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化工罐區(qū)氮封閥裝置設計規(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，保護儲罐安全。是否設氮封設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，利用被調介質自身能量為動力源，引入壓力閥的指揮器以控制壓力閥的閥芯位置，改變流經閥門的介質流量，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)氮封閥裝置設計規(guī)范特點:
ZZYP-16Ⅱ型自力式壓力調節(jié)閥特點
1.壓力設定在指揮器上實現，因而方便、快捷、省力、省時且可在運行狀態(tài)下連續(xù)設定。
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，調節(jié)范圍比ZZY型自力式廣。
4.反應特別靈敏,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1600 !

1）SH/T3007《石油化工儲運系統罐區(qū)設計規(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，但應采取下列措施之一：

——設置氮氣或其他惰性氣體密封保護系統，密閉收集處理罐內排出的氣體；

——設置氮氣或其他惰性氣體密封保護系統，控制儲存溫度低于閃點5℃及以下"。

第4.2.10條“儲存Ⅰ、Ⅱ級毒性的甲B、乙A類液體儲罐不應大于10000m3，且應設置氮氣或其他惰性氣體密封保護系統"。

2）《石油化工儲運罐區(qū)VOCs治理項目指導意見》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設置氮氣密封系統"。

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物料與氧接觸氧化或發(fā)生化學反應等場合。

化工罐區(qū)氮封閥裝置設計規(guī)范的基本原理

在儲罐上設置氮封系統，維持罐內氣相空間壓力在工藝要求范圍（以VOCs項目為例，如0.2～0.5KPa）左右，當氣相空間壓力高于設定值（例如0.4KPa）時，氮封閥關閉，停止氮氣供應；當氣相空間壓力低于設定值（例如0.4KPa）時，氮封閥開啟，開始補充氮氣。儲罐氮封系統使用的氮氣純度不宜低于99.96%，氮氣壓力宜為0.5～0.7MPa。

化工罐區(qū)氮封閥裝置設計規(guī)范什么是氮封閥？

氮封閥無需外加能源，利用介質自身能量為動力源，自動控制閥門介質流量，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，調節(jié)壓差比大，特別適合微壓氣體控制。壓力設定值在指揮器上實現，方便、快捷、省時省力，可在運行狀態(tài)下通過調節(jié)彈簧連續(xù)設定。

無需外加能源，利用被調介質本身壓力變化而實現自動調節(jié)，使閥后壓力恒定，整機具有動作靈敏、控制壓力波動小、節(jié)約能源。

 采用動力源與信號點分開檢測的方法，外加可調節(jié)流裝置，使整臺閥門的調節(jié)精度大大提高，減壓比可達2000:1。廣泛應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、反應靈敏等特點。

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

 （1）流量特性：流量特性是反映調節(jié)閥的開度與流量的變化關系，以適應不同的系統特性要求，如對流量調節(jié)系統反應速度快需對數特性；對溫度調節(jié)系統反應速度慢，需直線流量特性。流量特性反應了調節(jié)閥的調節(jié)品質。

 （2）可調范圍R：可調范圍反映調節(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，性能指標就越好。通常閥的R=30，好的閥，如V型球閥、全功能超經型調節(jié)閥，R可達100-200。

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

 （4）流量系數Kv：流量系數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）調節(jié)速度：滿足系統對閥動作的速度要求。

四、化工罐區(qū)氮封閥裝置設計規(guī)范特點：

 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，保證了控制點的壓力精度。

 3、整機采用無填料設計，動作迅速。

 4、壓力設定點分段范圍細且相互交錯，選用方便。

 5、壓力設定方便，運行時可連續(xù)無干擾地進行設定，免維護使用。

 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)行機構分開，使整臺調壓閥減壓力比可達2000:1。

 8、增設可調節(jié)流裝置，調試簡單方便。

 9、閥內件設計壓力補償裝置，*消除壓力波動對設定精度的影響，調節(jié)更加穩(wěn)定。

五、化工罐區(qū)氮封閥裝置設計規(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)氮封閥裝置設計規(guī)范閥門材質選型：

 氮封閥通常被人為是受其保護的壓力容器或壓力系統的一部分，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)范和標準的要求。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致壓力、高溫介質或化學物質的泄露。

 影響安全閥部件材料選擇的因素包括：壓力、溫度、腐蝕性介質或環(huán)境、相關的應用規(guī)范和標準。

 關健部件的材料的選擇：閥門的某些部件對于閃的安全運轉和功能來說尤其關鍵。這些部件可分為以下幾類：

 保壓部件：保持進口壓力（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：與介質長期接觸的部件并保持閥的密封性。

