一、油品儲罐氮封閥泄壓閥呼吸閥裝置技術(shù)參數(shù) 氮封閥是一種高精度的KP級別的用于保持氮氣壓力在一個設(shè)定值的自力式調(diào)節(jié)閥，無需外加能源，利用被調(diào)介質(zhì)自身能量為動力源，自動控制閥門介質(zhì)流量，使閥后壓力保持恒定的壓力穩(wěn)定裝置。現(xiàn)已廣泛用于連續(xù)送氣的天然氣采輸，城市煤氣以及冶金、石油、化工等工業(yè)生產(chǎn)部門。 油品裝置儲罐氮封系統(tǒng)調(diào)試本文闡述了化工部油品裝置中的罐區(qū)增加氮封系統(tǒng)的創(chuàng)新，同時利用EPKS分散控制系統(tǒng)實現(xiàn)了過程參數(shù)的集中采集、遠程監(jiān)視和實時控制。重點論述了系統(tǒng)的組成和控制方案，對更新改造的問題進行了分析和攻關(guān)。儲罐氮封系統(tǒng):由自力式調(diào)節(jié)閥、前后壓力表、附屬管路組成。主要設(shè)備是自力式調(diào)節(jié)閥，該閥是一種無需外加驅(qū)動能源，倚靠被測介質(zhì)自身的能量，按設(shè)定值進行自動調(diào)節(jié)的裝置。它集變送器、控制器及執(zhí)行機構(gòu)的功能于一體。按被控參數(shù)可分為自力式壓力(壓差)、自力式液位和自力式溫度調(diào)節(jié)閥。氮封閥為自力式壓力(壓差)調(diào)節(jié)閥，詳見油品在儲運過程中，不可避免的存在油品損耗，同時儲罐呼出的油氣對環(huán)境和人身的傷害依然嚴重。特別是對油品容易氧化，需要保證油品品質(zhì)的儲罐，以上措施效果不佳。采用氮氣充填于固定頂油罐的油氣空間謂之氮封。因氮氣的密度小于油氣而浮于油氣之上故而形成氮封。 2本次改造為“化工部油品裝置11臺儲罐增加氮封系統(tǒng)項目，將未實現(xiàn)氮封的油品儲罐完成氮封改造。 
油品儲罐氮封閥泄壓閥呼吸閥裝置技術(shù)參數(shù) 該工程包括現(xiàn)場儀表更新更換施工及南北罐區(qū)控制系統(tǒng)擴容改造組態(tài)調(diào)試。將現(xiàn)場6臺光纖液位計以及相關(guān)光纜和控制室內(nèi)相關(guān)的二次表盤柜進行拆除，現(xiàn)場更新為雷達液位計。新增11臺壓力變送器于儲罐頂部，安裝于防護箱內(nèi)，變送器的遠傳顯示表頭安裝于罐下利于觀測的合適位置。11臺儲罐各增加氮封閥一臺，根據(jù)罐內(nèi)壓力變化控制氮封閥門的開度。所有現(xiàn)場儀表信號送入油品控制室內(nèi)現(xiàn)有DCS控制系統(tǒng)，由于現(xiàn)有DCS系統(tǒng)容量已滿，需要擴容。北罐區(qū)控制室內(nèi)新增EPKS C300機柜（C300系統(tǒng)）及操作站1套，替代原北罐區(qū)二次表機柜，并且在油品控制室內(nèi)新增一對交換機，通過光纜實現(xiàn)與北罐區(qū)新增C300控制系統(tǒng)的連接。南罐區(qū)在原有C200控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)上新增一塊AI卡即可，站臺可利用現(xiàn)有備用點。化工行業(yè)儲存的許多物料易燃易爆。為提高儲存的安全性,經(jīng)常對儲存易燃易爆介質(zhì)的液化品儲罐進行惰性氣體保護。因氮氣較容易獲得且相對更安全,所以往往采用氮氣保護系統(tǒng),俗稱氮封。現(xiàn)在,國家對危險化工品儲存的安全要求也越來越高。一些國內(nèi)的規(guī)范已經(jīng)明確要求在特定氮封或其他惰性氣體保護系統(tǒng)可有效防止儲罐發(fā)生火災(zāi)爆炸事故。從近幾年對各類企業(yè)隱患排查的情況來看，部分企業(yè)尤其是精細化工企業(yè)在儲罐氮封系統(tǒng)設(shè)置和管理上存在一些問題。 
