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化工罐區(qū)氮封閥裝置設(shè)計規(guī)范

氮封裝置主要用于儲罐頂部，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(fèi)，保護(hù)儲罐安全。是否設(shè)氮封設(shè)施和氮封閥參考如下規(guī)定：氮封裝置(帶指揮器)(簡稱壓力閥)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的閥芯位置，改變流經(jīng)閥門的介質(zhì)流量，使閥門后端壓力(B型)或前端壓力(K型)保持恒定。

ZZYP-16BII自力式壓力調(diào)節(jié)閥 氮封裝置(帶指揮器)主要用在閥前壓力較高(0.2-0.8Mpa)而閥后力很低(0.5-100Kpa),例如50mmH20(水柱)的場合，ZZYP-16KII只用在泄氮裝置上,并且與供氮裝置配套使用。單獨(dú)使用時請用ZZVP閥代替。
1.氣體減壓
如閥前0.2-0.8MPa(高于0.8Mpa時閥前面應(yīng)加減壓閥)，閥后0.5-100Kpa。
2.氮封裝裝置
供氮和泄氮裝置上

化工罐區(qū)氮封閥裝置設(shè)計規(guī)范特點(diǎn):
ZZYP-16Ⅱ型自力式壓力調(diào)節(jié)閥特點(diǎn)
1.壓力設(shè)定在指揮器上實(shí)現(xiàn)，因而方便、快捷、省力、省時且可在運(yùn)行狀態(tài)下連續(xù)設(shè)定。
2.控制精確度比ZZY型自力式高1倍左右,故適合在控制精確度高的場合使用。
3.對同一臺閥而言，調(diào)節(jié)范圍比ZZY型自力式廣。
4.反應(yīng)特別靈敏,極小的壓力(如50mm水柱的壓力)或極小的壓力變化都可以感染出來。
5.減壓比特別大，例如閥前0.8Mpa,閥后50mmH2O,壓差比達(dá)1600 !

1）SH/T3007《石油化工儲運(yùn)系統(tǒng)罐區(qū)設(shè)計規(guī)范》

第4.2.5條“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：

——設(shè)置氮?dú)饣蚱渌栊詺怏w密封保護(hù)系統(tǒng)，密閉收集處理罐內(nèi)排出的氣體；

——設(shè)置氮?dú)饣蚱渌栊詺怏w密封保護(hù)系統(tǒng)，控制儲存溫度低于閃點(diǎn)5℃及以下"。

第4.2.10條“儲存Ⅰ、Ⅱ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?dú)饣蚱渌栊詺怏w密封保護(hù)系統(tǒng)"。

2）《石油化工儲運(yùn)罐區(qū)VOCs治理項(xiàng)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(jìn)行收集治理的儲罐應(yīng)設(shè)置氮?dú)饷芊庀到y(tǒng)"。

3）其他為防止儲罐揮發(fā)性有毒或可燃?xì)怏w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(xué)反應(yīng)等場合。

化工罐區(qū)氮封閥裝置設(shè)計規(guī)范的基本原理

在儲罐上設(shè)置氮封系統(tǒng)，維持罐內(nèi)氣相空間壓力在工藝要求范圍（以VOCs項(xiàng)目為例，如0.2～0.5KPa）左右，當(dāng)氣相空間壓力高于設(shè)定值（例如0.4KPa）時，氮封閥關(guān)閉，停止氮?dú)夤?yīng)；當(dāng)氣相空間壓力低于設(shè)定值（例如0.4KPa）時，氮封閥開啟，開始補(bǔ)充氮?dú)狻薜庀到y(tǒng)使用的氮?dú)饧兌炔灰说陀?9.96%，氮?dú)鈮毫σ藶?.5～0.7MPa。

