固定顶储罐自力式氮封阀应用案例

自力式氮封阀又名储罐氮封阀主要用于储罐顶部氮气压力恒定控制，自力式氮封阀是一种无须外来能源，以弹簧为动力核心利用被调介质自身的压力来控制阀芯位置变化，达到自动调节和稳定压力的目的，以保护罐内物料不被氮化及储罐的安全。储罐内压力升高至设定压力时，快速泄放阀迅速开启，将罐内多余压力泄放。

自力式氮封阀介绍、氮封装置原理：

自力式氮封阀无需外接能源，以被调节介质的能量作为动力源。

一种自动控制阀门介质流量的稳压装置，使阀门后面的压力保持恒定。

现已广泛应用于连续供气的天然气生产和输送、城市燃气及冶金、石油、化工等工业生产部门。

该阀的特点：控制精度高，可达到一般ZZY型直动式调压阀的2倍左右。

调节大压差比（如阀前0.8MPa，阀后0.）特别适用于微压气体控制。

在先导器上实现压力设定，方便、快捷、省力、省时，并可在运行状态下连续设定。

固定顶储罐自力式氮封阀应用案例工作原理：

(1）氮气密封阀关闭时，主阀活塞处于密封腔内。当储罐压力等于或大于设定压力时，推动隔膜上，气导阀被推上去，在弹簧作用下上移，将气导阀上的密封圈压紧在阀座上，关闭控制气体进口。专用阀芯腔压力升高接近氮气主管压力，通道由专用阀芯腔传至主阀阀芯腔，主阀活塞在氮气主管压力的作用下. 由于主阀芯上下部的气体压力是平衡的，所以主阀芯在自重和弹簧的作用下，在阀门的作用下氮封阀自力式调节阀氮封阀自力式调节阀，阀门紧紧关闭。

(2）氮封阀开启时泰科流体控制阀门，当储罐压力略低于设定压力时，膜片因诱导压力下降而下移，推动气导阀门打开，氮气通过孔板，气体先导阀的出口进入储罐，使储罐内的压力升高，同时阀芯腔的压力也随之增加。空气先导阀减小，氮气从专用阀芯腔通过内部通道进入主阀芯腔，活塞面积大于主阀座孔面积，具有弹簧的弹力和重量主阀，所以当罐体压力略低于设定值时，专用阀芯室和主阀阀芯室的压降很小，主阀保持关闭，氮气仅从气体进入罐体先导阀。

二、固定顶储罐自力式氮封阀应用案例注意事项：

氮封阀在储罐内压力降低时，开启阀门，向罐内充注氮气，氮封阀必须使用在压力为0.1MPa压力以下，如果现场压力较高，必须安装压力调节阀将压力调降低至0.1Mpa以下才可使用。压力可按分段设定，从0.5KPa调 至66 KPa以下。

氮封在工业上很常用，广泛应用于化工、石化、制药和食品等领域。储罐氮封是一种向储存容器与反应器的顶部空间填充惰性化气体的工艺，从而改变气相空间的气体组分，通常用于保护内部成分因氧气存在而发生氧化、腐蚀、聚合、降解、形成爆炸性混合物等现象。

《石油化工企业设计防火标准（2018年版）5.7.6 规定：生产或储存不稳定的烯烃、二烯烃等物质时应采取防止生成过氧化物、自聚物的措施。如丁二烯、异戊二烯、氯丁二烯等在有空气、氧气或其他催化剂的存在下能产生有分解爆炸危险的聚合过氧化物。苯乙烯、丙烯等也是不稳定的化合物，在有空气或氧气的存在下，储存时间过长，易自聚放出热量，造成超压而爆破设备。丁二烯在生产、储存过程中，为防止生成过氧化物而采取的措施：严禁与空气、氧化氮和含氧的氮气长时间接触，一般控制丁二烯气相中含氧量小于0.3%。

氮封系统通常被设计成可在高于大气压力的条件下运行，这样可防止外部空气进入容器当中。由于许多工艺与应用不希望存在空气中的氧气与湿气，因此从石油化工、食品、饮料、制药与纯净水制造等，许多行业采用氮封工艺。

二、固定顶储罐自力式氮封阀应用案例固定顶储罐和容器的氮封

工厂有不同类型的储罐，例如固定顶罐、浮顶罐和内浮顶罐。浮顶罐不必氮封、固定顶罐根据介质特点决定是否氮封，内浮顶罐有时会考虑氮封。是固定顶罐的一种简单氮封方式。在这种设计中，氮封阀的设定值和呼吸阀的呼及吸的设定值需合理选择，氮封阀的设定值介于二者之间，呼吸阀设定值的大小会影响氮气的消耗量。

对于常压罐或容器，还可以采用图-2的方式，通过进口（氮气进）和出口（气相放空）的压力控制实现氮封。在罐内总是保持一定的压力，不超过10KPa（表压）。

三、固定顶储罐自力式氮封阀应用案例工艺设备或容器的氮封

对于不易密闭的工艺设备或储罐，可以采用浓度控制的方式来实现氮封：设置在线氧分析仪，实时检测设备或容器气相部分的氧浓度，并据此控制氮气的流量。这种方式的优点是节约氮气，可以在较短时间内收回控制系统的投资成本。

固定顶储罐自力式氮封阀应用案例主要参数:

固定顶储罐自力式氮封阀应用案例优点:

a.无需外加能源,能在无电、无气的场合工作,既方便又节约能源,降低成本。

b.氮封装置供氮,泄氮压力设定方便,可在连续经营的条件下进行。

c.压力检测膜片有效面积大,设定弹簧刚度小、动作灵敏、装置工作平衡。

d.采用无填料设计,阀杆所受磨擦力小、反应迅速、控制精度高。

e.供氮装置采用指挥器操作,减压比可达100:1,减压效果好、控制精度高。

f.为确保储罐的安全,需在罐顶设置呼吸阀。

g.呼吸阀公起安全作用,避免了常规氮封装置中启闭频繁易损坏的缺陷。

固定顶储罐自力式氮封阀应用案例结构说明:

供氮装置,将设在罐顶的取压点的介质经导压管引入检测机构,介质在检测元件上产生一个作用力与与弹簧、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,打开,使阀前气体经减压阀,节流阀、进入主阀执行机构上、下膜室,打开主阀阀芯,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、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,该装置采用内反馈结构,介质直接经阀盖进入检测机构,介质在检测元件上产生一个作用力与预设弹簧预紧力相平衡。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。

固定顶储罐自力式氮封阀应用案例安装及日常维护：

1、安装：
（1）安装前，检查整机零件是否缺损或者松动，对管道应进行清洗，介质流向应与阀体箭头指向一致。
（2) 为便于现场维修与操作，阀四周应留有适当的空间。
（3）阀门应正立垂直安装在水平管道上，阀体与管道的法兰连接，要注意轴度，并应安装在环境温度不超过-25~55°C的场合使用。
2、使用
（1）开启阀前截止阀，使介质缓慢流入阀体
（2)拧开指挥器护罩，松开指挥器调节螺钉
（3）调节指挥器主弹簧，使阀后压力***定值
（4）固定指挥器调节螺钉，装好护罩，调压阀即可开始工作
（5）不用时，关闭阀前截止阀
3、维护
（1）拆卸阀门时，要保护好精密零件的表面，拆装阀座时，要使用专用工具
（2）阀芯与阀座，不管修理或者更换，密封面都必须进行研磨
（3）弹簧若有裂缝迹象，必须更换
（4）密封垫片与0型圈每次检修时全部更换，膜片根据检查结果而定。
（5）阀门平时维护，只有观察阀后导压器上的压力表是否符合设计值要求即可。另外若发现各连接处有渗漏，可拧紧螺母与螺钉或更换密封垫片与0型圈
生产ZZYVP-16B带指挥器自力式氮封阀（储灌氮封）蒸汽减压稳压阀等自力式阀。

固定顶储罐自力式氮封阀应用案例安装应用图

1、ZZDG-16B供氮阀的取压位置应离贮罐(或缓冲罐)较近。
2、压力表应置于取压点不远处，以免引起不必要的争议。
3、ZZDG-16B供氮阀阀后管道不宜太小。
ZZYVP-16B带指挥器自力式氮封阀（储灌氮封）连接尺寸及标准
法兰标准：GB9113-2000；
法兰密封面型式：凸面；
信号接口：内螺纹M16×1.5；
阀体法兰及法兰端面距离可以按用户的标准制造。如ANSI、JIS、JPI等标准

四、相关规范是如何要求氮封系统的设置？

1.《气封的设置》HG/T 20570.16-1995

2.《石油化工企业设计防火标准》（GB50160-2008）（2018年版）

6.2.2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；

6.2.2条文解释：对于有特殊要求的甲、乙液体物料，如苯乙烯、加氢原料、丙烯腈等易聚合、易氧化或有毒的液体物料，选用固定顶储罐或卧式储罐加氮封储存也是可行的；

6.2.4A条款：储存温度超过120℃的重油固定顶罐应设置氮气保护。

6.2.4条文解释：采用固定顶罐或低压储罐储存甲类液体时，为了防止油气大量挥发和改善储罐的安全状况，应采取减少日晒升温的措施。其措施主要包括固定式冷却水喷淋（雾）系统、气体放空或气体冷凝固流、加氮封或涂刷合格的隔热涂料等。

3.《精细化工企业工程设计防火标准》（GB 51283-2020）

5.1.5条文解释：1）对于会产生高浓度有机废气的反应罐、贮罐、过滤器等设备，为避免与氧气形成爆炸性混合物，应采用氮封系统保护，并以正压输送方式输送到废气总管。

6.2.2条文解释，对于单罐容积小于100m3或易氧化、易聚合等有特殊要求的甲 B、乙 A类液体物料储存，可选用固定顶罐加氮气或惰性气体密封。

4.《石油库设计规范》（GB 50074-2014）

6.1.2及其条文解释规定，当选用内浮顶储罐、固定顶储罐储存沸点低于45℃或在37.8℃时的饱和蒸气压大于88kPa的甲B类液体时，应设置氮气密封保护系统。

当采用容量小于或等于10000m3的固定顶储罐、低压储罐或容量不大于100m3的卧式储罐储存沸点不低于45℃或在37.8℃时的饱和蒸气压不大于88kPa的甲B、乙A类液体化工品和轻石脑油时，应设置氮气密封保护系统。储存Ⅰ、Ⅱ级毒性的甲B、乙A类液体储罐应设置氮封保护系统。有些甲B、乙A类液体化工品有防聚合等特殊储存需要，不适宜采用内浮顶储罐，可选用固定顶储罐、低压储罐和容量小于或等于50m3的卧式储罐，但应采取氮封等安全保护措施，典型的易自聚不稳定的丁二烯、苯乙烯储罐，应设置氮封系统，防止空气进入储罐。

5.《石油化工储运系统罐区设计规范》（SH/T 3007-2014）