一、油品儲罐氮封閥泄壓閥呼吸閥裝置技術(shù)參數(shù)存在的常見問題 一是應(yīng)采用氮封的儲罐未設(shè)置氮封系統(tǒng)。 二是后期增加的氮封系統(tǒng)未經(jīng)正規(guī)設(shè)計，系統(tǒng)不能正常使用。 三是氮封系統(tǒng)壓力得不到有效管控。如進儲罐前的氮氣管線未設(shè)置自力式調(diào)節(jié)閥、無壓力表或壓力表選型過大，僅靠手動閥門控制進氣量，無法監(jiān)控氮封壓力；氮封氣源未采用壓力分程控制，或自力式調(diào)節(jié)閥選型不合理，造成氮封壓力過高、過低，氮封系統(tǒng)不能正常使用；氮氣管線或儲罐上未設(shè)置壓力遠傳、報警，壓力得不到有效控制。 四是氮氣管線上的安全設(shè)施不足，如氮氣管線上未設(shè)置止回閥。 五是儲罐頂部未設(shè)置緊急泄放人孔(或緊急泄放閥)等保護措施。 六是因氮封壓力不穩(wěn)定或為了節(jié)約成本，將氮氣管線閥門關(guān)閉，氮封系統(tǒng)未投用等。 
二、哪些儲罐需要設(shè)置油品儲罐氮封閥泄壓閥呼吸閥裝置技術(shù)參數(shù) 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。 
油品儲罐氮封閥泄壓閥呼吸閥裝置技術(shù)參數(shù) 它的特點：控制精度高，可比一般ZZY型直接操作型調(diào)壓閥高一倍左右。 調(diào)節(jié)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(shè)定在指揮器上實現(xiàn)，因而方便、快捷、省力省時可在運行狀態(tài)下連續(xù)設(shè)定。 
二、油品儲罐氮封閥泄壓閥呼吸閥裝置技術(shù)參數(shù)呼吸閥 呼吸閥是指裝于儲罐頂部，用于呼氣和吸氣，保證儲罐安全的的閥門。以得到廣泛應(yīng)用的美國威盾VTON品牌的呼吸閥為例，保持呼吸閥是維護儲罐氣壓平衡，減少介質(zhì)揮發(fā)的安全節(jié)能產(chǎn)品，呼吸閥充分利用儲罐本身的承壓能力來減少介質(zhì)排放，其原理是利用正負壓閥盤的重量來控制儲罐的排氣正壓和吸氣負壓；當往罐外抽出介質(zhì)，使罐內(nèi)上部氣體空間的壓力下降，達到呼吸閥的操作負壓時，罐外的大氣將頂開呼吸閥的負壓閥盤頂開，使外界氣體進入罐內(nèi)，使罐內(nèi)的壓力不再繼續(xù)下降，讓罐內(nèi)與罐外的氣壓平衡，來保護儲罐的安全裝置。 
三、油品儲罐氮封閥泄壓閥呼吸閥裝置技術(shù)參數(shù)二者的區(qū)別 一般大中型儲罐常壓儲罐都需要氮封，目的有二：一是保證儲罐內(nèi)的壓力始終維持在一定壓力。呼吸閥從字面就可以理解，即可以向外呼氣又可以向里吸氣。當罐內(nèi)的壓力低于要求值時，沖氮增加壓力；當罐內(nèi)壓力高時，呼吸閥會自動排除氮氣。第二個目的就是氮氣可以隔絕空氣和罐內(nèi)的介質(zhì)，以防止介質(zhì)被氧化等導(dǎo)致產(chǎn)品不合格或發(fā)生意外。 氮封閥主要用于儲罐頂部氮氣壓力恒定控制，以保護罐內(nèi)物料不被氮化及儲罐安全。當儲罐往外出料時，儲罐內(nèi)壓力降低，氮封閥打開往里補充氮氣，呼吸閥的作用是保證儲罐安全的，儲罐內(nèi)壓力過高，呼吸閥可以往外呼，如果氮封閥出現(xiàn)故障，儲罐內(nèi)壓力過低時，呼吸閥會工作往儲罐內(nèi)吸入空氣，保證儲罐不被吸扁。為了保證氮封裝置內(nèi)部的氣體不直接跟空氣接觸,防止物料的揮發(fā),氮封閥不僅可以保證氣體的壓力恒定,還可以防止物料的揮發(fā),來保證容器的安全.接著就是呼吸閥的數(shù)值調(diào)整,在上述數(shù)值調(diào)整中,為了避免呼吸閥的啟動,要讓呼吸閥的設(shè)定值大于泄壓閥的設(shè)定值.無動力風(fēng)機代理表示,在氮封裝置的使用過程中,也會利用壓力閥來控制壓力閥芯的位置,改變閥門內(nèi)部的流量介質(zhì).
