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?
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。
三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。
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。
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
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。
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。
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。
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DN | 25 | 32 | 40 | 50 | 65 | 80 | 100 | ||||||||
閥座通徑Dn | 5 | 6 | 7 | 8 | 10 | 12 | 15 | 20 | 25 | 32 | 40 | 50 | 65 | 120 | 100 |
流量系數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 |
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Kv | 6.9 | 11 | 20 | 30 | 48 | 75 | 120 | 190 |
額定行程L | 8 | 10 | 14 | 20 | 25 |
精細化工儲罐氮封閥裝置設計方案外形尺寸
供氮裝置外形尺寸及重量
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 | |
重量(kg) | 32 | 35 | 40 | 50 | 90 | 115 | 280 |
泄氮裝置外形尺寸及重量
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 | |
重量(kg) | 12 | 13 | 15 | 17 | 20 | 28 | 38 |
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:
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。
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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