ZZDG儲罐供氮氮封閥裝置設(shè)計選型分析

【資料簡介】

ZZDG儲罐供氮氮封閥裝置設(shè)計選型分析

氮封裝置由供氮裝置是由ZZDG-16B帶指揮器操作氮封閥和泄氮裝置ZZVP-16K自力式微壓氮封閥兩部分組成。供氮裝置由指揮器和主閥兩部分組成；泄氮裝置由內(nèi)反饋的壓開型微壓調(diào)節(jié)閥組成。氮氣壓力一般設(shè)為100mmH2O.通過氮封裝置精確控制。氮封裝置是本廠自主開發(fā)、研制的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。該產(chǎn)品具有節(jié)能、動作靈敏、運行可靠、操作與維修方便等特點。廣泛應(yīng)用于石油、化工等行業(yè)。主要用于儲罐頂部氮氣壓力恒定控制，以保護罐內(nèi)物料不被氮化及儲罐安全。氮封閥由ZZDQ快速泄放閥及ZZVP自力式微壓調(diào)節(jié)閥兩大部分組成。快速泄放閥由壓力控制器及ZMQ-16K型單座切斷閥組成。
儲罐內(nèi)壓力升高至設(shè)定壓力時，快速泄放閥迅速開啟，將罐內(nèi)多余壓力泄放。微壓調(diào)節(jié)閥在儲罐內(nèi)壓力降低時，開啟閥門，向罐內(nèi)充注氮氣。因微壓調(diào)節(jié)閥必須使用在壓力為0.1Mpa壓力以下，現(xiàn)場壓力較高，必須安裝ZZYP型壓力調(diào)節(jié)閥將壓力調(diào)節(jié)閥將壓力降低至0.1Mpa以下才可使用。公稱壓力0.1Mpa，壓力可按分段設(shè)定，從0.5Kpa 至66 Kpa以下，介質(zhì)溫度溫度≤80℃。

ZZDG儲罐供氮氮封閥裝置設(shè)計選型分析其特點如下：
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(dá)100:1，減壓效果好、控制精度高。
6、為確保儲罐的安全，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。

■ZZDG儲罐供氮氮封閥裝置設(shè)計選型分析產(chǎn)品特點

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)生產(chǎn)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，裝置工作平穩(wěn)；
4、采用無填料設(shè)計，閥桿所受摩擦力小，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、為確保儲罐的安全，需在罐頂設(shè)置呼吸閥；
7、呼吸閥僅起安全作用，避免了常規(guī)氮封裝置中啟閉頻繁易損壞的缺陷。

氮封和其他惰性氣體保護系統(tǒng)，作為預(yù)防儲罐火災(zāi)爆炸事故的關(guān)鍵措施，近年來在各類企業(yè)的隱患排查中得到了廣泛重視。特別是在精細(xì)化工企業(yè)中，這些系統(tǒng)的設(shè)置和管理顯得尤為重要。

一、ZZDG儲罐供氮氮封閥裝置設(shè)計選型分析常見的問題分析

在實際應(yīng)用中，氮封系統(tǒng)存在若干常見問題。首先是部分應(yīng)設(shè)置氮封的儲罐未采取相應(yīng)措施。其次，部分后期增設(shè)的氮封系統(tǒng)由于缺乏正規(guī)設(shè)計，導(dǎo)致無法正常運作。此外，氮封系統(tǒng)的壓力管理也常成為問題，如缺乏有效的自動調(diào)節(jié)和監(jiān)控機制，以及壓力分程控制不當(dāng)?shù)?。同時，氮氣管線上的安全設(shè)施不足，如未設(shè)置止回閥，也是常見的問題之一。再者，部分儲罐頂部未設(shè)置緊急泄放設(shè)施，增加了安全風(fēng)險。最后，由于氮封壓力不穩(wěn)定或出于成本考慮，部分企業(yè)會關(guān)閉氮氣管線閥門，導(dǎo)致氮封系統(tǒng)未得到有效應(yīng)用。

