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化工儲(chǔ)罐壓力控制設(shè)計(jì)方案
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之前介紹萬(wàn)溯化學(xué)擴(kuò)建自立式減壓閥，現(xiàn)在介紹化工儲(chǔ)罐壓力控制設(shè)計(jì)方案
一、基本原理
在儲(chǔ)罐上設(shè)置氮封系統(tǒng)，維持罐內(nèi)氣相空間壓力在1.2KPa左右，當(dāng)氣相空間壓力高于1.4KPa時(shí)，氮封閥關(guān)閉，停止氮?dú)夤?yīng)；當(dāng)氣相空間壓力低于0.8KPa時(shí)，氮封閥開啟，開始補(bǔ)充氮?dú)?，保證儲(chǔ)罐在正常運(yùn)行過(guò)程中不吸進(jìn)空氣，防止形成爆炸性氣體。 儲(chǔ)罐氮封系統(tǒng)使用的氮?dú)饧兌炔灰说陀?9.96%，氮?dú)鈮毫σ藶?.5~0.6MPa。ZZYVP型氮?dú)庾粤κ秸{(diào)節(jié)閥，是一種無(wú)須外來(lái)能源，利用被調(diào)介質(zhì)自身的壓力變化達(dá)到自動(dòng)調(diào)節(jié)和穩(wěn)定閥后壓力為設(shè)定值的節(jié)能型壓力調(diào)節(jié)閥。該閥壓力設(shè)定在指揮器上實(shí)現(xiàn)，方便、快捷，壓力設(shè)定值在運(yùn)行中也可隨意調(diào)整；控制精度高，可比一般ZZY型直接操作自力式壓力調(diào)節(jié)閥高一倍，適合于控制精度要求高的場(chǎng)合。它廣泛應(yīng)用于化工、石油、冶金、電力、輕紡等工業(yè)部門中用作生產(chǎn)過(guò)程的自動(dòng)調(diào)節(jié)。
二、結(jié)構(gòu)與原理
ZZYVP型氮?dú)庾粤κ秸{(diào)節(jié)閥是由指揮器、調(diào)節(jié)閥、執(zhí)行機(jī)構(gòu)和閥后接管四部分組成。（見圖一）
工作原理：介質(zhì)以所示箭頭方向進(jìn)入閥體，一路經(jīng)過(guò)濾減壓器減壓后的壓力被引入指揮器；另一路通過(guò)閥芯、閥座，節(jié)流后的壓力流向閥后，并通過(guò)導(dǎo)壓管引入指揮器執(zhí)行機(jī)構(gòu)。當(dāng)閥后壓力高于設(shè)定壓力時(shí)，其壓力作用在指揮器薄膜有效面上產(chǎn)生一個(gè)推力帶動(dòng)指揮器閥芯關(guān)閉，切斷引入主閥執(zhí)行機(jī)構(gòu)膜室中的壓力，使主閥閥芯關(guān)閉，閥后壓力隨之降低。當(dāng)閥后壓力低于設(shè)定值時(shí)，由于指揮器主彈簧的反作用力打開指揮器閥芯，閥前壓力又被引入主閥執(zhí)行機(jī)構(gòu)膜室產(chǎn)生推力，使主閥閥芯打開，閥后壓力隨之升高。如此往復(fù)，保持閥后壓力為設(shè)定值。
化工儲(chǔ)罐壓力控制設(shè)計(jì)方案主要參數(shù)、性能指標(biāo)與材料
1、主要參數(shù)及主要性能指標(biāo)見表一
公稱通徑DN（mm） | 20 | 25 | 40 | 50 | 80 | 100 | 150 | ||||||
閥座直徑（mm） | 6 | 15 | 20 | 25 | 32 | 40 | 50 | 65 | 80 | 100 | 125 | 150 | |
額定流量系數(shù)Kv | 0.32 | 5 | 8 | 11 | 20 | 30 | 48 | 75 | 120 | 190 | 300 | 480 | |
壓力調(diào)節(jié)范圍KPa | 0.1～0.5、0.4～5.0、4.0～12.0、 | ||||||||||||
公稱壓力PN（MPa） | 1.6 | ||||||||||||
被調(diào)介質(zhì)溫度（℃） | -5～+100 | ||||||||||||
流量特性 | 快開 | ||||||||||||
調(diào)節(jié)精度（%） | ≤±5 | ||||||||||||
執(zhí)行機(jī)構(gòu)有效面積（cm2） | 100 | 200 | 280 | 400 | |||||||||
