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上海申弘閥門有限公司

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精細化工儲罐氮封閥裝置設計方案

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精細化工儲罐氮封閥裝置設計方案

某化工廠儲存醋酸和乙炔合成反應液的儲罐液位整體出現下降,導致罐內形成負壓并吸入空氣,與罐內氣相物質(90%為乙炔)混合形成爆炸性混合氣體,遇靜電火花,發生爆燃,罐內物料流出,蒸發成大量可燃爆蒸氣云隨風擴散,繼而引發空間爆炸。大部分工廠設置氮封多采用自力調節閥或者壓力控制閥,關于操作方面可參照《石油化工儲運系統罐區設計規范》(SH/T3007-2014)規定,采用氮氣保護的儲罐,其操作壓力宜為0.2Kpa~0.5Kpa;其他設置有呼吸閥的儲罐,其操作壓力宜為1Kpa~1.5Kpa。

同時有些儲罐因介質含有腐蝕性,要注意定期檢查清理氮氣管線,防止氮封失效。化工企業,特別是精細化工企業通常有兩方面疑問:第一,哪些情況需要設氮封?第二,氮封如何設置?安在什么位置?多大的流量能夠避免爆炸環境產生?

ZZYVP型帶指揮器調壓閥27.jpg

二哪些情況需要設精細化工儲罐氮封閥裝置設計方案

《石油化工企業設計防火標準(2018年版)》(GB50160-2008)規定,當單罐容積小于或等于5000m3的內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℃的重油時,固定頂罐應設置氮氣保護。

《精細化工企業工程設計防火標準》(GB51283-2020)規定,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。

個別精細化工企業,由于存在早期設計不完善、常壓儲罐未經正規設計、或者經由其他儲罐改造等情況,儲罐沒有設置氮封或設置不合規的情況依然存在。

ZZYVP型帶指揮器調壓閥70.jpg

精細化工儲罐氮封閥裝置設計方案如何設置

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。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。儲罐用氮封閥是一種重要的工業設備,廣泛應用于各種液體儲罐中,用以維持儲罐內部的氣體環境,防止液體揮發、氧化或受到外界污染。氮封閥的核心功能是通過控制氮氣的流入與流出,保持儲罐內部壓力穩定,并抑制有害氣體的進入。本文將詳細探討儲罐用氮封閥的工作原理、應用領域、選型考慮以及維護與管理等方面,以期為相關從業人員提供有益的參考。

ZZYVP型帶指揮器調壓閥69.jpg

精細化工儲罐氮封閥裝置設計方案現場可維護性

 · 提供了豐富的材料:不銹鋼的金屬部件

 · 提供了密封和墊圈的柔軟產品

 · 凈化技術高凈化填充應用于高凈化產品。

ZZYVP型帶指揮器調壓閥堵塞18.jpg

精細化工儲罐氮封閥裝置設計方案特性

 · 專門針對罐槽填充設計

 · 供應壓力在10PSIG到200PSIG時有效運行

 · 采用標準型NPT入囗和出囗

 · 壓力平衡閥

 · ANSI150鎊或300磅法蘭連接選件

 · 提供補給管過濾器選件

 · 自力式結構自動打開以流入填充氣體

 · 設定點不受供應壓力影響

 · 儲罐壓力恢復到設定壓力時,自動關閉

 · 由于阻流器有多種尺寸,因此可以針對儲罐大小調整流量

ZZYVP型帶指揮器調壓閥28.jpg

精細化工儲罐氮封閥裝置設計方案工作原理

氮封閥用來調節儲罐頂部惰氣體層的壓力。氮封閥感應儲罐內的壓力并在壓力降到低于設定壓力時打開,以使惰性氣體流入。在壓力回升至設定壓力時,閥門關閉并停止,阻止惰性氣體繼續流入。氮封閥必須有三個外部接口,一個接口連接閥門和儲罐,測量儲罐壓力,第二個接口連接惰性氣體和閥門,惰性氣體供應囗。第三個接囗連接閥門的出囗和儲罐,為儲罐提供惰性氣體。

供氮裝置(見圖1),將設在罐頂的取壓點的介質經導壓管引入檢測機構(7),介質在檢測元件上產生一個作用力與與彈簧(8)、預緊力相平衡。當罐內壓力降低至低于供氮裝置壓力設定點時,平衡破壞,使指揮器閥芯(6),打開,使閥前氣體經減壓閥(5),節流閥(4)、進入主閥執行機構(3)上、下膜室,打開主閥閥芯(2),向罐內充注氮氣;當罐內壓力升至供氮裝置壓力設定點,由于預設彈簧力,關閉指揮器閥芯(6)、由于主閥執行機構中的彈簧作用,關閉主閥,停止供氮。

