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化工儲罐氮封閥故障解決辦法
在煉油或石油化工廠中，存放著各種油品或石化產(chǎn)品。儲罐大都建造在室外，為使這些油品或產(chǎn)品不與空氣中的氧氣接觸，常采用罐頂充氮氣法，使之與外界隔絕。氮封閥的作用就是要當儲罐液面下降壓力降低時，向罐內(nèi)補充氮氣，當儲罐液面上升壓力增加時，停止補充氮氣，同時被壓縮的氮氣從呼吸閥適量排出，從而始終保持罐內(nèi)的氮氣壓力微量正壓（壓力一般在400~1000Pa之間）。只有這樣才能做到既隔絕空氣，又保證儲罐不變形。
在儲罐上設(shè)氮封閥，維持罐內(nèi)氣相空間壓力在工藝要求范圍（以JVOCs項目為例，如0.2-0.5KPa）左右，當氣相空間壓力高于設(shè)定值（如0.4KPa）時，氮封閥關(guān)閉，停止氮氣供應(yīng)；當氣相空間壓力低于設(shè)定值（如0.4KPa）時，氮封閥開啟，開始補充氮氣。儲罐氮封系統(tǒng)使用的氮氣純度不宜低于99.96%，氮氣壓力宜為0.5-0.7MPa。
氮封閥主要用于儲罐頂部，維持儲罐的微正壓，隔離物料與外界接觸，減少物料的揮發(fā)和浪費，保護儲罐安全。化工儲罐氮封閥故障解決辦法是否要設(shè)氮封設(shè)施和氮封閥可參考如下規(guī)定：
1.SH/T3007《石油化工儲運系統(tǒng)罐區(qū)設(shè)計規(guī)范》其他甲B、乙A類液體化工品有特殊儲存需要時，可以選用固定頂儲罐、低壓儲罐和容量小于或等于100m3的臥式儲罐，但應(yīng)采取下列措施之一：
?、僭O(shè)置氮氣或其他惰性氣體密封保護系統(tǒng)，密閉收集處理罐內(nèi)排出的氣體；
?、谠O(shè)置氮氣或其他惰性氣體密封保護系統(tǒng)，控制儲存溫度低于閃點5℃及以下。
儲存I、工級毒性的甲B、乙A類液體儲罐不應(yīng)大于10000m3，且應(yīng)設(shè)置氮氣或其他惰性氣體密封保護系統(tǒng)。
2.《石油化工儲運罐區(qū)VOCs治理項目指導(dǎo)意見》規(guī)定：甲B、乙A類中間原料儲罐、芳烴類儲罐、輕污油儲罐、酸性水罐、排放氣中含有較高濃度油氣和硫化物等需對排放氣體進行收集治理的儲罐應(yīng)設(shè)置氮氣密封系統(tǒng)。
3.其他為防止儲罐揮發(fā)性有毒或可燃氣體泄放到罐外危害安全或防止儲罐內(nèi)物料與氧接觸氧化或發(fā)生化學反應(yīng)等場合。
2 化工儲罐氮封閥故障解決辦法的工作原理
當?shù)忾y關(guān)閉時，主閥的活塞是在一個密封室內(nèi)，當儲罐壓力等于或大于設(shè)定的壓力時，膜片就被向上頂起，氣導(dǎo)閥在彈簧的作用下向上移動，把氣導(dǎo)閥上的密封圈緊緊壓在閥座上，關(guān)閉了控制氣的進口，同時特殊閥芯室的壓力增加并接近氮氣總管的壓力，此壓力通過內(nèi)部通道，從特殊閥芯室傳到主閥閥芯室。主閥的活塞就處于氮氣總管壓力的作用，由于主閥閥芯上、下所受氣體壓力平衡，所以主閥閥芯在自重和彈簧的作用下將閥門緊密關(guān)死。
如圖2所示，氮封閥打開時，當儲罐壓力稍微低于設(shè)定壓力時，膜片因為感應(yīng)壓力下降而向下移動，推動氣導(dǎo)閥打開，氮氣經(jīng)過孔板、氣導(dǎo)閥的出口進入儲罐，使儲罐內(nèi)的壓力增加，同時氣導(dǎo)閥的特殊閥芯室的壓力下降，氮氣通過內(nèi)部通道從特殊閥芯室進入主閥閥芯室。由于主閥閥芯的活塞面積大于主閥閥座孔面積，并有彈簧的彈力和主閥的重量，所以當儲罐壓力稍微低于設(shè)定點時，特殊閥芯室和主閥閥芯室的壓力降低很小，主閥仍然保持關(guān)閉，氮氣只從氣導(dǎo)閥進入儲罐。
P1S1=P2S2 + F + G
式中：P1- 主閥入口壓力；P2- 主閥閥芯室壓力；S1- 主閥閥座孔面積；S2- 主閥閥芯活塞面積；F- 彈簧彈力；G- 主閥重量。
當儲罐壓力下降較大時，由于流過氣導(dǎo)閥的氮氣量增加，主閥閥芯室壓力繼續(xù)下降，當P1=P2?S2/S1+ F/S1+ G/S1時，主閥打開，氦氣大量流人儲罐，壓力迅速升高。在診斷壓力口，安裝診斷壓力表，測量主閥閥芯室壓力，然后將該壓力同氮氣總管壓力比較，便可知氣導(dǎo)閥和主閥的運行情況。
