精细化工储罐氮封阀装置设计方案

主要用于保持容器顶部保护气体（一般为氮气）的压力恒定，以避免容器内物料与空气直接接触，防止物料挥发、被氧化，以及容器的安全。特别适用于各类大型储罐的气封保护系统。该产品具有节能、动作灵敏、运行可靠、操作与维修方便等特点。广泛应用于石油、化工等行业。某化工厂储存醋酸和乙炔合成反应液的储罐液位整体出现下降，导致罐内形成负压并吸入空气，与罐内气相物质（90%为乙炔）混合形成爆炸性混合气体，遇静电火花，发生爆燃，罐内物料流出，蒸发成大量可燃爆蒸气云随风扩散，继而引发空间爆炸。案例的直接原因是爆炸性混合气体与空气混合，遇到点火源爆炸。在此情况下氮封是见的预防措施之一，可有效防止储罐发生火灾爆炸事故。

化工企业，特别是精细化工企业通常有两方面疑问：，哪些情况需要设氮封？第二，氮封如何设置？安在什么位置？多大的流量能够避免爆炸环境产生？

二精细化工储罐氮封阀装置设计方案哪些情况需要设氮封

《石油化工企业设计防火标准（2018年版）》（GB50160-2008）规定，当单罐容积小于或等于5000m3的内浮顶储罐采用易熔材料制作的浮盘时，应设置氮气保护等安全措施；储存温度超过120℃的重油时，固定顶罐应设置氮气保护。

《精细化工企业工程设计防火标准》（GB51283-2020）规定，固定顶罐或低压罐（单罐容积不小于100m3）储存甲B、乙A类液体时，应采用氮气或惰性气体密封措施。个别精细化工企业，由于存在早期设计不完善、常压储罐未经正规设计、或者经由其他储罐改造等情况，储罐没有设置氮封或设置不合规的情况依然存在。

最近在工作中，我发现了一个有意思的现象：在我们处理的技术问题中，氮封系统的问题竟然占了1.74%！今天就来跟大家聊聊这个问题，以及我们应该怎么做。

Part 1：精细化工储罐氮封阀装置设计方案氮封系统的作用

氮封系统可不是个简单的装置。根据《气封的设置》（HG/T20570.16-95）第1.0.1.1条款，它的目的是为了让储罐内的物料不被进入的外界气体（比如空气）污染。通过维持一定的正压力，我们就能有效防止储罐里的物料暴露在外界环境中，避免化学反应或生物反应的发生。

Part 2：精细化工储罐氮封阀装置设计方案氮封系统的设置与相关标准

根据《石油化工企业设计防火标准(2018年版)》（GB50160-2008），储存甲B和乙A类液体的储罐应该使用金属浮舱式的浮顶罐；当其容量小于或等于5000m³且采用了易熔材料的浮盘时，还必须设置氮气保护措施。对于温度超过120℃的重油，固定顶罐也应设置氮气保护。

看看这些标准，咱们就能明白氮封系统的重要性了！

Part 3：精细化工储罐氮封阀装置设计方案氮封系统的布置与设计要点

一些重要的布置原则来自《石油化工罐区自动化系统设计规范》（SH/T3184-2017），如要确保氮气入罐位置远离呼吸阀，并且要在罐顶设置压力变送器和压力表监测压力。此外，对于需要氮气密封的储罐，务必设置氮封阀和事故泄压设备。

Part 4：精细化工储罐氮封阀装置设计方案氮封系统的实践方案

下面是几个典型的设计方案，帮助我们更好地管理氮封系统。

方案一是先导式氮封阀组连接限流孔板旁路；方案二则减少了单呼阀的频繁动作，提高了系统效率；方案三结合了液封与气封装置，为应对意外情况提供了更高的保障，这样一来冷静应对超压或负压的风险就会简单很多。

Part 5：精细化工储罐氮封阀装置设计方案现场常见问题分析

通过和客户交流，我们发现了几个常见问题：1）氮封阀设置不当；2）阀前压力不足；3）没有设置氮封阀；4）压力监测设备选型错误。这些都是可能导致系统无法正常运行的问题，及时发现和解决这些问题是至关重要的。