化工罐區(qū)氮封閥裝置設(shè)計規(guī)范什么是氮封閥？

氮封閥無需外加能源，利用介質(zhì)自身能量為動力源，自動控制閥門介質(zhì)流量，使閥后壓力保持恒定的壓力穩(wěn)定裝置。氮封閥控制精度高，調(diào)節(jié)壓差比大，特別適合微壓氣體控制。壓力設(shè)定值在指揮器上實(shí)現(xiàn)，方便、快捷、省時省力，可在運(yùn)行狀態(tài)下通過調(diào)節(jié)彈簧連續(xù)設(shè)定。

無需外加能源，利用被調(diào)介質(zhì)本身壓力變化而實(shí)現(xiàn)自動調(diào)節(jié)，使閥后壓力恒定，整機(jī)具有動作靈敏、控制壓力波動小、節(jié)約能源。

 采用動力源與信號點(diǎn)分開檢測的方法，外加可調(diào)節(jié)流裝置，使整臺閥門的調(diào)節(jié)精度大大提高，減壓比可達(dá)2000:1。廣泛應(yīng)用于各種氣體減壓穩(wěn)壓的自動控制場合，特別適合作為氮封的供氮閥使用，具有持續(xù)供氮壓力波動小、反應(yīng)靈敏等特點(diǎn)。

 要正確使用調(diào)節(jié)閥，尤其是選擇調(diào)節(jié)閥，必須首先搞清楚調(diào)節(jié)閥的使用功能，做到放矢，方能選好所需的調(diào)節(jié)閥。調(diào)節(jié)閥功能：顧名思義，調(diào)節(jié)閥的首要功能就是調(diào)節(jié)，其主要表現(xiàn)在五個方面：

 （1）流量特性：流量特性是反映調(diào)節(jié)閥的開度與流量的變化關(guān)系，以適應(yīng)不同的系統(tǒng)特性要求，如對流量調(diào)節(jié)系統(tǒng)反應(yīng)速度快需對數(shù)特性；對溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)反應(yīng)速度慢，需直線流量特性。流量特性反應(yīng)了調(diào)節(jié)閥的調(diào)節(jié)品質(zhì)。

 （2）可調(diào)范圍R：可調(diào)范圍反映調(diào)節(jié)閥可控制的流量范圍，用R=Qmax；Qmin之比表示。R越大，計節(jié)流量的范圍越寬，性能指標(biāo)就越好。通常閥的R=30，好的閥，如V型球閥、全功能超經(jīng)型調(diào)節(jié)閥，R可達(dá)100-200。

 （3）小開度工作性能：有些閥受到結(jié)構(gòu)的限制，小開度工作性能差，產(chǎn)生啟跳、振蕩，R變得很小，如雙座閥、襯膠蝶閥。好的閥小開度應(yīng)有微調(diào)功能，即可滿足很小流量的調(diào)節(jié)閥，且工作又要求十分平衡，這類閥如V型球閥、偏心旋轉(zhuǎn)閥、全功能超輕型調(diào)節(jié)閥。

