上海申弘閥門(mén)有限公司
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化工儲(chǔ)罐氮封閥泄氮閥和呼吸閥控制方案
是一套自力式微壓力控制系統(tǒng)，主要用于保持容器頂部保護(hù)氣（一般為氮?dú)猓┑膲毫愣?，以避免容器?nèi)物料與空氣直接觸，防止物料揮發(fā)，被告氧化，以及容器的安全。氮封裝置特別適合用于各類大型儲(chǔ)罐的氣封保護(hù)系統(tǒng)。氮封裝置產(chǎn)品具有節(jié)能，動(dòng)作靈敏，運(yùn)行可靠，操作與維修方便等特點(diǎn)，氮封裝置廣泛應(yīng)用于石油，化工等行業(yè)，產(chǎn)品特點(diǎn)無(wú)需外加能源，在無(wú)電無(wú)氣的場(chǎng)合工作。
當(dāng)罐內(nèi)壓力升高超過(guò)設(shè)定值時(shí)，供氮閥關(guān)閉，泄氮閥打開(kāi)（罐頂未設(shè)呼吸閥，或呼吸閥故障打不開(kāi)），將罐內(nèi)多余壓力泄放。在儲(chǔ)罐內(nèi)壓力降低時(shí)，泄氮閥處于關(guān)閉狀態(tài)，供氮閥打開(kāi)，向罐內(nèi)注氮?dú)?。供氮閥閥前壓力在2 .5Mpa 以下，現(xiàn)場(chǎng)壓力較高時(shí)，可在供氮閥前安裝一只ZZYP 型自力式壓力調(diào)節(jié)閥將壓力減至1 Mpa 以下，以提高可靠性和使用效果。
化工儲(chǔ)罐氮封閥泄氮閥和呼吸閥控制方案
在化工行業(yè)中，氮封主要應(yīng)用于對(duì)易氧化、易變質(zhì)、易揮發(fā)等化學(xué)物質(zhì)的保護(hù)，以延長(zhǎng)其保質(zhì)期并確保其質(zhì)量和安全。氮封裝置主要用于保持容器頂部保護(hù)氣（一般為氮?dú)猓┑膲毫愣?，以避免容器?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。特別適用于大型儲(chǔ)罐的氣封保護(hù)系統(tǒng)。該產(chǎn)品具有節(jié)能環(huán)保、動(dòng)作靈敏、運(yùn)行可靠、操作簡(jiǎn)單和維修方便等特點(diǎn)。參照常見(jiàn)的提供設(shè)計(jì)的氮?dú)庀到y(tǒng)裝置方案，儲(chǔ)罐氮封系統(tǒng)裝置一般主要包含氮封閥，泄氮閥和呼吸閥
氮封系統(tǒng)通常被設(shè)計(jì)成可在高于大氣壓力的條件下運(yùn)行，這樣可防止外部空氣進(jìn)入容器當(dāng)中。由于許多工藝與應(yīng)用不希望存在空氣中的氧氣與濕氣，因此從石油化工、食品、飲料、制藥與純凈水制造等，許多行業(yè)采用氮封工藝。 該文系統(tǒng)的闡述了使用電化學(xué)傳感器進(jìn)行氧氣測(cè)量是防止氧化與爆炸的*直接以及*簡(jiǎn)單的解決方案。本文接著來(lái)分析為什么儲(chǔ)罐需要使用氮封系統(tǒng)？
自力式氮封閥壓力設(shè)定在指揮器上的彈簧上實(shí)現(xiàn)，擰緊壓縮彈簧閥后壓力變大，反之則變小，操作簡(jiǎn)單因而存在方便、便捷、比一般的直接取壓自力式壓力調(diào)節(jié)閥精度要高;一般用于儲(chǔ)罐氮封系統(tǒng);調(diào)節(jié)和穩(wěn)定儲(chǔ)罐的氮?dú)鈮毫?，控制精度極其靈敏，控制精度閥后能達(dá)到0.0001MPa(100pa，0.1kp)運(yùn)行過(guò)程中壓力可以連續(xù)調(diào)節(jié),特別適合是控制微壓場(chǎng)合的工況。
二、化工儲(chǔ)罐氮封閥泄氮閥和呼吸閥控制方案產(chǎn)品特點(diǎn)
(1)無(wú)需外加能源，能在無(wú)電、無(wú)氣的場(chǎng)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)銷(xiāo)售的條件下進(jìn)行。