 導向部件：提供閥瓣到噴嘴的導向，并確保閥桿在任何時間都以上下運動。

 彈簧：提供使閥閉合的作用力。

 波紋管（僅限平衡式設計）：提供背壓補償和/或奪導向部件和彈簧的防腐蝕保護功能。

化工罐區(qū)氮封閥裝置設計規(guī)范、規(guī)格用技術參數：

主要參數及主要性能指標見表一                             表一

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

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

九、化工罐區(qū)氮封閥裝置設計規(guī)范閥體強度和試驗：

 試驗前，必須將閥門腔體內的油污、水漬、雜質清理干凈，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沖壓并保壓，壓力等級根據閥門技術要求和閥門試驗標準來確定，保壓時間10min。重點檢查閥體承壓面、焊縫處，若外泄漏和結構損失，方可認為合格。

1、單體密封試驗：

 試驗介質為液體：試驗前，全開閥門，將其腔內的水漬、雜質、油污清理干凈，*關閉閥門后，安裝試壓板、加壓泵、壓力表、截止閥、排氣閥等。從進口盲板處對閥充入自來水，水壓力等級根據閥門技術要求和閥門試驗標準來確定，保壓時間3min。泄漏量符合行業(yè)標準（GB/T4213-2008）的相關規(guī)定，可認為合格。

 試驗介質為氣體：試驗前，全開閥門，將其腔內的水漬、雜質、油污清理干凈，*關閉閥門后，安裝試壓板、加壓泵、壓力表、截止閥、排氣閥等。從進口盲板處對閥充入溫度為5~10℃的清潔空氣，壓力等級根據閥門技術要求和閥門試驗標準來確定，保壓時間3min。泄漏量符合行業(yè)標準（GB/T4213-2008）的相關規(guī)定，可認為合格。

2、動作試驗：

 空載動作試驗：試驗前，全開閥門將其腔內的水漬、雜質、油污清理干凈，*關閉閥門；外接液壓驅動閥門開關數次，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象，則認為合格。

 帶負載開啟試驗：試驗前，全開閥門將其腔內的水漬、雜質、油污清理干凈，*關閉閥門；閥體一端安裝試驗盲板并安裝加壓力泵、壓力表、截止閥等。對密封腔內充入干凈空氣壓壓，壓力等級根據閥門技術要求和閥門試驗標準來確定，持續(xù)一分鐘。外接液壓站驅動閥門開關次數，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象，則認為合格。

 總之，新購調節(jié)閥必須經過強度試驗、密封試驗和動作試驗，驗收合格后方可投入使用。

化工罐區(qū)氮封閥裝置設計規(guī)范選用注意事項

1）氮封閥宜選用先導型或自力式開關型氮封閥

2）根據閥前和閥后壓力確定閥門的公稱壓力

3）閥門口徑應根據閥門的流量-壓力曲線和進罐最大氮氣流量及壓力確定。

4）設定開啟/關閉壓差不應大于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）閥門應帶過濾器。

為什么要用專業(yè)氮封閥、先導式氮封閥？

目前專業(yè)氮封閥多為先導式氮封閥，該閥有如下特點：

1）隔絕空氣和水分（產品的完整性）。

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到安全排放水平（環(huán)境保護）。

5）儲罐內部的腐蝕防護。

6）儲罐建造標準的要求。

7）快速開關，無偏差。

8）大通量。

9）緊密關斷、故障關。

10）低的壓力設定點。

目前化工罐區(qū)氮封閥裝置設計規(guī)范在使用中存在問題分析

經常會有一線維護人員反應氮封閥使用效果不好，是真的產品缺陷導致還是有其他原因呢？經勘察現場和交流發(fā)現絕大多數都是設計不合理、施工不規(guī)范、安裝不合理、維護不到位所致。有如下問題和經驗希望引起大家的重視：

1）導壓管不應太長，建議不超過4米。

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

3）工藝專業(yè)應按要求合理設定氮封閥關閉設定值，自控專業(yè)合理選擇彈簧調壓范圍。

4）嚴把施工質量，確保按圖紙和產品說明書要求進行施工，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共用1個取壓口，建議分開。

6）現場維護人員應熟悉所用產品，正確維護和操作。

7）安裝前對氮氣管道進行吹掃，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氣管線一側宜設置一道截止閥或球閥。

9）合理選擇和設定氮封閥關閉壓力值的范圍，避免和呼吸閥開啟壓力產生交集，防止氮封閥不關閉一直補氣（浪費氮氣、串氣），呼吸閥不關閉一直排放（介質浪費、火災隱患）。

化工罐區(qū)氮封閥裝置設計規(guī)范設定點可以調整嗎？如何調整？

1）首先應確保彈簧范圍是否在要求的設定點內，如果不在設定點內的則需要更換彈簧組件！

2）設定點調整步驟：

打開頂部調節(jié)螺栓保護套→往上旋轉調節(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開始補氮和關閉工作的，（如設定點高于要求的設定點，繼續(xù)以上操作，直至調整到所需的設定點，如設定點低于要求的設定點則往下旋轉調節(jié)螺栓，直至調整到規(guī)定的設定點）→確認為工藝所需要的設定點后，需要鎖緊調整螺母，保持定壓→如果彈簧范圍在設定點內，經過調整設定點無法達到設定值，那么需要購買氮封閥內部組件進行更換，可能氮封閥內部組件已經開始老化。