 （4）流量系數(shù)Kv：流量系數(shù)表示通過流量的能力，同口徑Kv值越大越好，特別球閥、蝶閥類，它們的Kv值是單座閥、雙座閥、套筒閥的2-3倍。

 （5）調(diào)節(jié)速度：滿足系統(tǒng)對閥動作的速度要求。

四、化工罐區(qū)氮封閥裝置設(shè)計規(guī)范特點(diǎn)：

 1、該閥無需外加能源，能在無電無氣的場合工作，既方便又節(jié)約了能源。

 2、大而靈敏的檢測膜片，保證了控制點(diǎn)的壓力精度。

 3、整機(jī)采用無填料設(shè)計，動作迅速。

 4、壓力設(shè)定點(diǎn)分段范圍細(xì)且相互交錯，選用方便。

 5、壓力設(shè)定方便，運(yùn)行時可連續(xù)無干擾地進(jìn)行設(shè)定，免維護(hù)使用。

 6、配取壓力管及接頭，安裝更加簡捷、可靠。

 7、信號檢測執(zhí)行器與動力執(zhí)行機(jī)構(gòu)分開，使整臺調(diào)壓閥減壓力比可達(dá)2000:1。

 8、增設(shè)可調(diào)節(jié)流裝置，調(diào)試簡單方便。

 9、閥內(nèi)件設(shè)計壓力補(bǔ)償裝置，*消除壓力波動對設(shè)定精度的影響，調(diào)節(jié)更加穩(wěn)定。

五、化工罐區(qū)氮封閥裝置設(shè)計規(guī)范主要零件常用材料

墊片：不銹鋼+柔性石墨

膜片：橡膠

彈簧：60Si2Mn

閥桿：1Cr18Ni0Ti、304、316、316L、304+F46

導(dǎo)壓管：不銹鋼、銅

閥體、閥蓋：ZG230-450、ZG1Cr18Ni9、WCB、CF8、CF8M、CF3M、CF8+F46

閥芯、閥座：1Cr18Ni0Ti、304、316、316L、304+F46

平衡波紋管：1Cr18Ni0Ti

六、化工罐區(qū)氮封閥裝置設(shè)計規(guī)范閥門材質(zhì)選型：

 氮封閥通常被人為是受其保護(hù)的壓力容器或壓力系統(tǒng)的一部分，在選擇氮封閥閥的材料時，必須慎重考慮。特別是對于保壓和承壓部件，其材料的選擇必須符合規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)的要求。氮封閥的主要保壓或承壓部件是閥體，閥蓋以及連接閥體和閥蓋的螺栓也被認(rèn)為是安全閥保壓殼體的一部分，因此壓力容器規(guī)范對閥蓋和連接螺栓也有材料方面的要求。這些部件的故障可能導(dǎo)致壓力、高溫介質(zhì)或化學(xué)物質(zhì)的泄露。

 影響安全閥部件材料選擇的因素包括：壓力、溫度、腐蝕性介質(zhì)或環(huán)境、相關(guān)的應(yīng)用規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)。

 關(guān)健部件的材料的選擇：閥門的某些部件對于閃的安全運(yùn)轉(zhuǎn)和功能來說尤其關(guān)鍵。這些部件可分為以下幾類：

 保壓部件：保持進(jìn)口壓力（閥體）或出口壓力（閥蓋）的部件，包括閥體閥蓋連接螺栓。

 長期接液部件：與介質(zhì)長期接觸的部件并保持閥的密封性。

 導(dǎo)向部件：提供閥瓣到噴嘴的導(dǎo)向，并確保閥桿在任何時間都以上下運(yùn)動。

 彈簧：提供使閥閉合的作用力。

 波紋管（僅限平衡式設(shè)計）：提供背壓補(bǔ)償和/或奪導(dǎo)向部件和彈簧的防腐蝕保護(hù)功能。

化工罐區(qū)氮封閥裝置設(shè)計規(guī)范、規(guī)格用技術(shù)參數(shù)：

主要參數(shù)及主要性能指標(biāo)見表一                             表一

2、化工罐區(qū)氮封閥裝置設(shè)計規(guī)范壓力調(diào)節(jié)范圍見表二                                                   表二

3、化工罐區(qū)氮封閥裝置設(shè)計規(guī)范主要零件材料見表三                                                   表三

九、化工罐區(qū)氮封閥裝置設(shè)計規(guī)范閥體強(qiáng)度和試驗(yàn)：

 試驗(yàn)前，必須將閥門腔體內(nèi)的油污、水漬、雜質(zhì)清理干凈，在閥體兩端及接座處安裝度壓板封堵，安裝加壓泵、壓力表、截止閥和排氣閥等。將自來水向閥體腔內(nèi)沖壓并保壓，壓力等級根據(jù)閥門技術(shù)要求和閥門試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)來確定，保壓時間10min。重點(diǎn)檢查閥體承壓面、焊縫處，若外泄漏和結(jié)構(gòu)損失，方可認(rèn)為合格。