(3)壓力檢測(cè)膜片有效面積大，設(shè)定彈簧剛度小、動(dòng)作靈敏、裝置工作平衡。
(4)采用無(wú)填料設(shè)計(jì)，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(dá)100:1，減壓效果好、控制精度高。
(6)為確保儲(chǔ)罐的安全，需在罐頂設(shè)置呼吸閥。
(7)呼吸閥公起安全作用，避免了常規(guī)氮封裝置中啟閉頻繁易損壞的缺陷。
化工儲(chǔ)罐氮封閥泄氮閥和呼吸閥控制方案以下是氮封設(shè)計(jì)的一般步驟：
1. 確定氮?dú)饧兌群蛪毫σ?。根?jù)化學(xué)物質(zhì)的特性和保護(hù)要求，確定所需的氮?dú)饧兌群蛪毫Ψ秶?。通常情況下，需要使用高純度（99.999%以上）的氮?dú)猓⒖刂茐毫υ?.1~0.5MPa之間。
2.選擇合適的裝置和設(shè)備。根據(jù)氮封的應(yīng)用要求和化學(xué)物質(zhì)的特性，選擇合適的氮?dú)鈨艋b置、氮?dú)獍l(fā)生器以及包裝設(shè)備等
3. 進(jìn)行氮?dú)鈨艋?。在使用氮?dú)馇埃枰獙?duì)其進(jìn)行凈化處理，以降低其水分、油脂、雜質(zhì)等對(duì)化學(xué)物質(zhì)影響，并保證氮?dú)饧兌冗_(dá)到要求。
4. 進(jìn)行氮封處理。在將化學(xué)物質(zhì)裝入包裝材料中后，將其放置于氮封處理設(shè)備中，通過(guò)氮?dú)獾闹脫Q作用，將包裝內(nèi)氧氣含量降至一定水平，以延長(zhǎng)化學(xué)物質(zhì)的保質(zhì)期
5. 安全措施。在進(jìn)行氮封過(guò)程中，需要嚴(yán)格控制氮?dú)獾牧髁亢蛪毫?，避免產(chǎn)生爆炸或其他安全隱患。
6. 檢測(cè)驗(yàn)證。對(duì)氮封后的化學(xué)物質(zhì)進(jìn)行質(zhì)量檢測(cè)和驗(yàn)證，確保其達(dá)到設(shè)定的保護(hù)效果和質(zhì)量要求。需要注意的是，化工行業(yè)的氮封設(shè)計(jì)需要根據(jù)具體化學(xué)物質(zhì)和應(yīng)用需求進(jìn)行細(xì)致的考慮和實(shí)踐，以確保氮封效果和安全性。
化工儲(chǔ)罐氮封閥泄氮閥和呼吸閥控制方案特點(diǎn)：
氮封裝置的供（泄）氮壓力設(shè)定方便，可在連續(xù)生產(chǎn)的條件下進(jìn)行。在設(shè)定壓力范圍內(nèi)，如從100mm H20 需調(diào)整到50mm H20 ，可通過(guò)調(diào)節(jié)供氮閥頂部的調(diào)節(jié)螺絲，改變彈簧的力，即可達(dá)到需要新設(shè)定的工藝值。泄氮閥的調(diào)整也是同理。
呼吸閥設(shè)定值調(diào)整：在上述設(shè)定值調(diào)整好后，為避免呼吸閥啟閉頻繁，呼吸閥的設(shè)定值應(yīng)大于泄壓設(shè)定置。
特點(diǎn)
氮封裝置無(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壓力閥芯位置，改變流經(jīng)閥門(mén)介質(zhì)流量，使閥門(mén)后端壓力保持恒定。氮封閥公稱壓力有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)。自力式帶指揮器壓力調(diào)節(jié)閥,氮封裝置,氮封閥,自力式壓力調(diào)節(jié)閥,薄膜式壓力調(diào)節(jié)閥
化工儲(chǔ)罐氮封閥泄氮閥和呼吸閥控制方案
由供氮裝置和泄氮裝置兩部分組成。供氮裝置由指揮器和主閥兩部分組成；泄氮裝置由內(nèi)反饋的壓開(kāi)型微壓調(diào)節(jié)閥組成。氮?dú)鈮毫σ话阍O(shè)為100mmH2O.通過(guò)氮封裝置精確控制 。