■ZZDG儲罐供氮氮封閥裝置設(shè)計選型分析工作原理

    氮封裝置由供氮閥、泄氮閥、呼吸閥組成，供氮閥由指揮器和主閥兩部分組成；泄氮閥由內(nèi)反饋的壓開型微壓調(diào)節(jié)閥組成，氮氣壓力一般設(shè)為100mmH2O，通過氮封裝置精確控制。當(dāng)儲罐進液閥開啟，向罐內(nèi)添加物料時，液面上升，氣相部分容積減小，壓力升高，當(dāng)罐內(nèi)壓力升至高于泄氮閥壓力設(shè)定值時，泄氮閥打開，向外界釋放氮氣，使罐內(nèi)壓力下降，降至泄氮閥壓力設(shè)定點時，自動關(guān)閉。當(dāng)儲罐出液閥開啟，用戶放料時，液面下降，氣相部分容積增大，罐內(nèi)壓力降低，供氮閥開啟，向儲罐內(nèi)注入氮氣，使罐內(nèi)壓力上升，升至供氮閥壓力設(shè)定點，自動關(guān)閉。

■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的介質(zhì)經(jīng)導(dǎo)壓管引入檢測機構(gòu)(7)、介質(zhì)在檢測元件上產(chǎn)生一個作用力與彈簧(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)定點時，平衡被破壞，使指揮器閥芯(6)打開，從而使閥前氣體經(jīng)減壓閥(5)、節(jié)流閥(4)、進入主閥執(zhí)行機構(gòu)(3)上、下膜室，打主開閥閥芯(2)、向罐內(nèi)充注氮氣；當(dāng)罐內(nèi)壓力升至供氮裝置壓力設(shè)定點時，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ZZVP-16K自力式微壓氮封閥結(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)閥蓋進入檢測機構(gòu)(2)，介質(zhì)在檢測元件上產(chǎn)生一個作用力與預(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)定點時，平衡被破壞，使閥芯(1)上移，打開閥門，向外界泄放氮氣；當(dāng)罐內(nèi)壓力降至泄氮裝置壓力設(shè)定點時，由于預(yù)設(shè)彈簧力作用，關(guān)閉閥門。

二、ZZDG儲罐供氮氮封閥裝置設(shè)計選型分析的適用范圍

根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)，如《石油化工企業(yè)設(shè)計防火標(biāo)準(zhǔn)（2018年版）》、《精細(xì)化工企業(yè)工程設(shè)計防火標(biāo)準(zhǔn)》和《石油庫設(shè)計規(guī)范》等，對于需要設(shè)置氮氣保護系統(tǒng)的儲罐類型有明確規(guī)定。例如，單罐容積較小且采用易熔材料浮盤的內(nèi)浮頂儲罐，儲存溫度較高的重油固定頂罐，以及采用固定頂罐或低壓罐儲存甲B、乙A類液體的儲罐等，均應(yīng)設(shè)置氮氣保護系統(tǒng)。

二、ZZDG儲罐供氮氮封閥裝置設(shè)計選型分析主要技術(shù)參數(shù)

閥體形式	直通鑄造球型閥
公稱通徑	DN20～150mm
公稱壓力	PN1.0、1.6MPa
法蘭標(biāo)準(zhǔn)	GB/T9113、 JB/T79、HG20594及其他標(biāo)準(zhǔn)
連接形式	法蘭(FF RF RTJ)、焊接(SW BW)、螺紋(適用于1″以內(nèi))
閥蓋形式	標(biāo)準(zhǔn)型(一體式)
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
閥體材料	鑄鋼(WCB)、不銹鋼(CF8、CF8M、CF3、CF3M)
閥芯形式	單座柱塞型閥芯
流量特性	快開、線性
閥芯材料	PTFE、不銹鋼 (304、304L、316、316L)

三、氮封閥 主要性能指標(biāo)

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

四、氮封閥 主要連接尺寸

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	老型	105	117	120	139	144	188	208	220	268	278
精小型	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

三、ZZDG儲罐供氮氮封閥裝置設(shè)計選型分析的設(shè)置要點

在設(shè)置氮封系統(tǒng)時，關(guān)鍵在于確保儲罐氮氣壓力的穩(wěn)定性和安全性。根據(jù)化工標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)合理計算氮氣供氣量，并結(jié)合實際情況確定氮氣管線管徑和氮封閥型號。此外，規(guī)范中對于氮封系統(tǒng)的操作壓力也有明確要求，企業(yè)應(yīng)遵循相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，確保系統(tǒng)正常運行。

