行業(yè)對氮封系統(tǒng)設(shè)計方案分享：壓力控制設(shè)計方案（LPEC）
一、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1.2KPa左右，當氣相空間壓力高于1.4KPa時，氮封閥關(guān)閉，停止氮氣供應；當氣相空間壓力低于0.8KPa時，氮封閥開啟，開始補充氮氣，保證儲罐在正常運行過程中不吸進空氣，防止形成爆炸性氣體。
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0.5~0.6MPa。
二、工藝方案
以4臺輕質(zhì)油內(nèi)浮頂儲罐組成的罐組為例，設(shè)計方案如下：
1.內(nèi)浮頂儲罐改造
1）封堵儲罐罐壁（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《石油化工儲運系統(tǒng)罐區(qū)設(shè)計規(guī)范》SH/T?3007-2007確定（見表一）。呼吸量除滿足儲罐的大、小呼吸外，還應考慮氮封閥不能關(guān)閉時的進氣量等因素。
3）在儲罐罐頂增加氮氣接入口和引壓口。為確保壓力取值的準確性，兩開口之間的距離不宜小于1m。
4）量油孔應加導向管，確保量油作業(yè)時不影響氮封壓力。
5）儲罐罐頂增加緊急泄壓人孔接口。
2.工藝流程
1）在每臺儲罐上設(shè)置先導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，當氣相空間壓力高于1.4KPa時，氮封閥關(guān)閉，停止氮氣供應；當氣相空間壓力低于0.8KPa時，氮封閥開啟，開始補充氮氣；當?shù)忾y需要檢修或故障時，使用限流孔板旁路給儲罐內(nèi)補充氮氣，壓力高于1.5KPa時，通過帶阻火器的呼吸閥外排（短時間連續(xù)補充氮氣）。
2）當?shù)忾y事故失靈不能及時關(guān)閉，造成罐內(nèi)壓力超過1.5Kpa時，通過帶阻火器的呼吸閥外排；當?shù)忾y事故失靈不能及時開啟時，造成罐內(nèi)壓力降低至-0.3Kpa時，通過帶阻火器呼吸閥向罐內(nèi)補充空氣，確保罐內(nèi)壓力不低于儲罐的設(shè)計壓力低限（-0.5Kpa）。
3）為確保設(shè)置氮封儲罐事故工況下的安全排放，應在儲罐上設(shè)置緊急泄放閥，緊急泄放閥定壓不應高于儲罐的設(shè)計壓力上限（2.0Kpa）。
4）當需要使用限流孔板旁路補充氮氣時，流量宜等于油品出罐流量，氮氣管道的管徑為DN50，氮氣的操作壓力為0.5MPa。
5）若在相同油品儲罐之間設(shè)置有氣相聯(lián)通管道，每臺儲罐出口均應設(shè)置阻火器，以防止事故擴大。
6）阻火器應選用安全性能滿足要求的產(chǎn)品，且阻力降不應大于0.3KPa。
氮封閥的產(chǎn)品介紹：
一、用途與特點
ZZYVP-16B帶指揮器操作型氮封閥是一種無須外來能源，利用被調(diào)介質(zhì)自身的壓力變化達到自動調(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)定在指揮器上實現(xiàn)，方便、快捷，壓力設(shè)定值在運行中也可隨意調(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合。它廣泛應用于化工、石油、冶金、電力、輕紡等工業(yè)部門中用作生產(chǎn)過程的自動調(diào)節(jié)。
ZZYVP-16B帶指揮器操作型氮封閥主要應用于儲罐氮封系統(tǒng)保護裝置即儲罐頂部氮氣壓力恒定控制，以保護罐內(nèi)物料不被氧化及儲罐安全。保持容器頂部保護氣(一般為氮氣)的壓力恒定，以避免容器內(nèi)物料與空氣直接接觸，防止物料揮發(fā)、被氧化，以及容器的安全。整套氮封裝置是由ZZYVP-16B閥（這里簡稱供氮裝置）和ZZV自力式微壓調(diào)節(jié)閥（簡稱泄氮裝置）兩大部份組成。如下圖：
二、結(jié)構(gòu)與原理
ZZYVP-16B帶指揮器操作型氮封閥是由指揮器、調(diào)節(jié)閥、執(zhí)行機構(gòu)和閥后接管四部分組成。（見圖一）