信號(hào)接口 | 內(nèi)螺紋M10×1 | M16X1 | |||||||||||
2、壓力調(diào)節(jié)范圍見表二
壓力調(diào)節(jié)范圍（KPa） | 指揮器膜室 有效面積（cm2） | 執(zhí)行機(jī)構(gòu)膜室 有效面積（cm2） | 使用閥門口徑（mm） |
0.1～0.5 | 1200 | 100 | 20～32 |
0.4～5.0 | 600 | ||
4.0～12.0 | 400 | ||
0.1～0.5 | 1200 | 200 | 40～50 |
0.4～5.0 | 600 | ||
4.0～12.0 | 400 | ||
0.1～0.5 | 1200 | 400 | 65～100 |
0.4～5.0 | 600 | ||
4.0～12.0 | 400 | ||
0.1～0.5 | 1200 | 600 | 125～150 |
0.4～5.0 | 600 | ||
4.0～12.0 | 400 |
3、主要零件材料見表三
零 件 名 稱 | 材 料 |
氣動(dòng)活塞式執(zhí)行機(jī)構(gòu)，指揮器 | 組合件 |
閥體，閥蓋 | ZG230-450，ZG0Cr18Ni9Ti，ZG0Cr18Ni12Mo2Ti |
推桿，閥桿 | 2Cr13，1Cr18Ni9 |
閥座 | 1Cr18Ni9Ti |
閥芯（軟密封）/填料 | 聚四氟乙烯 |
波紋膜片 | 橡膠夾增強(qiáng)滌綸織物 |
彈簧 | 1Cr18Ni9Ti、60Si2Mn |
3．規(guī)格與技術(shù)參數(shù)：
3.1公稱通徑：DN20~200 3.2公稱壓力：PN10、16 3.3流量特性：快開
3.4性能指標(biāo)：符合Q/SF.J02.01.06-1997
3.5結(jié)構(gòu)型式：?jiǎn)巫鶋毫Γ?le;0.1Mpa時(shí)）、雙座(壓力較高，且口徑較大時(shí)) 3.6執(zhí)行機(jī)構(gòu)類型：簿膜式
3.7壓力調(diào)節(jié)范圍（KPa）：0.5~100內(nèi)分段
選型時(shí)注意： 執(zhí)行機(jī)構(gòu)400CM2(現(xiàn)有常規(guī)調(diào)節(jié)范圍0.5~8Kpa、 6.5~20Kpa)
600CM2(現(xiàn)有常規(guī)調(diào)節(jié)范圍0.5~5.5Kpa、 5~15Kpa) 200 CM2
調(diào)節(jié)精度：±5%（執(zhí)行機(jī)構(gòu)和彈簧剛度有關(guān)）
需帶截止閥,保護(hù)執(zhí)行機(jī)構(gòu)膜片的作用 當(dāng)口徑小于10mm時(shí),閥前壓力在1~2kg/cm2,設(shè)定閥后壓力只有幾個(gè)Kpa時(shí)，也可選用微壓閥(溫度小于100℃)。
例：P1=30 KPa(G), P2=2KPa(G), 流量Qmax= 200Nm3/h, Qnor=150Nm3/h,
Qnor=120Nm3/h介質(zhì)N2，溫度：常溫，控制差壓：20(kPa)
計(jì)算KV14.3、10.8、8.6選KV20，開度46％、31％、23％
DN40 ZZVP-1B
執(zhí)行機(jī)構(gòu)600CM2，壓力調(diào)節(jié)范圍0.5~5.5Kpa,閥體ZG230-450,閥內(nèi)件1Cr18Ni9Ti
例：P1max=400 KPa(G), P1min=250KPa(G), P2max=120 KPa(G), P2min=30KPa(G), 流量Qmax= 1200Nm3/h, Qnor=400 Nm3/h,介質(zhì)N2，溫度：常溫，控制差壓：20(kPa)
差壓閥一定要搞清楚工藝狀況
二、工藝方案
以4臺(tái)輕質(zhì)油內(nèi)浮頂儲(chǔ)罐組成的罐組為例，設(shè)計(jì)方案如下：
1.內(nèi)浮頂儲(chǔ)罐改造
1）封堵儲(chǔ)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(chǔ)運(yùn)系統(tǒng)罐區(qū)設(shè)計(jì)規(guī)范》SH/T 3007-2007確定（見表一）。呼吸量除滿足儲(chǔ)罐的大、小呼吸外，還應(yīng)考慮氮封閥不能關(guān)閉時(shí)的進(jìn)氣量等因素。