1、單體密封試驗(yàn)：

 試驗(yàn)介質(zhì)為液體：試驗(yàn)前，全開閥門，將其腔內(nèi)的水漬、雜質(zhì)、油污清理干凈，*關(guān)閉閥門后，安裝試壓板、加壓泵、壓力表、截止閥、排氣閥等。從進(jìn)口盲板處對閥充入自來水，水壓力等級根據(jù)閥門技術(shù)要求和閥門試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)來確定，保壓時間3min。泄漏量符合行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)（GB/T4213-2008）的相關(guān)規(guī)定，可認(rèn)為合格。

 試驗(yàn)介質(zhì)為氣體：試驗(yàn)前，全開閥門，將其腔內(nèi)的水漬、雜質(zhì)、油污清理干凈，*關(guān)閉閥門后，安裝試壓板、加壓泵、壓力表、截止閥、排氣閥等。從進(jìn)口盲板處對閥充入溫度為5~10℃的清潔空氣，壓力等級根據(jù)閥門技術(shù)要求和閥門試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)來確定，保壓時間3min。泄漏量符合行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)（GB/T4213-2008）的相關(guān)規(guī)定，可認(rèn)為合格。

2、動作試驗(yàn)：

 空載動作試驗(yàn)：試驗(yàn)前，全開閥門將其腔內(nèi)的水漬、雜質(zhì)、油污清理干凈，*關(guān)閉閥門；外接液壓驅(qū)動閥門開關(guān)數(shù)次，若閥門在開啟過程能正常動作，全行程時間滿足要求且沒有異響聲等現(xiàn)象，則認(rèn)為合格。

 帶負(fù)載開啟試驗(yàn)：試驗(yàn)前，全開閥門將其腔內(nèi)的水漬、雜質(zhì)、油污清理干凈，*關(guān)閉閥門；閥體一端安裝試驗(yàn)盲板并安裝加壓力泵、壓力表、截止閥等。對密封腔內(nèi)充入干凈空氣壓壓，壓力等級根據(jù)閥門技術(shù)要求和閥門試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)來確定，持續(xù)一分鐘。外接液壓站驅(qū)動閥門開關(guān)次數(shù)，若閥門在開啟過程中能正常動作，全行程時間滿足要求且沒有異響聲等現(xiàn)象，則認(rèn)為合格。

 總之，新購調(diào)節(jié)閥必須經(jīng)過強(qiáng)度試驗(yàn)、密封試驗(yàn)和動作試驗(yàn)，驗(yàn)收合格后方可投入使用。

化工罐區(qū)氮封閥裝置設(shè)計規(guī)范選用注意事項(xiàng)