精细化工储罐氮封阀装置设计方案小总结

总的来说，氮封系统在危险化学品储罐的安全管理中占据着重要的位置。希望大家在使用的过程中，能够结合这些标准和实践，保证储罐的安全，并有效降低风险！

精细化工储罐氮封阀装置设计方案工作原理

供氮装置（见图1），将设在罐顶的取压点的介质经导压管引入检测机构(7)，介质在检测元件上产生一个作用力与与弹簧(8)、预紧力相平衡。当罐内压力降低至低于供氮装置压力设定点时，平衡破坏，使指挥器阀芯(6)，打开，使阀前气体经减压阀(5)，节流阀(4)、进入主阀执行机构(3)上、下膜室，打开主阀阀芯(2)，向罐内充注氮气；当罐内压力升至供氮装置压力设定点，由于预设弹簧力，关闭指挥器阀芯(6)、由于主阀执行机构中的弹簧作用，关闭主阀，停止供氮。 泄氮装置（见图2），该装置采用内反馈结构，介质直接经阀盖进入检测机构(2)，介质在检测元件上产生一个作用力与预设弹簧(3)预紧力相平衡。当罐内压力升高至高于泄氮装置压力设定点时，平衡被破坏，使阀芯(1)上移，打开阀门，向外界泄放氮气；当罐内压力降至泄氮装置压力设定点，由于预设弹簧力作用，关闭阀门。

精细化工储罐氮封阀装置设计方案结构简图

精细化工储罐氮封阀装置设计方案技术参数和性能

阀体

执行器

性能

额定流量系数、额定行程、性能

ZZDG供氮装置

ZZDX泄氮装置

供氮装置外形尺寸及重量

泄氮装置外形尺寸及重量

 三精细化工储罐氮封阀装置设计方案氮封如何设置

关于氮封安装，分享两种错误安装场景：一种是直接安装在呼吸阀下部短节位置（图1），另外一种是靠近呼吸阀位置直接焊接在法兰接管处（图2）。这两种场景均会导致氮气直接排出，无法起到氮封作用。若呼吸阀用在氮封罐上，建议氮气供气管的接管位置一定要远离呼吸阀接口，并由罐顶部插入贮罐内，使氮气进罐后不直接排出，从而达到氮封目的。氮封阀是一种用于液氮储罐的自动控制装置。其主要用途是通过控制液氮储罐内的氮气压力，来保持储罐内氮气的平衡状态，以防止储罐内氮气泄漏或液氮溢出。

二、精细化工储罐氮封阀装置设计方案氮封阀的安装

1、安装前应检查氮封阀的型号和规格是否符合要求，检查阀门是否完好无损。

2、安装前应仔细查看阀门的进口和出口是否正确安装。进口应连接液氮储罐的出口，出口连接到固定管道和配件。

3、在安装过程中，应注意检查阀体和阀盖之间的垫片是否完好，是否紧密连接，以免气体泄漏。

三、精细化工储罐氮封阀装置设计方案氮封阀的启动

1、首先要做到安全。在启动前应先检查阀门是否完好无损，储罐的压力是否正常。

2、启动前必须先将阀门关闭，再按下氮封阀的启动按钮或旋钮，进行启动。

3、启动后，可以通过检查氮气压力表上的读数，了解氮气压力的变化情况。

四、精细化工储罐氮封阀装置设计方案氮封阀的操作

1、在操作氮封阀时，应先了解储罐的压力和氮气的流量。在氮气压力达到设定值时，应及时关闭阀门，防止氮气溢出。

2、每次使用后，应对氮封阀进行清洗和维护，以保证其正常工作。

3、在使用过程中，应定期检查阀门是否有漏气现象，及时更换阀门上的垫片。

五、精细化工储罐氮封阀装置设计方案注意事项

1、不能私自拆卸氮封阀。

2、启动时一定要注意安全，严禁在操作过程中产生火花。

3、在使用过程中，一定要仔细观察阀门的工作情况，及时发现并处理异常情况。

4、平时应注意定期对氮封阀进行检修和保养，以保证其长时间正常工作。

综上所述，氮封阀作为液氮储罐的自动控制装置发挥着重要作用，正确使用和维护氮封阀可以有效地提高设备的使用寿命和安全性。大部分工厂设置氮封多采用自力调节阀或者压力控制阀，关于操作方面可参照《石油化工储运系统罐区设计规范》（SH/T3007-2014）规定，采用氮气保护的储罐，其操作压力宜为0.2Kpa～0.5Kpa；其他设置有呼吸阀的储罐，其操作压力宜为1Kpa～1.5Kpa。同时有些储罐因介质含有腐蚀性，要注意定期检查清理氮气管线，防止氮封失效