化工儲罐氮封閥故障解決辦法性能特點
1、無需外加能源，能在無電、無氣的場合工作，既方便又節(jié)約能源，降低成本。
2、氮封裝置供氮，泄氮壓力設(shè)定方便，可在連續(xù)經(jīng)營的條件下進行。
3、壓力檢測膜片有效面積大，設(shè)定彈簧剛度小、動作靈敏、裝置工作平衡。
4、采用無填料設(shè)計，閥桿所受磨擦力小、反應(yīng)迅速、控制精度高。
5、供氮裝置采用指揮器操作，減壓比可達100:1，減壓效果好、控制精度高。
6、氮氣壓力設(shè)定范圍廣，低至0.5Kpa高至1000Kpa，比值達高；
7、調(diào)節(jié)調(diào)壓力檢測膜片有效面積大，設(shè)定彈簧剛度小，動作極靈敏。
化工儲罐氮封閥故障解決辦法主要技術(shù)參數(shù)
| 公稱通徑(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 | 3.2 | 5 | 8 | 10 | 20 | 32 | 50 | 80 | 100 | 160 | 250 | 400 |
| 壓力調(diào)節(jié)范圍 | 0.5～70 20～120 60～400 300～700 500～1000 KPa | |||||||||||
| 公稱壓力PN | 1.0、1.6 MPa | |||||||||||
| 被調(diào)介質(zhì)溫度 | 80、200 ℃ | |||||||||||
| 流量特性 | 快開型 | |||||||||||
| 調(diào)節(jié)精度 | ≤5% | |||||||||||
| 允許壓降(MPa) | 1.6 | 1.6 | 1.1 | 0.6 | 0.4 | |||||||
| 薄膜有效面積(C㎡) | 200 | 280 | 400 | |||||||||
| 允許泄漏量 | 符合ANSIB16.104—1976 IV級 | |||||||||||
| 閥蓋形式 | 標準型 (整體式) | |||||||||||
| 壓蓋型式 | 螺栓壓緊式 | |||||||||||
| 密封填料 | V型聚四氟乙烯填料、含浸聚四氟乙烯石棉填料、石棉紡織填料、石墨填料 | |||||||||||
| 閥芯形式 | 單座型閥芯 | |||||||||||
| 流量特性 | 直線性 | |||||||||||
化工儲罐氮封閥故障解決辦法主要外形尺寸
| 公稱通徑(DN) | 20 | 25 | 32 | 40 | 50 | 65 | 80 | 100 | 125 | 150 |
| L | 150 | 160 | 180 | 200 | 230 | 290 | 310 | 350 | 400 | 480 |
| H | 52.5 | 57.5 | 75 | 75 | 85.5 | 92.5 | 100 | 110 | 142.5 | 158 |
| H1 | 330 | 330 | 350 | 350 | 360 | 430 | 440 | 450 | 520 | 650 |
| A | 310 | 400 | ||||||||
3 化工儲罐氮封閥故障解決辦法故障分析及處理
（1）某大芳烴裝置開車初期，發(fā)現(xiàn)24臺氮封閥工作都不正常。拆閥檢查，發(fā)現(xiàn)氮封閥的氣導(dǎo)閥、主閥和兩個閥芯室內(nèi)壁等沾了一層厚厚的污垢，經(jīng)過擦拭，涂潤滑脂后能正常使用。在閥座處還發(fā)現(xiàn)了一些焊渣導(dǎo)致開車后管道內(nèi)的鐵銹、殘存的雜物等被氮氣吹到了氮封閥內(nèi)，使主閥不能回到閥座上。
（2）導(dǎo)壓管堵塞。如果導(dǎo)壓管堵塞，氮封閥沒有反饋信號，也會造成氮氣不停地向罐內(nèi)補充，按照如圖3所示的步驟檢查是否屬于此類原因。
（3）彈簧彈力變小。如果氣導(dǎo)閥、主閥和兩個閥芯室不臟，而且導(dǎo)壓管也未堵塞，應(yīng)檢查氣導(dǎo)閥下面小彈簧的彈力，若彈力減小，會使氮封閥不停地補氣?？梢詫椈衫L，增加其彈力。
（4）密封圈損壞。氣導(dǎo)閥在工作過程中動作較頻繁。使密封圈經(jīng)常受到閥座的沖擊，導(dǎo)致密封圈磨損或斷裂，起不到密封作用，更換密封圈即可。
（5）控制氣入口與氣導(dǎo)閥出口裝反。這屬于產(chǎn)品質(zhì)量問題。結(jié)合氮封閥的工作原理圖，即可作出判斷。
