聚合等化學反應，因此在常壓儲存條件下，建議設置氮封保護系統。
（5）若儲存介質具有水溶性且對其含水量有嚴格需求，同樣建議在常壓儲存時設置氮封保護系統。

接下來，我們將探討氮封系統的設計方案。首先，壓力控制是關鍵。氮氣密封系統通過精密的壓力調節閥，如自力式氮封閥，來維持儲罐內部壓力的穩定和安全。此外，重要場合的儲罐頂部還需配備阻火呼吸閥和泄壓人孔等安全設備。值得注意的是，氮氣操作壓力應控制在5~6 MPa范圍內，且氮氣的純度不應低于2%。

化工儲罐頂部氮氣壓力恒定控制裝置應用案例

例如，我們可以通過控制罐內氣體壓力在約300 Pa（G）的水平來維持穩定。一旦儲罐內壓力上升至500 Pa（G）或以上，氮氣控制閥將關閉，暫停氮氣補充；而當壓力降至200 Pa（G）或以下時，氮氣控制閥會自動打開，補充氮氣，以防吸入空氣形成。

接下來，我們探討氧含量控制設計方案。該方案的核心在于，通過氮氣密封系統將罐內氣相空間的氧氣濃度控制在5%以下，從而消除潛在的爆炸風險。具體來說，我們會在罐內安裝氧氣濃度監測器進行實時監控，并與氮氣管路控制閥進行聯鎖設計。一旦氧含量達到高值，系統將自動報警并通過聯鎖機制打開氮氣閥，注入氮氣。當檢測器指標降至正常范圍時，氮氣閥將立即關閉，停止充氮。

此外，我們還會在同類介質儲罐間設計一組貫通的氣相管道，以減少作業時的氮氣用量和油氣排放量。例如，采用DN150的管徑和150m3/h的流量，可以有效實現這一目的。

化工儲罐頂部氮氣壓力恒定控制裝置應用案例充氮量計算

充氮量Q通常等于儲罐物料的排出量Q1與因溫度變化而導致的吸氣量Q2之和。以一個3000m3的苯罐為例，我們可以根據化工部“鋼制立式圓筒形內浮頂罐系列"HG21502-1992的標準，通過查表獲得儲罐的內徑D、罐壁高度H1和拱頂球冠高度H2。在本次計算中，我們假設浮盤沉底，即設計液位h為8m，從而計算出儲罐內最大氣體的體積Vm。Vm由罐體圓柱部分的氣相空間體積V1與罐頂球冠空間體積V2相加得到。
3000m3儲罐內氣體體積最大值Vm計算為3400m3。當儲罐內部氣體溫度從35℃降至20℃（一小時內完成），且罐內操作壓力從1000Pa（G）降至0Pa（G）時，我們可以利用理想氣體狀態方程來進行分析。

化工儲罐頂部氮氣壓力恒定控制裝置應用案例式中：
P0：標準大氣壓，取值為101325MPa（A）；
P1：操作壓力，單位為MPa（A）；
V0：標準狀態下的氣體體積，單位為Nm3；
V1：操作狀態下的氣體體積，單位為m3，此處我們采用液位時的Vm值；
T0：標準狀態下的氣體溫度，取值為215K；
T1：操作狀態下的氣體溫度，單位為K。

根據理想氣體狀態方程，我們可以推導出在儲罐內液位、標準狀態下，35℃時的罐內氣體體積V0為3044Nm3；同樣地，25℃時的罐內氣體體積V0'為3168Nm3。因此，此降溫過程中需要補充的氮氣量Q可以通過計算得出，為124m3/h。

為了避免不必要的氮氣浪費，在實際操作中，我們可以參考SH/T3007 2014標準中表6推薦的氣量規范值，并結合實際工況進行精確計算。

此外，氮封裝置的常見故障通常與截止閥、過濾器、供氮閥、調節器、壓力表以及呼吸閥等組件有關。

化工儲罐頂部氮氣壓力恒定控制裝置應用案例工作原理

       儲罐內壓力升高至設定壓力時，快速泄放閥迅速開啟，將罐內多余壓力泄放。微壓調節閥在儲罐內壓力降低時，開啟閥門，向罐內充注氮氣。因微壓調節閥必須使用在壓力為0.1Mpa壓力以下，現場壓力較高，必須安裝ZZYP型壓力調節閥將壓力調節閥將壓力降低至0.1Mpa以下才可使用。公稱壓力0.1Mpa，壓力可按分段設定，從0.5Kpa 至66 Kpa以下，介質溫度溫度≤80℃。

化工儲罐頂部氮氣壓力恒定控制裝置應用案例性能特點

1、無需外加能源，能在無電、無氣的場合工作，既方便又節約能源，降低成本。

2、氮封裝置供氮，泄氮壓力設定方便，可在連續經營的條件下進行。

3、壓力檢測膜片有效面積大，設定彈簧剛度小、動作靈敏、裝置工作平衡。

4、采用無填料設計，閥桿所受磨擦力小、反應迅速、控制精度高。

5、供氮裝置采用指揮器操作，減壓比可達100:1，減壓效果好、控制精度高。

6、氮氣壓力設定范圍廣，低至0.5Kpa高至1000Kpa，比值達高；

7、調節調壓力檢測膜片有效面積大，設定彈簧剛度小，動作極靈敏。

化工儲罐頂部氮氣壓力恒定控制裝置應用案例

化工儲罐頂部氮氣壓力恒定控制裝置應用案例主要技術參數

化工儲罐頂部氮氣壓力恒定控制裝置應用案例主要外形尺寸

自力式氮封閥是一種重要的氣體保護設備，主要用于防止容器內部氧氣和其它雜質進入，以維護內部氣氛的穩定。一般應用在儲存易燃、易爆和有毒有害氣體的容器內，如化工廠、實驗室等場所。

二、化工儲罐頂部氮氣壓力恒定控制裝置應用案例的安裝方向

1. 安裝位置

自力式氮封閥通常安裝在容器頂部，以防止氣體從容器上方流入。但也有少數情況下，可以根據實際需求在容器側面或底部進行安裝。

2. 垂直安裝

自力式氮封閥在安裝時應保持垂直狀態，且應確保氮封閥底部與容器底部有一定距離（一般不小于100mm），以確保氮封閥的正常工作。

3. 結構要求

氮封閥安裝時需要注意以下幾點：

- 氮封閥底部應與容器內部同一平面，不能低于容器底部，且不能靠近容器壁，以免影響氮氣的封閉效果。

- 確保氮封閥底部有一個排氣管道，以便將氣體排出容器外。

- 必須保證氮封閥的密封性能良好，以免發生氣體泄漏事故。

三、化工儲罐頂部氮氣壓力恒定控制裝置應用案例的安裝注意事項

1. 安裝前應檢查氮封閥的密封面、密封圈和密封塊，必要時更換。

2. 安裝前應檢查氮封閥是否能順暢啟動，如果有異常情況應及時進行維修。

3. 在安裝完氮封閥后，應進行壓力測試，確保氣密性良好。

4. 氮封閥密封圈和密封面應定期清洗和保養，以保證其正常的工作效果。

四、化工儲罐頂部氮氣壓力恒定控制裝置應用案例結語

自力式氮封閥是一種非常重要的氣體保護設備，正確的安裝和使用方法能夠確保其正常的工作效果。安裝時請嚴格按照相關規定操作并注意安全事項，以確保氣體的安全和容器的正常使用。