3）在儲(chǔ)罐罐頂增加氮?dú)饨尤肟诤鸵龎嚎?。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(shí)不影響氮封壓力。
5）儲(chǔ)罐罐頂增加緊急泄壓人孔接口。
2.工藝流程
1）在每臺(tái)儲(chǔ)罐上設(shè)置先導(dǎo)式氮封閥組和限流孔板旁路，正常情況下使用氮封閥組維持罐內(nèi)氣相空間壓力在1.2KPa左右，當(dāng)氣相空間壓力高于1.4KPa時(shí)，氮封閥關(guān)閉，停止氮?dú)夤?yīng)；當(dāng)氣相空間壓力低于0.8KPa時(shí)，氮封閥開啟，開始補(bǔ)充氮?dú)?；?dāng)?shù)忾y需要檢修或故障時(shí)，使用限流孔板旁路給儲(chǔ)罐內(nèi)補(bǔ)充氮?dú)?，壓力高?.5KPa時(shí)，通過(guò)帶阻火器的呼吸閥外排（短時(shí)間連續(xù)補(bǔ)充氮?dú)猓?nbsp;
2）當(dāng)?shù)忾y事故失靈不能及時(shí)關(guān)閉，造成罐內(nèi)壓力超過(guò)1.5Kpa時(shí)，通過(guò)帶阻火器的呼吸閥外排；當(dāng)?shù)忾y事故失靈不能及時(shí)開啟時(shí)，造成罐內(nèi)壓力降低至-0.3Kpa時(shí)，通過(guò)帶阻火器呼吸閥向罐內(nèi)補(bǔ)充空氣，確保罐內(nèi)壓力不低于儲(chǔ)罐的設(shè)計(jì)壓力低限（-0.5Kpa）。
3）為確保設(shè)置氮封儲(chǔ)罐事故工況下的安全排放，應(yīng)在儲(chǔ)罐上設(shè)置緊急泄放閥，緊急泄放閥定壓不應(yīng)高于儲(chǔ)罐的設(shè)計(jì)壓力上限（2.0Kpa）。
4）當(dāng)需要使用限流孔板旁路補(bǔ)充氮?dú)鈺r(shí)，流量宜等于油品出罐流量，氮?dú)夤艿赖墓軓綖镈N50，氮?dú)獾牟僮鲏毫?.5MPa。
5）若在相同油品儲(chǔ)罐之間設(shè)置有氣相聯(lián)通管道，每臺(tái)儲(chǔ)罐出口均應(yīng)設(shè)置阻火器，以防止事故擴(kuò)大。
6）阻火器應(yīng)選用安全性能滿足要求的產(chǎn)品，且阻力降不應(yīng)大于0.3KPa。
壓力調(diào)節(jié)閥無(wú)需外加能源，利用被調(diào)介質(zhì)自身能量為動(dòng)力源引入壓力閥的指揮器以控制供氮閥閥芯位置，改變流經(jīng)供氮閥ZZYVP-16閥門的介質(zhì)流量，使氮封閥ZZYVP閥門后端壓力保持恒定。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(zhǎng)度按GB12221-89標(biāo)準(zhǔn)。
上海申弘閥門有限公司主營(yíng)閥門有：截止閥,電動(dòng)截止閥罐用氮封閥ZZYVP-16B型自力式微壓閥氮閥是一種于中大型儲(chǔ)罐氣體覆蓋保護(hù)系統(tǒng)中的微壓控制閥， 可將≤1.2MPa的氮封氣一次節(jié)流輸出至幾十毫米水柱的微壓氣體。 氮封裝置主要用于儲(chǔ)罐頂部氮?dú)鈮毫愣刂疲员Ｗo(hù)罐內(nèi)物料不被氮化及儲(chǔ)罐安全。 氮封裝置由ZZY快速泄放閥及ZZV微壓調(diào)節(jié)閥兩大部分組成?？焖傩狗砰y由壓力控制器及ZMQ-16K型單座切斷閥組成。
儲(chǔ)罐內(nèi)壓力升高至設(shè)定壓力時(shí)，快速泄放閥迅速開啟，將罐內(nèi)多余壓力泄放。微壓調(diào)節(jié)閥在儲(chǔ)罐內(nèi)壓力降低時(shí)， 開啟閥門，向罐內(nèi)充注氮?dú)狻Ｒ蛭赫{(diào)節(jié)閥必須使用在壓力為0.1Mpa壓力以下，現(xiàn)場(chǎng)壓力較高， 必須安裝ZZYP型壓力調(diào)節(jié)閥將壓力調(diào)節(jié)閥將壓力降低至0.1Mpa以下才可使用。公稱壓力0.1Mpa， 壓力可按分段設(shè)定，從0.5Kpa 至66 Kpa以下，介質(zhì)溫度溫度≤80℃
1、氮封閥裝置安裝：
