儲油罐氮封閥裝置應(yīng)用案例
呼吸閥應(yīng)安裝在儲罐氣源的點，以降低物料蒸發(fā)損耗并保證提供儲罐呼吸直接和大的通道。對于立式罐，通常該閥應(yīng)盡量安裝在罐頂中央頂板范圍內(nèi)，對于罐頂需設(shè)隔熱層的儲罐、可安裝在梯子平臺附近。當(dāng)需要安裝兩個呼吸閥時，它們與罐頂中心應(yīng)對稱布置。若呼吸閥用在氮封罐上，則氮氣供氣管的接管位置應(yīng)遠(yuǎn)離該閥接口，并由罐頂部插入儲罐內(nèi)約200mm，這樣氮氣進(jìn)罐后不直接排出，達(dá)到氮封的目的帶指揮器調(diào)壓閥無需外加能源，利用被調(diào)介質(zhì)自身能量為動力源，引入壓力閥的指揮器以控制壓力閥芯位置，改變流經(jīng)閥門介質(zhì)流量，使閥門后端壓力保持恒定。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。也可用于工業(yè)燃燒爐控制系統(tǒng)。公稱壓力有1.0、1.6Mpa;壓力分段調(diào)節(jié)從0.5至1000Kpa,工作溫度0～100℃；法蘭標(biāo)準(zhǔn)按GB9113-88，凸面法蘭。結(jié)構(gòu)長度按GB12221-89標(biāo)準(zhǔn)。化工行業(yè)應(yīng)用，現(xiàn)在介紹甲類儲罐氮封閥故障維護儲罐安裝呼吸閥和氮封閥的依據(jù)和目的，根據(jù)具體事故分析了拱頂油罐抽癟事故發(fā)生的原因，總結(jié)導(dǎo)致油罐抽癟事故的主要原因，并制定相應(yīng)的防護措施。儲罐呼吸閥、氮封閥的安裝依據(jù)和目的根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)《石油化工企業(yè)設(shè)計防火規(guī)范》(GB50160- 92)之規(guī)定:“甲、乙類液體的固定頂罐，應(yīng)設(shè)阻火器和呼吸閥"?？梢姾粑y、阻火器是儲罐*的安全設(shè)施，是用來調(diào)節(jié)油罐內(nèi)外壓力平衡，降低油品損耗，保證儲罐運行安全的。適用于安裝在儲存閃點低于28℃的甲類和小于60℃的乙類油品，如汽油、煤油、輕柴油、苯、甲苯、原油等及化工原料的儲罐上方。而氮封調(diào)節(jié)閥主要用于儲罐頂部氮氣壓力恒定控制，以保護罐內(nèi)物料不被氧化，同時防止罐內(nèi)進(jìn)入空氣形成爆炸性混合物。闡述合理設(shè)定氮封系統(tǒng)中各閥（氮封閥、泄氮閥、呼吸閥）的壓力，可避免氮封失效。泄氮閥和氮封閥分別起“呼"、“吸"作用，呼吸閥僅起安全保護作用。分別從氮封系統(tǒng)適用工況、設(shè)計原則、供氣量計算、注意事項等方面進(jìn)行了詳細(xì)闡述，通過對氮封系統(tǒng)的合理設(shè)計，可規(guī)避安全風(fēng)險、降低事故概率。
呼吸閥應(yīng)安裝在儲罐氣源的點，以降低物料蒸發(fā)損耗并保證提供儲罐呼吸直接和大的通道。對于立式罐，通常該閥應(yīng)盡量安裝在罐頂中央頂板范圍內(nèi)，對于罐頂需設(shè)隔熱層的儲罐、可安裝在梯子平臺附近。當(dāng)需要安裝兩個呼吸閥時，它們與罐頂中心應(yīng)對稱布置。若呼吸閥用在氮封罐上，則氮氣供氣管的接管位置應(yīng)遠(yuǎn)離該閥接口，并由罐頂部插入儲罐內(nèi)約200mm，這樣氮氣進(jìn)罐后不直接排出，達(dá)到氮封的目的帶指揮器調(diào)壓閥無需外加能源，利用被調(diào)介質(zhì)自身能量為動力源，引入壓力閥的指揮器以控制壓力閥芯位置，改變流經(jīng)閥門介質(zhì)流量，使閥門后端壓力保持恒定。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。也可用于工業(yè)燃燒爐控制系統(tǒng)。公稱壓力有1.0、1.6Mpa;壓力分段調(diào)節(jié)從0.5至1000Kpa,工作溫度0～100℃；法蘭標(biāo)準(zhǔn)按GB9113-88，凸面法蘭。結(jié)構(gòu)長度按GB12221-89標(biāo)準(zhǔn)。
1.儲油罐氮封閥裝置應(yīng)用案例內(nèi)浮頂儲罐改造
1）封堵儲罐罐壁（頂）的通氣口。
2）核算罐頂呼吸閥是否滿足設(shè)置氮封后的需求。呼吸閥的數(shù)量及規(guī)格按照《石油化工儲運系統(tǒng)罐區(qū)設(shè)計規(guī)范》SH/T 3007-2007確定（見表一）。呼吸量除滿足儲罐的大、小呼吸外，還應(yīng)考慮氮封閥不能關(guān)閉時的進(jìn)氣量等因素。