1）氮封閥宜選用先導(dǎo)型或自力式開關(guān)型氮封閥

2）根據(jù)閥前和閥后壓力確定閥門的公稱壓力

3）閥門口徑應(yīng)根據(jù)閥門的流量-壓力曲線和進(jìn)罐最大氮?dú)饬髁考皦毫Υ_定。

4）設(shè)定開啟/關(guān)閉壓差不應(yīng)大于0.2KPa

5）一般有直通式法蘭連接和角式法蘭連接（入口水平，出口垂直向下）兩種形式，優(yōu)先選用角式法蘭連接。

6）閥門應(yīng)帶過濾器。

為什么要用專業(yè)氮封閥、先導(dǎo)式氮封閥？

目前專業(yè)氮封閥多為先導(dǎo)式氮封閥，該閥有如下特點(diǎn)：

1）隔絕空氣和水分（產(chǎn)品的完整性）。

2）使蒸汽空間的氧含量低于可燃范圍。

3）提高蒸汽濃度，所以蒸汽濃度超出了可燃范圍。

4）稀釋有毒氣體濃度達(dá)到安全排放水平（環(huán)境保護(hù)）。

5）儲罐內(nèi)部的腐蝕防護(hù)。

6）儲罐建造標(biāo)準(zhǔn)的要求。

7）快速開關(guān)，無偏差。

8）大通量。

9）緊密關(guān)斷、故障關(guān)。

10）低的壓力設(shè)定點(diǎn)。

目前化工罐區(qū)氮封閥裝置設(shè)計規(guī)范在使用中存在問題分析

經(jīng)常會有一線維護(hù)人員反應(yīng)氮封閥使用效果不好，是真的產(chǎn)品缺陷導(dǎo)致還是有其他原因呢？經(jīng)勘察現(xiàn)場和交流發(fā)現(xiàn)絕大多數(shù)都是設(shè)計不合理、施工不規(guī)范、安裝不合理、維護(hù)不到位所致。有如下問題和經(jīng)驗(yàn)希望引起大家的重視：

1）導(dǎo)壓管不應(yīng)太長，建議不超過4米。

2）導(dǎo)壓管應(yīng)自閥體（先導(dǎo)閥體接導(dǎo)壓管位置）向儲罐傾斜，以防特殊情況下導(dǎo)壓管內(nèi)有水或其他冷凝物，可順流至罐內(nèi)。

3）工藝專業(yè)應(yīng)按要求合理設(shè)定氮封閥關(guān)閉設(shè)定值，自控專業(yè)合理選擇彈簧調(diào)壓范圍。

4）嚴(yán)把施工質(zhì)量，確保按圖紙和產(chǎn)品說明書要求進(jìn)行施工，盡量減少彎頭，提高取壓精度。

5）氮封閥和罐頂壓力變送器不應(yīng)共用1個取壓口，建議分開。

6）現(xiàn)場維護(hù)人員應(yīng)熟悉所用產(chǎn)品，正確維護(hù)和操作。

7）安裝前對氮?dú)夤艿肋M(jìn)行吹掃，以清除塵土、沙粒，避免堵塞管道，有條件的時候最好在氮封閥入口加裝一個主線過濾器，過濾器約5～40μm，其流通能力至少大于等于閥的流通能力。

8）取壓管線在靠近主氮?dú)夤芫€一側(cè)宜設(shè)置一道截止閥或球閥。

9）合理選擇和設(shè)定氮封閥關(guān)閉壓力值的范圍，避免和呼吸閥開啟壓力產(chǎn)生交集，防止氮封閥不關(guān)閉一直補(bǔ)氣（浪費(fèi)氮?dú)?、串氣），呼吸閥不關(guān)閉一直排放（介質(zhì)浪費(fèi)、火災(zāi)隱患）。

化工罐區(qū)氮封閥裝置設(shè)計規(guī)范設(shè)定點(diǎn)可以調(diào)整嗎？如何調(diào)整？

1）首先應(yīng)確保彈簧范圍是否在要求的設(shè)定點(diǎn)內(nèi)，如果不在設(shè)定點(diǎn)內(nèi)的則需要更換彈簧組件！

2）設(shè)定點(diǎn)調(diào)整步驟：

打開頂部調(diào)節(jié)螺栓保護(hù)套→往上旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)螺栓→儲罐里的壓力開始泄放→在儲罐壓力開始泄放的同時觀察氮封閥是在哪個壓力點(diǎn)開始補(bǔ)氮和關(guān)閉工作的，（如設(shè)定點(diǎn)高于要求的設(shè)定點(diǎn)，繼續(xù)以上操作，直至調(diào)整到所需的設(shè)定點(diǎn)，如設(shè)定點(diǎn)低于要求的設(shè)定點(diǎn)則往下旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)螺栓，直至調(diào)整到規(guī)定的設(shè)定點(diǎn)）→確認(rèn)為工藝所需要的設(shè)定點(diǎn)后，需要鎖緊調(diào)整螺母，保持定壓→如果彈簧范圍在設(shè)定點(diǎn)內(nèi)，經(jīng)過調(diào)整設(shè)定點(diǎn)無法達(dá)到設(shè)定值，那么需要購買氮封閥內(nèi)部組件進(jìn)行更換，可能氮封閥內(nèi)部組件已經(jīng)開始老化。