工作原理：介質(zhì)以所示箭頭方向進入閥體，一路經(jīng)過濾減壓器減壓后的壓力被引入指揮器；另一路通過閥芯、閥座，節(jié)流后的壓力流向閥后，并通過導壓管引入指揮器執(zhí)行機構(gòu)。當閥后壓力高于設(shè)定壓力時，其壓力作用在指揮器薄膜有效面上產(chǎn)生一個推力帶動指揮器閥芯關(guān)閉，切斷引入主閥執(zhí)行機構(gòu)膜室中的壓力，使主閥閥芯關(guān)閉，閥后壓力隨之降低。當閥后壓力低于設(shè)定值時，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，保持閥后壓力為設(shè)定值。
三、主要參數(shù)、性能指標與材料
1、主要參數(shù)及主要性能指標見表一 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)行機構(gòu)有效面積（cm2） |
100 |
200 |
280 |
400 | |||||||||
|
信號接口 |
內(nèi)螺紋M10×1 |
M16X1 | |||||||||||
2、壓力調(diào)節(jié)范圍見表二 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 表三
|
零 件 名 稱 |
材 料 |
|
氣動活塞式執(zhí)行機構(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 |
丁橡膠夾增強滌綸織物 |
|
彈簧 |
1Cr18Ni9Ti、60Si2Mn |
圖二 外形圖
4、外形尺寸見表四、圖二 表四 單位：mm
|
公稱
通徑 |
L |
B |
H1 |
H | ||
|
A=1200 cm2 |
A=600 cm2 |
A=400 cm2 | ||||
|
壓力調(diào)節(jié)范圍（KPa） | ||||||
|
0.1～0.5 |
0.4～5.0 |
0.5～7 | ||||
|
20 |
150 |
383 |
53 |
605 |
554 |
554 |
|
25 |
160 |
58 |
605 |
554 |
554 | |
|
32 |
180 |
512 |
70 |
615 |
564 |
564 |
|
40 |
200 |
75 |
640 |
589 |
589 | |
|
50 |
230 |
603 |
83 |
655 |
604 |
604 |
|
65 |
290 |
862 |
93 |
722 |
671 |
671 |
|
80 |
310 |
100 |
738 |
687 |
687 | |
|
100 |
350 |
1023 |
110 |
755 |
704 |
704 |
|
125 |
400 |
1380 |
125 |
918 |
867 |
867 |
|
150 |
480 |
143 |
1.25 |
974 |
974 | |
注： 1）標準法蘭連接形式PN16為凸面，連接尺寸鑄鐵法蘭按GB4216.5-84，鑄鋼法蘭按GB9113-2000、JB/T-94，閥體法蘭及法蘭端面距也可按用戶標準制造，如：ANSI，JIS，DIN等標準。
2）接管根據(jù)用戶需要配置
5、產(chǎn)品重量見表五 表五 單位：Kg
|
公 稱 通 徑（mm） |
20 |
25 |
32 |
40 |
50 |
65 |
80 |
100 |
125 |
150 |
|
A=400cm2 |
18 |
18 |
25 |
27 |
40 |
55 |
80 |
108 |
130 |
150 |
|
A=600 cm2 |
20 |
20 |
27 |
30 |
45 |
60 |
86 |
115 |
140 |
160 |
|
A=1200 cm2 |
22 |
22 |
30 |
34 |
50 |
66 |
92 |
120 |
150 |
170 |
訂貨時請注明下列內(nèi)容
1）閥門型號
2）通徑×閥座尺寸Kv值
3）閥體壓力及連接形式
4）閥體和閥內(nèi)組件的材料
5）閥特性及閥芯的形式
6）上閥蓋形式
7）執(zhí)行機構(gòu)形式，是否帶手輪機構(gòu)及供氣壓力
8）正/反作用（氣關(guān)式或氣開式）
9） 附件（帶過濾器減壓閥等）
10）特殊要求（禁水處理，禁銅等）
11）介質(zhì)名稱
12）正常流量及較大流量
13）介質(zhì)壓力，閥全開和全閉時閥進口和出口壓力
14）介質(zhì)溫度和比重
15）介質(zhì)粘度，是否含有懸濁液，是否有閃蒸現(xiàn)象。