3）在儲罐罐頂增加氮氣接入口和引壓口。為確保壓力取值的準(zhǔn)確性，兩開口之間的距離不宜小于1m。
4）量油孔應(yīng)加導(dǎo)向管，確保量油作業(yè)時不影響氮封壓力。
5）儲罐罐頂增加緊急泄壓人孔接口。
儲油罐氮封閥裝置應(yīng)用案例工作原理
供氮裝置（見圖1），將設(shè)在罐頂?shù)娜狐c的介質(zhì)經(jīng)導(dǎo)壓管引入檢測機構(gòu)(7)，介質(zhì)在檢測元件上產(chǎn)生一個作用力與與彈簧(8)、預(yù)緊力相平衡。當(dāng)罐內(nèi)壓力降低至低于供氮裝置壓力設(shè)定點時，平衡破壞，使指揮器閥芯(6)，打開，使閥前氣體經(jīng)減壓閥(5)，節(jié)流閥(4)、進(jìn)入主閥執(zhí)行機構(gòu)(3)上、下膜室，打開主閥閥芯(2)，向罐內(nèi)充注氮氣；當(dāng)罐內(nèi)壓力升至供氮裝置壓力設(shè)定點，由于預(yù)設(shè)彈簧力，關(guān)閉指揮器閥芯(6)、由于主閥執(zhí)行機構(gòu)中的彈簧作用，關(guān)閉主閥，停止供氮。
泄氮裝置（見圖2），該裝置采用內(nèi)反饋結(jié)構(gòu)，介質(zhì)直接經(jīng)閥蓋進(jìn)入檢測機構(gòu)(2)，介質(zhì)在檢測元件上產(chǎn)生一個作用力與預(yù)設(shè)彈簧(3)預(yù)緊力相平衡。當(dāng)罐內(nèi)壓力升高至高于泄氮裝置壓力設(shè)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(dāng)罐內(nèi)壓力降至泄氮裝置壓力設(shè)定點，由于預(yù)設(shè)彈簧力作用，關(guān)閉閥門。
3 儲油罐氮封閥裝置應(yīng)用案例 作業(yè)過程
3.1 氮氣清管
裝入相應(yīng)過盈量的皮碗清管球，收球筒上的排氣閥門處于開啟狀態(tài)，控制氮氣輸入量，起始壓力控制在0.3?MPa，并將安全閥調(diào)至施工方案最大清管壓力，根據(jù)推球速度和長度逐漸增壓，通過清管球?qū)⒐軆?nèi)的油水混合物推至末站內(nèi)。確認(rèn)清管球進(jìn)入收球筒，對管道泄壓，打開盲板取球。關(guān)閉閥門，將管內(nèi)氮氣排至0.05?MPa。取出清管球，拆除收球筒，完成注氮封存。是由供氮閥、泄氮閥和呼吸閥三大部份組成。當(dāng)罐內(nèi)壓力升高超過設(shè)定值時，供氮閥關(guān)閉，泄氮閥打開，將罐內(nèi)多余壓力快速泄放。在儲罐內(nèi)壓力降低時，泄氮閥處于關(guān)閉狀態(tài)，供氮閥打開，向罐內(nèi)注入氮氣并保證儲罐處于微正壓的狀態(tài)。供氮閥氮氣源壓力保持在0.2~0.8MPa之間的一個固定值，現(xiàn)場壓力較高時，可在供氮閥前安裝一臺自力式調(diào)壓閥將壓力減至0.8 Mpa以下，以提高可靠性和使用效果。
3.2 管道試壓
管道升壓應(yīng)符合以下要求：
（1）升壓過程應(yīng)緩慢分階段進(jìn)行，升壓速度應(yīng)小于 1?MPa/h。
（2）將管道升壓至試驗壓力的10%，至少穩(wěn)壓5?min，若無泄漏再緩慢升至試驗壓力的50%。其后每增加10%的試驗壓力時均應(yīng)穩(wěn)壓檢查，無泄漏及無異常響聲方可繼續(xù)升壓。
（3）當(dāng)管道壓力升到方案設(shè)計壓力后，穩(wěn)壓24?h，進(jìn)行嚴(yán)密性試驗。
3.3 氮氣封存
清管結(jié)束后，拆除臨時收發(fā)球裝置，在閥門外側(cè)安裝盲板，盲板上預(yù)留壓力表及氮氣注入口、排氣口。從一端盲板上的氮氣注入口注入氮氣，氮氣純度不低于98%。放氣口連續(xù)3次（間隔為5分鐘）采樣氣體含氧量小于2%，即置換合格。
氮氣置換完成后，關(guān)閉氮氣排空孔，繼續(xù)在注入口注入氮氣。氮氣壓力大于0.05?MPa時，停止注入氮氣，并穩(wěn)壓24?h，檢測管內(nèi)壓降不超過0.1%，判定符合封存條件。
儲油罐氮封閥裝置應(yīng)用案例
序號 | 品 名 | 型 號 及 規(guī) 格 | 單位 | 數(shù)量 |
1 | 氮封閥 | 氮封閥ZZYVP-II DN25 PN16 進(jìn)口壓力 0.3-0.6 MPA, 出口壓力 1 KPA | 臺 | 1 |
1 | 氮封閥配套管路 | 入口短管帶1.6MPA壓力表，過去是球閥 在接氮封閥在出口接球閥，球閥出口 90度彎管高300MM,長度400MM | 套 | 1 |