當(dāng)儲(chǔ)罐進(jìn)液閥開(kāi)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(kāi)，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(kāi)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(kāi)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。
化工儲(chǔ)罐氮封閥泄氮閥和呼吸閥控制方案供氮裝置工作原理
供氮裝置結(jié)構(gòu)如右圖所示，將設(shè)在罐頂?shù)娜狐c(diǎn)的介質(zhì)經(jīng)導(dǎo)壓管引入檢測(cè)機(jī)構(gòu)（7）、介質(zhì)在檢測(cè)元件上產(chǎn)生一個(gè)作用力與彈簧（8）、預(yù)緊力相平衡。當(dāng)罐內(nèi)壓力降低至低于供氮裝置壓力設(shè)定點(diǎn)時(shí)，平衡被破壞，使指揮器閥芯（6）打開(kāi)，從而使閥前氣體經(jīng)減壓閥（5）、節(jié)流閥（4）、進(jìn)入主閥執(zhí)行機(jī)構(gòu)（3）上、下膜室，打主開(kāi)閥閥芯（2）、向罐內(nèi)充注氮?dú)?；?dāng)罐內(nèi)壓力升至供氮裝置壓力設(shè)定點(diǎn)時(shí)，由于預(yù)設(shè)彈簧力，關(guān)閉指揮器閥芯（6）又由于主閥執(zhí)行機(jī)構(gòu)中彈簧作用，關(guān)閉主閥，停止供氮。
泄氮裝置工作原理
泄氮裝置結(jié)構(gòu)如右圖所示，該裝置采用內(nèi)反饋結(jié)構(gòu)，介質(zhì)直接經(jīng)閥蓋進(jìn)入檢測(cè)機(jī)構(gòu)（2），介質(zhì)在檢測(cè)元件上產(chǎn)生一個(gè)作用力與預(yù)設(shè)彈簧（3）預(yù)緊力相平衡。當(dāng)罐內(nèi)壓力升高至高于泄氮裝置壓力設(shè)定點(diǎn)時(shí)，平衡被破壞，使閥芯（1）上移，打開(kāi)閥門(mén)，向外界泄放氮?dú)?；?dāng)罐內(nèi)壓力降至泄氮裝置壓力設(shè)定點(diǎn)時(shí)，由于預(yù)設(shè)彈簧力作用，關(guān)閉閥門(mén)。
由控制閥門(mén)、執(zhí)行器、壓力彈簧、指揮器、脈沖管等部件組成主要適用于保持容器頂部保護(hù)氣體（一般為氮?dú)猓┑膲毫愣ǎ员苊馊萜鲀?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。特別適用于各類大型儲(chǔ)罐的氣封保護(hù)系統(tǒng)。該閥具有節(jié)能、動(dòng)作靈敏、運(yùn)行可靠、操作與維修方便等特點(diǎn)。廣泛應(yīng)用于石油、化工等行業(yè)。
化工儲(chǔ)罐氮封閥泄氮閥和呼吸閥控制方案工作原理：
供氮裝置，將設(shè)在罐頂?shù)纳狐c(diǎn)的介質(zhì)經(jīng)導(dǎo)壓管引入檢測(cè)機(jī)構(gòu)，介質(zhì)在檢測(cè)元件上產(chǎn)生一個(gè)作用力彈簧，預(yù)緊力相平衡。當(dāng)管內(nèi)壓力降低至低于供氮裝置壓力設(shè)定點(diǎn)時(shí)，平衡破壞，使指揮器閥芯，打開(kāi)，使閥前氣體經(jīng)減壓閥節(jié)流閥