(1)安裝氮封閥前，檢查整機(jī)零件是否缺損或者松動(dòng)，對(duì)管道應(yīng)進(jìn)行清洗，介質(zhì)流向應(yīng)與閥體箭頭指向一致。
(2) 為便于現(xiàn)場(chǎng)維修與操作，氮封閥四周應(yīng)留有適當(dāng)?shù)目臻g。
(3)氮封閥應(yīng)正立垂直安裝在水平管道上，閥體與管道的法蘭連接，要注意軸度，并應(yīng)安裝在環(huán)境溫度不超過(guò)-25~55°C的場(chǎng)合使用。
2、使用
(1)開啟閥前截止閥，使介質(zhì)緩慢流入閥體
(2)擰開指揮器護(hù)罩，松開指揮器調(diào)節(jié)螺釘
(3)調(diào)節(jié)指揮器主彈簧，使閥后壓力至設(shè)定值
(4)固定指揮器調(diào)節(jié)螺釘，裝好護(hù)罩，調(diào)壓閥即可開始工作
(5)不用時(shí)，關(guān)閉閥前截止閥
3、維護(hù)
(1)拆卸閥門時(shí)，要保護(hù)好精密零件的表面，拆裝閥座時(shí)，要使用工具
(2)閥芯與閥座，不管修理或者更換，密封面都必須進(jìn)行研磨
(3)彈簧若有裂縫跡象，必須更換
(4)密封墊片與0型圈每次檢修時(shí)全部更換，膜片根據(jù)檢查結(jié)果而定。
(5)閥門平時(shí)維護(hù)，只有觀察閥后導(dǎo)壓器上的壓力表是否符合設(shè)計(jì)值要求即可。另外若發(fā)現(xiàn)各連接處有滲漏，可擰緊螺母與螺釘或更換密封墊片與0型圈
教你如何正確的認(rèn)識(shí)氮封閥
氮封閥選型結(jié)構(gòu)與工作原理：
氮封閥裝置由供氮閥、 泄氮閥、 呼吸閥 組成，供氮閥由指揮器和主閥兩部分組成;泄氮閥由內(nèi)反饋的壓開型微壓調(diào)節(jié)閥組成，氮?dú)鈮毫σ话阍O(shè)為100mmH2O，通過(guò)氮封裝置控制。當(dāng)儲(chǔ)罐進(jìn)液閥開啟，向罐內(nèi)添加物料時(shí)，液面上升，氣相部分容積減小，壓力升高，當(dāng)罐內(nèi)壓力升至高于泄氮閥壓力設(shè)定值時(shí)，泄氮閥打開，向外界釋放氮?dú)?，使罐?nèi)壓力下降，降至泄氮閥壓力設(shè)定點(diǎn)時(shí)，自動(dòng)關(guān)閉。
當(dāng)儲(chǔ)罐出液閥開啟，用戶放料時(shí)，液面下降，氣相部分容積增大，罐內(nèi)壓力降低，供氮閥開啟，向儲(chǔ)罐內(nèi)注入氮?dú)猓构迌?nèi)壓力上升，升至供氮閥壓力設(shè)定點(diǎn)，自動(dòng)關(guān)閉。
氮封閥選型裝置供氮閥說(shuō)明：
氮封閥門氮?dú)鈮毫σ话阍O(shè)為100mmH2O.通過(guò)氮封閥裝置控制。當(dāng)儲(chǔ)罐進(jìn)液閥開啟，向罐內(nèi)添加物料時(shí)，液面上升，氣相部分容積減小，壓力升高，當(dāng)罐內(nèi)壓力升至高于泄氮裝置壓力設(shè)定值時(shí)，泄氮裝置打開，向外界釋放氮?dú)?，使罐?nèi)壓力下降，降至泄氮裝置壓力設(shè)定點(diǎn)時(shí)，泄氮裝置自動(dòng)關(guān)閉。
當(dāng)儲(chǔ)罐出液閥開啟，用戶放料時(shí)，液面下降，氣相部分容積增大，罐內(nèi)壓力降低，供氮裝置開啟，向儲(chǔ)罐注入氮?dú)猓构迌?nèi)壓力上升，當(dāng)罐內(nèi)壓力上升至供氮裝置自動(dòng)關(guān)閉。
氮封閥選型裝置泄氮閥說(shuō)明：
一般供氮?dú)鈮毫υ?×10^5-10×10^5Pa之間，罐頂呼吸閥僅起安全作用，是在主閥失靈，導(dǎo)致罐內(nèi)壓力過(guò)高或過(guò)低時(shí)，起到安全作用。在正常情況下，不工作泄氮閥安裝在罐頂，口徑一般與進(jìn)液閥口徑一致，一般泄氮閥的壓力設(shè)定點(diǎn)略大于供氮閥的壓力設(shè)定點(diǎn)，以免供、泄氮裝置頻繁工作，浪費(fèi)氮?dú)?、影響設(shè)備的使用壽命。與本文相關(guān)的產(chǎn)品有化工隔膜閥構(gòu)造原理
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