2 | 泄壓閥 | 泄壓閥ZXD DN25 PN16 起跳壓力 2KPA | 臺 | 1 |
2 | 泄壓閥配套管路 | 90度彎管高300MM,長度400MM，出口接球閥在接泄壓閥 | 套 | 1 |
3 | 呼吸閥 | 阻火呼吸閥 ZFQ-1 DN80 PN16 正壓：3 KPA 負(fù)壓：-298PA | 臺 | 2 |
3 | 呼吸閥配套管路 | 口徑及壓力DN80PN16 三通底部與罐頂部連接，高度400MM兩個出口分別連接呼吸閥- | 套 | 1 |
4 | 手動球閥 | DN25 PN16 | 個 | 3 |
5 | 過濾器 | DN25 PN16 | 個 | 1 |
6 | 壓力表 | 0-2.5Kpa，含緩沖管和表閥 | 個 | 1 |
7 | 壓力表 | 0-1.6Mpa, 含緩沖管和表閥 | 個 | 1 |
四、自力式氮封閥 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(biāo)準(zhǔn) | ||
| 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 | ||
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(biāo)準(zhǔn)型 | IV級（符合GB/T4312-92標(biāo)準(zhǔn)） |
| 嚴(yán)密型 | VI級（符合GB/T4312-92標(biāo)準(zhǔn)） | |
五、儲油罐氮封閥裝置應(yīng)用案例 額定流量系數(shù)、額定行程、性能
GYZZDG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(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 | ||||||||||
GYZZDX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 | |||
4 儲油罐氮封閥裝置應(yīng)用案例結(jié)語
采用氮氣做動力源和置換介質(zhì)的清線方法，可以有效將管道中的油泥掃除置換出來，但由于氣體的天然擴散性質(zhì)，仍然會有少量殘留的油氣混合在管道內(nèi)，清管后再用氮氣封存對停運管道起到了惰性保護作用，提高了停運管道的安全性，消除了環(huán)境風(fēng)險。氣體作為置換介質(zhì)與液體介質(zhì)在技術(shù)要求上存在不同。由于氣體的可壓縮性能強于液體，導(dǎo)致用氣量和推掃壓力很難穩(wěn)定控制，且停運管道的承壓能力相對降低，在編制方案時要充分計算在內(nèi)，并預(yù)估用氮氣量和推掃壓力的安全允許區(qū)間。停運管道封存后，應(yīng)根據(jù)管道管理情況，制定相應(yīng)的安全措施和處置方案，并定期巡檢線路，對存在的安全隱患進(jìn)行及時處理。
儲罐安裝呼吸閥和氮封閥的依據(jù)和目的，根據(jù)具體事故分析了拱頂油罐抽癟事故發(fā)生的原因，總結(jié)導(dǎo)致油罐抽癟事故的主要原因，并制定相應(yīng)的防護措施。儲罐呼吸閥、氮封閥的安裝依據(jù)和目的根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)《石油化工企業(yè)設(shè)計防火規(guī)范》(GB50160- 92)之規(guī)定:“甲、乙類液體的固定頂罐，應(yīng)設(shè)阻火器和呼吸閥"?？梢姾粑y、阻火器是儲罐*的安全設(shè)施，是用來調(diào)節(jié)油罐內(nèi)外壓力平衡，降低油品損耗，保證儲罐運行安全的。適用于安裝在儲存閃點低于28℃的甲類和小于60℃的乙類油品，如汽油、煤油、輕柴油、苯、甲苯、原油等及化工原料的儲罐上方。而氮封調(diào)節(jié)閥主要用于儲罐頂部氮氣壓力恒定控制，以保護罐內(nèi)物料不被氧化，同時防止罐內(nèi)進(jìn)入空氣形成爆炸性混合物。闡述合理設(shè)定氮封系統(tǒng)中各閥（氮封閥、泄氮閥、呼吸閥）的壓力，可避免氮封失效。泄氮閥和氮封閥分別起“呼"、“吸"作用，呼吸閥僅起安全保護作用。分別從氮封系統(tǒng)適用工況、設(shè)計原則、供氣量計算、注意事項等方面進(jìn)行了詳細(xì)闡述，通過對氮封系統(tǒng)的合理設(shè)計，可規(guī)避安全風(fēng)險、降低事故概率?！?/span>
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