泄氮裝置(見圖2),該裝置采用內反饋結構,介質直接經閥蓋進入檢測機構(2),介質在檢測元件上產生一個作用力與預設彈簧(3)預緊力相平衡。當罐內壓力升高至高于泄氮裝置壓力設定點時,平衡被破壞,使閥芯(1)上移,打開閥門,向外界泄放氮氣;當罐內壓力降至泄氮裝置壓力設定點,由于預設彈簧力作用,關閉閥門。儲罐用氮封閥的工作原理主要基于壓力平衡原理。當儲罐內部壓力降低時,氮封閥會自動打開,允許氮氣進入儲罐以補充壓力;當儲罐內部壓力升高時,氮封閥則會自動關閉,防止氮氣過多進入。通過這種方式,氮封閥能夠有效地維持儲罐內部的壓力穩定,防止液體因揮發而損失,同時避免外界空氣進入儲罐導致液體氧化或污染。

ZZYVP型帶指揮器調壓閥71.jpg

二、精細化工儲罐氮封閥裝置設計方案的應用領域
儲罐用氮封閥廣泛應用于石油化工、制藥、食品加工、印染、環保等領域。在這些領域中,儲罐通常用于儲存各種液體原料、中間產品或成品。為了確保液體的質量和安全,需要對儲罐內部的氣體環境進行嚴格控制。氮封閥作為一種有效的氣體隔離設備,能夠有效地防止液體揮發、氧化和污染,保證儲罐內部環境的穩定。

氮封閥14.jpg

三、精細化工儲罐氮封閥裝置設計方案的選型考慮
在選用儲罐用氮封閥時,需要綜合考慮以下幾個方面:
1. 儲罐的容積和形狀:不同容積和形狀的儲罐需要不同規格的氮封閥,以確保氮氣的均勻分布和壓力穩定。
2. 工作壓力和溫度:氮封閥需要能夠承受儲罐內部的工作壓力和溫度,以保證其長期穩定運行。
3. 介質特性:儲罐中儲存的液體介質可能對氮封閥的材質和結構有特殊要求,因此在選型時需要充分考慮介質的特性。
4. 安全性和可靠性:氮封閥作為一種關鍵的安全設備,需要具有高可靠性,能夠在惡劣的工作環境下長期穩定運行。

ZZYVP型帶指揮器調壓閥047.jpg

精細化工儲罐氮封閥裝置設計方案 技術參數和性能

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

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

閥桿材料不銹鋼(1Cr18Ni9Ti、1Cr18Ni12Mo2Ti)
流量特性-
使用溫度

精細化工儲罐氮封閥裝置設計方案執行器

壓力設定范圍(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

精細化工儲罐氮封閥裝置設計方案性能

設定值偏差±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)

 精細化工儲罐氮封閥裝置設計方案額定流量系數、額定行程、性能

ZZDG供氮裝置

公稱通徑DN253240506580100







閥座通徑Dn5678101215202532405065120100
流量系數Kv0.20.320.50.81.82.84.46.91120304875120190
額定行程L810142025
















ZZDX泄氮裝置

公稱通徑DN20253240506580100
閥座通徑Dn20253240506580100
流量系數Kv6.91120304875120190
額定行程L810142025


精細化工儲罐氮封閥裝置設計方案外形尺寸

ZZYVP型帶指揮器調壓閥41.jpg

供氮裝置外形尺寸及重量

公稱通徑DN(mm)253240506580100
L160180200230290310350
A308308308308394394394
H2415415415115415415415
H16075808595105120
H720730730750790840890
重量(kg)3235405090115280

泄氮裝置外形尺寸及重量

公稱通徑DN(mm)253240506580100
L160180200230290310350
A308308308308394394394
H16075808595105120
H380400420430550560570
重量(kg)12131517202838






精細化工儲罐氮封閥裝置設計方案

氮封閥01.jpg

精細化工儲罐氮封閥裝置設計方案注意事項

1、氮封閥裝置必須可靠,惰性氣體有足量的供應。如果閥門損壞,供應不足,將會導致儲罐內的氧氣濃度偏高,而氧氣將會和蒸發介質混合產生可燃物質

2、應該以有效輸送的方式將惰性氣體引入到罐槽中。

3、必須防止任何來源的惰性氣體污染。任何惰性系統應該帶有適當的除濕設備,以將濕度維持在絕對極小值之內。

四、精細化工儲罐氮封閥裝置設計方案的維護與管理
為了保證儲罐用氮封閥的正常運行和延長使用壽命,需要對其進行定期的維護與管理。具體措施包括:

氮封閥立邦涂料1.jpg

1. 定期檢查氮封閥的工作狀態和壓力表讀數,確保其處于正常工作范圍。
2. 定期對氮封閥進行清洗和保養,清除可能存在的雜質和污垢,防止堵塞和磨損。
3. 定期對氮封閥進行密封性測試,確保其密封性能良好,防止氮氣泄漏。
4. 建立完善的維護和管理制度,明確責任人和操作流程,確保氮封閥的長期穩定運行。

氮封閥裝置系統圖.jpg

綜上所述,儲罐用氮封閥作為一種重要的工業設備,在維持儲罐內部氣體環境穩定、防止液體揮發、氧化和污染等方面發揮著重要作用。在選用、安裝、使用和維護氮封閥時,需要充分考慮其工作原理、應用領域、選型考慮以及維護與管理等方面的要求,以確保其長期穩定運行和保障生產安全。

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