為防止儲罐超壓，應(yīng)采取多項措施。首先，在罐頂安裝壓力表并設(shè)置壓力遠(yuǎn)傳功能，以便及時檢測壓力變化。其次，設(shè)置雙呼吸閥以防呼吸閥故障。對于易結(jié)晶或粘度較大的介質(zhì)，還需對補氣管線和排氣管線進行伴熱處理。最后，應(yīng)設(shè)置緊急泄放人孔，以在事故時保護儲罐安全?！〉忾y門氮氣壓力一般設(shè)為100mmH2O.通過氮封閥裝置精確控制。當(dāng)儲罐進液閥開啟，向罐內(nèi)添加物料時，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，泄氮裝置打開，向外界釋放氮氣，使罐內(nèi)壓力下降，降至泄氮裝置壓力設(shè)定點時，泄氮裝置自動關(guān)閉。當(dāng)儲罐出液閥開啟，用戶放料時，液面下降，氣相部分容積增大，罐內(nèi)壓力降低，供氮裝置開啟，向儲罐注入氮氣，使罐內(nèi)壓力上升，當(dāng)罐內(nèi)壓力上升至供氮裝置自動關(guān)閉。
　　氮封閥選型裝置泄氮閥說明：
　　一般供氮氣壓力在3×10^5-10×10^5Pa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)壓力過高或過低時，起到安全作用。在正常情況下，不工作泄氮閥安裝在罐頂，口徑一般與進液閥口徑一致，一般泄氮閥的壓力設(shè)定點略大于供氮閥的壓力設(shè)定點，以免供、泄氮裝置頻繁工作，浪費氮氣、影響設(shè)備的使用壽命。

三、ZZDG儲罐供氮氮封閥裝置設(shè)計選型分析裝置安裝：
　　(1)安裝氮封閥前，檢查整機零件是否缺損或者松動，對管道應(yīng)進行清洗，介質(zhì)流向應(yīng)與閥體箭頭指向一致。
　　(2) 為便于現(xiàn)場維修與操作，氮封閥四周應(yīng)留有適當(dāng)?shù)目臻g。
　　(3)氮封閥應(yīng)正立垂直安裝在水平管道上，閥體與管道的法蘭連接，要注意軸度，并應(yīng)安裝在環(huán)境溫度不超過-25~55°C的場合使用。

四、ZZDG儲罐供氮氮封閥裝置設(shè)計選型分析的使用
　　(1)開啟閥前的美國威盾VTON進口截止閥，使介質(zhì)緩慢流入閥體
　　(2)擰開指揮器護罩，松開指揮器調(diào)節(jié)螺釘
　　(3)調(diào)節(jié)指揮器主彈簧，使閥后壓力至設(shè)定值
　　(4)固定指揮器調(diào)節(jié)螺釘，裝好護罩，調(diào)壓閥即可開始工作
　　(5)不用時，關(guān)閉閥前截止閥

　　3、ZZDG儲罐供氮氮封閥裝置設(shè)計選型分析維護
　　(1)拆卸閥門時，要保護好精密零件的表面，拆裝閥座時，要使用專用工具
　　(2)閥芯與閥座，不管修理或者更換，密封面都必須進行研磨
　　(3)彈簧若有裂縫跡象，必須更換
　　(4)密封墊片與0型圈每次檢修時全部更換，膜片根據(jù)檢查結(jié)果而定。
　　(5)閥門平時維護，只有觀察閥后導(dǎo)壓器上的壓力表是否符合設(shè)計值要求即可。另外若發(fā)現(xiàn)各連接處有滲漏，可擰緊螺母與螺釘或更換密封墊片與0型圈

四、ZZDG儲罐供氮氮封閥裝置設(shè)計選型分析的管理策略

為確保氮封系統(tǒng)的有效運行，企業(yè)需要加強管理工作。首先，在操作規(guī)程中明確氮封系統(tǒng)的操作步驟和安全要求，并對相關(guān)人員進行培訓(xùn)。其次，通過監(jiān)控系統(tǒng)實時關(guān)注儲罐壓力變化，并規(guī)范設(shè)置報警值。此外，應(yīng)將氮封系統(tǒng)的檢查納入罐區(qū)隱患排查中，并定期對呼吸閥、壓力表等關(guān)鍵部件進行檢查和檢驗。

綜上所述，氮封和其他惰性氣體保護系統(tǒng)在預(yù)防儲罐火災(zāi)爆炸事故中發(fā)揮著重要作用。企業(yè)應(yīng)加強對這些系統(tǒng)的設(shè)置和管理，確保其有效運行，從而提高儲罐的安全性。