、進(jìn)入主閥執(zhí)行機(jī)構(gòu)上、下膜室，打開(kāi)主閥閥芯，向罐內(nèi)充注氮?dú)猓划?dāng)罐內(nèi)壓力升至供氮裝置壓力設(shè)定點(diǎn)，由于預(yù)設(shè)彈簧力，關(guān)閉指揮器閥芯。由于主閥執(zhí)行機(jī)構(gòu)中的彈簧作用，關(guān)閉主閥，停止供氮。泄氮裝置。該裝置采用內(nèi)反饋結(jié)構(gòu)，介質(zhì)直接經(jīng)閥蓋進(jìn)入檢測(cè)機(jī)構(gòu)，介質(zhì)在檢測(cè)元件上產(chǎn)生一個(gè)作用力與預(yù)設(shè)彈簧預(yù)緊力相平衡。當(dāng)罐內(nèi)壓力升高至高于泄氮裝置壓力設(shè)定點(diǎn)時(shí)，平衡被破壞，使閥芯上移，打開(kāi)閥門(mén)，向外界泄放氮?dú)?；?dāng)罐內(nèi)壓力降至泄氮裝置壓力設(shè)定點(diǎn)。由于預(yù)設(shè)彈簧力作用，關(guān)閉閥門(mén)。
化工儲(chǔ)罐氮封閥泄氮閥和呼吸閥控制方案閥體
公稱通徑 | DN25、32、40、50、65、80、100mm | |
公稱壓力 | PN1.0Mpa | |
法蘭標(biāo)準(zhǔn) | JB/T79.1-94 、79.2-94 、HG20592-2009等 | |
閥體材料 | 鑄鐵（HT200）、鑄鋼（ZG230-450）、鑄不銹鋼（ZG1Cr18Ni9Ti、ZG1Cr18Ni12Mo2Ti） | |
閥芯材料 | 硬密封 | 不銹鋼（1Cr18Ni9Ti、1Cr18Ni12Mo2Ti） |
軟密封 | 不銹鋼鑲嵌橡膠圈 | |
閥桿材料 | 不銹鋼（1Cr18Ni9Ti、1Cr18Ni12Mo2Ti） | |
流量特性 | 快開(kāi) | |
使用溫度 | ≤80℃ | |
化工儲(chǔ)罐氮封閥泄氮閥和呼吸閥控制方案執(zhí)行器
壓力設(shè)定范圍（kpa） | 0.4~0.5 5~10 9~14 13~19 18~24 22~28 27~33 36~44 42~51 49~58 56~66 |
膜蓋材料 | A3、A4鋼板聚四氟乙烯 |
膜片材料 | 丁晴橡膠、乙丙橡膠、氟橡膠、耐油橡膠 |
化工儲(chǔ)罐氮封閥泄氮閥和呼吸閥控制方案性能
設(shè)定值偏差 | ±5% | |
允許泄漏量 | 標(biāo)準(zhǔn)型 | IV級(jí)（符合GB/T4312-92標(biāo)準(zhǔn)） |
嚴(yán)密型 | VI級(jí)（符合GB/T4312-92標(biāo)準(zhǔn)） | |
化工儲(chǔ)罐氮封閥泄氮閥和呼吸閥控制方案額定流量系數(shù)、額定行程、性能
供氮裝置 | ||||||||||||||||||||||
公稱通徑DN | 25 | 32 | 40 | 50 | 65 | 80 | 100 | |||||||||||||||
閥座通徑DN | 5 | 6 | 7 | 8 | 10 | 12 | 15 | 20 | 25 | 32 | 40 | 50 | 65 | 80 | 100 | |||||||
流量系數(shù)Kv | 0.2 | 0.32 | 0.5 | 0.8 | 1.8 | 2.8 | 4.4 | 6.9 | 11 | 20 | 30 | 48 | 75 | 120 | 190 | |||||||
額定行程L | 8 | 10 | 14 | 20 | 25 | |||||||||||||||||
泄氮裝置 | ||||||||||||||||||||||
公稱通徑DN | 20 | 25 | 32 | 40 | 50 | 65 | 80 | 100 | ||||||||||||||
閥座通徑DN | 20 | 25 | 32 | 40 | 50 | 65 | 80 | 100 | ||||||||||||||
流量系數(shù)Kv | 6.9 | 11 | 20 | 30 | 48 | 75 | 120 | 190 | ||||||||||||||
額定行程L | 8 | 10 | 14 | 20 | 2 | |||||||||||||||||
化工儲(chǔ)罐氮封閥泄氮閥和呼吸閥控制方案外形尺寸及重量
公稱通徑DN（mm） | 25 | 32 | 40 | 50 | 65 | 80 | 100 |
L | 160 | 180 | 200 | 230 | 290 | 310 | 350 |