油品儲罐氮封閥泄壓閥呼吸閥裝置技術(shù)參數(shù)技術(shù)參數(shù)和性能： 閥體： | 公 稱 通 徑 | DN25、32、40、50、65、80、100mm |
| | 公 稱 壓 力 | PN1.0M Pa JB/T79.1-94、79.2-94等 |
| | 法 蘭 標 準 |
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| | 閥 體 材 料 | 鑄鐵（HT200）、鑄鋼（ZG230-450）、鑄不銹鋼（ZG 1Cr18Ni9Ti、ZG1Cr18Ni12Mo2Ti） |
| | 閥芯材料 | 硬 密 封 | 不銹鋼（1Cr18Ni9Ti、1Cr18Ni12Mo2Ti） 不銹鋼鑲嵌橡膠圈 | | 軟 密 封 |
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| | 閥 桿 材 料 | 不銹鋼（1Cr18Ni9Ti、1Cr18Ni12Mo2Ti） |
| | 流 量 特 性 |
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| | 使 用 溫 度 |
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執(zhí)行器： | 壓力設(shè)定范圍(KPa) | 0.4～0.5 5～10 9～14 13～19 18～24 22～28 27～33
36～44 42～51 49～58 56～66 | | 膜蓋材料 | A3、A4鋼板涂四氟乙烯 | | 膜片材料 | 丁晴橡膠、乙炳橡膠、氟橡膠、耐油橡膠 |
性能： | 設(shè)定值偏差±5% | 允許泄露量 |
| | 允許泄露量 | 標準型 | IV級（符合GB/T4312-92標準） | | 嚴密型 | VI級（符合GB/T4312-92標準） |
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油品儲罐氮封閥泄壓閥呼吸閥裝置技術(shù)參數(shù)額定流量系數(shù)、額定行程、性能：
油品儲罐氮封閥泄壓閥呼吸閥裝置技術(shù)參數(shù)ZZDG供氮裝置： | 公稱通徑DN | 25 | 32 | 40 | 50 | 65 | 80 | 100 |
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| | 閥座通徑Dn | 5 | 6 | 7 | 8 | 10 | 12 | 15 | 20 | 25 | 32 | 40 | 50 | 65 | 120 | 100 | | 流量系數(shù)Kv | 0.2 | 0.32 | 0.5 | 0.8 | 1.8 | 2.8 | 4.4 | 6.9 | 11 | 20 | 30 | 48 | 75 | 120 | 190 | | 額定行程L | 8 | 10 | 14 | 20 | 25 |
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油品儲罐氮封閥泄壓閥呼吸閥裝置技術(shù)參數(shù)ZZDX泄氮裝置： | 公稱通徑DN | 20 | 25 | 32 | 40 | 50 | 65 | 80 | 100 | | 閥座通徑Dn | 20 | 25 | 32 | 40 | 50 | 65 | 80 | 100 | | 流量系數(shù)Kv | 6.9 | 11 | 20 | 30 | 48 | 75 | 120 | 190 | | 額定行程L | 8 | 10 | 14 | 20 | 25 |
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油品儲罐氮封閥泄壓閥呼吸閥裝置技術(shù)參數(shù)外形尺寸：
供氮裝置外形尺寸： | 公稱通徑DN(mm) | 25 | 32 | 40 | 50 | 65 | 80 | 100 | | L | 160 | 180 | 200 | 230 | 290 | 310 | 350 | | A | 308 | 308 | 308 | 308 | 394 | 394 | 394 | | H2 | 415 | 415 | 415 | 115 | 415 | 415 | 415 | | H1 | 60 | 75 | 80 | 85 | 95 | 105 | 120 | | H | 720 | 730 | 730 | 750 | 790 | 840 | 890 |
泄氮裝置外形尺寸： | 公稱通徑DN(mm) | 25 | 32 | 40 | 50 | 65 | 80 | 100 | | L | 160 | 180 | 200 | 230 | 290 | 310 | 350 | | A | 308 | 308 | 308 | 308 | 394 | 394 | 394 | | H1 | 60 | 75 | 80 | 85 | 95 | 105 | 120 | | H | 380 | 400 | 420 | 430 | 550 | 560 | 570 |
油品儲罐氮封閥泄壓閥呼吸閥裝置技術(shù)參數(shù)地面安裝示意圖： 
三、如何設(shè)置油品儲罐氮封閥泄壓閥呼吸閥裝置技術(shù)參數(shù) 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。 
《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。 
四、如何管理油品儲罐氮封閥泄壓閥呼吸閥裝置技術(shù)參數(shù) 為了保證氮封系統(tǒng)有效運行，除了正確設(shè)置，企業(yè)還需做好以下管理工作： 一是在操作規(guī)程中完善氮封系統(tǒng)的操作步驟和安全要求，明確壓力控制范圍和報警值、偏離正常工況的后果、防止和糾正偏離正常工況的方法及步驟等，并對相關(guān)崗位人員進行培訓(xùn)。 二是監(jiān)控控制系統(tǒng)中的儲罐壓力，規(guī)范設(shè)置報警值，監(jiān)控報警信息，分析報警原因并采取改進措施；加強日常巡檢，將氮封系統(tǒng)壓力表、調(diào)節(jié)閥等運行狀態(tài)列入到巡檢要求中，發(fā)現(xiàn)問題及時處置。 三是將氮封系統(tǒng)的檢查納入罐區(qū)隱患排查中，構(gòu)成重大危險源的企業(yè)，將氮封系統(tǒng)的檢查納入到操作負責(zé)人包保責(zé)任的履職檢查表中，通過隱患排查治理，確保系統(tǒng)有效投用。 四是定期對呼吸閥、壓力表等進行檢查和檢驗。確保呼吸閥的外觀無異常銹蝕、泄漏和雜物堵塞，開啟壓力、通氣量和泄漏量滿足設(shè)計要求，保證泄壓設(shè)施的完好。 |
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