A | 308 | 308 | 308 | 308 | 394 | 394 | 394 |
H2 | 415 | 415 | 415 | 115 | 415 | 415 | 415 |
H1 | 60 | 75 | 80 | 85 | 95 | 105 | 120 |
H | 720 | 730 | 730 | 750 | 790 | 840 | 890 |
重量（Kg） | 32 | 35 | 40 | 50 | 90 | 115 | 280 |
泄氮裝置外形尺寸及重量
公稱通徑DN（mm） | 25 | 32 | 40 | 50 | 65 | 80 | 100 |
L | 160 | 180 | 200 | 230 | 290 | 310 | 350 |
A | 308 | 308 | 308 | 308 | 394 | 394 | 394 |
H1 | 60 | 75 | 80 | 85 | 95 | 105 | 120 |
H | 380 | 400 | 420 | 430 | 550 | 560 | 570 |
重量（Kg） | 12 | 13 | 15 | 17 | 20 | 28 | 38 |
化工儲(chǔ)罐氮封閥泄氮閥和呼吸閥控制方案說(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
◇ 若用戶工況與造型手冊(cè)有異，望來(lái)電與本廠技術(shù)開(kāi)發(fā)部，協(xié)商解決。
化工儲(chǔ)罐氮封閥泄氮閥和呼吸閥控制方案
氮?dú)獗Ｗo(hù)系統(tǒng)包括氮?dú)庠?、氮?dú)夤芫€、氮封裝置、罐內(nèi)壓力檢測(cè)等。儲(chǔ)罐氮封的作用主要是為了防止儲(chǔ)罐出現(xiàn)負(fù)壓而從呼吸閥吸入 空氣，以保持罐內(nèi)微正壓；氮封閥正常壓力設(shè)定值宜為 0.2kPa-0.5kPa，并應(yīng)避免與呼吸閥和單呼閥或控制閥等設(shè)定壓力交集，產(chǎn)生不必要的 氮?dú)鈸p耗和浪費(fèi)。當(dāng)罐內(nèi)氣體壓力低于氮封閥開(kāi)啟壓力時(shí)，氮封閥打 開(kāi)向罐內(nèi)補(bǔ)入氮?dú)?；?dāng)罐內(nèi)氣體壓力達(dá)到氮封閥關(guān)閉壓力時(shí)，氮封閥 關(guān)閉停止向罐內(nèi)補(bǔ)入氮?dú)狻?br/>
當(dāng)罐內(nèi)氣體壓力高于控制閥或呼閥定壓時(shí)，通過(guò)呼閥或揮發(fā)氣收集總管控制閥開(kāi)啟向罐外排出氣體。呼吸閥外排壓力、緊急泄放閥 定壓根據(jù)儲(chǔ)罐設(shè)計(jì)壓力確定。對(duì)于設(shè)計(jì)壓力為-0.5kPa～2.0kPa 的儲(chǔ) 罐，宜采用以下控制方案:
1）在每臺(tái)儲(chǔ)罐上應(yīng)設(shè)置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 0.3kPa 左右，當(dāng)氣相空間壓力高于 0.5kPa 時(shí)，氮封閥關(guān)閉，停止氮?dú)夤?yīng)；當(dāng)氣相空間壓力低于 0.2kPa 時(shí)，氮封閥開(kāi)啟，開(kāi)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)狻?/p>
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(kāi)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)置事故泄壓設(shè)備，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）在廠區(qū)收集總管上設(shè)置在線氧分析儀，判斷儲(chǔ)罐氮封系統(tǒng)的可靠性，并滿足后續(xù)油氣處理設(shè)施的安全性。
