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化工儲罐氮封閥裝置故障分析及處理 |
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| 詳細(xì)介紹 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
化工儲罐氮封閥裝置故障分析及處理 有的單位的儲罐氮封閥沒有安裝在罐頂而是裝在了儲罐底部，說是方便檢查維修，但實(shí)際上多數(shù)安裝在儲罐底部的氮封閥，氮封效果不好，不能隔絕空氣。經(jīng)常有設(shè)計(jì)人員問氮封閥能不能裝在儲罐底部的問題。貯罐的氮封有兩種形式均在正常運(yùn)行，這兩種形式的氮?dú)獾牡獨(dú)鈦碓磯毫鶠榈獨(dú)怃撈縼淼牡獨(dú)?，氮?dú)鈮毫芨?，但氮?dú)夤艿垒^細(xì)，均沒有減壓閥，而直接進(jìn)入自力式帶指揮器型供氮閥，自力式帶指揮器型供氮閥入口端壓力一般要求保證在0.3到0.6MPa之間，入口壓力低于0.3MPa會使供氮閥不起作用，貯罐的氮封壓力很低，一般選型時會按照儲罐的大小和每小時進(jìn)出物料量來確定供氮閥和泄氮閥的管徑（一般泄氮閥的管徑要2倍于供氮閥的管徑）對于貯槽的保護(hù)一種型式是通過與自力式氮封閥配套的安裝在貯槽頂?shù)牡忾y來控制的，該氮封閥也是由自力式調(diào)節(jié)閥廠家提供的，氮封閥的作用是配合自力式調(diào)節(jié)閥工作起到安全的作用，在壓力過高時，如當(dāng)貯罐的壓力在+500pa時，雖然氮封閥停止進(jìn)入氮?dú)?，但?dāng)貯罐繼續(xù)進(jìn)入物料時，貯罐的壓力上升，則貯罐內(nèi)的物料通過氮封閥排出氣體，以維持貯罐內(nèi)的氣體的壓力維持不超過+500pa，使貯槽不超壓，當(dāng)貯罐壓力將低于供氮閥設(shè)定壓力值時，供氮閥進(jìn)入氮?dú)庖允官A罐壓力不致過低。下面來分析一下氮封閥安裝在儲罐頂部還是儲罐底部的問題。
1、化工儲罐氮封閥裝置故障分析及處理儲罐氮封的作用 1）氮封的主要作用是隔絕空氣。當(dāng)儲罐內(nèi)儲存的物料被泵抽出和（或）由于外界溫度降低，使儲罐內(nèi)氣體冷卻收縮時，氮封系統(tǒng)自動補(bǔ)入氮封氣，用氮封氣使儲罐內(nèi)維持一定正壓力，阻止空氣進(jìn)入儲罐內(nèi)，防止儲罐內(nèi)物料與空氣接觸，從而防止儲罐內(nèi)物料與空氣中的水分和氧氣接觸而被污染變質(zhì)；氮封也是一種安全措施，能有效防止儲罐內(nèi)部形成爆炸性氣體、抑制硫化亞鐵自燃； 2）其次是可以減少物料的揮發(fā)。當(dāng)罐內(nèi)壓力降低時，可以通過補(bǔ)充氮?dú)庋a(bǔ)償液面上的靜壓力，從而在一定程度上減少了物料的揮發(fā)損耗。
化工儲罐氮封閥裝置故障分析及處理主要技術(shù)參數(shù)及性能指標(biāo)
泄氨裝置主要技術(shù)參數(shù)及性能指標(biāo)
化工儲罐氮封閥裝置故障分析及處理主要零件材料
﹡根據(jù)用戶要求，閥體、閥內(nèi)件、膜蓋可采用其它牌號材質(zhì)。 化工儲罐氮封閥裝置故障分析及處理外形尺寸及重量
1供氮裝置外形尺寸及重量
2泄氮裝置外形尺寸及重量
化工儲罐氮封閥裝置故障分析及處理連接尺寸及標(biāo)準(zhǔn)
注：以上數(shù)據(jù)可根據(jù)用戶需要加工制造。
2、化工儲罐氮封閥裝置故障分析及處理閥能否正常工作的關(guān)鍵點(diǎn) 氮封閥能否正常工作的關(guān)鍵不在于氮封閥是安裝在罐頂還是罐底，關(guān)鍵點(diǎn)是氮封閥測取的壓力信號是否能真實(shí)反映儲罐內(nèi)的工作壓力，也就是氮封閥引壓管的取壓源點(diǎn)的位置是否合適的問題。還有一種形式則是氮封閥與帶雙水封的呼吸槽配套，貯罐壓力也是控制±500pa，工作原理基本同上，當(dāng)壓力達(dá)到+500pa時，貯罐內(nèi)的氣體沖破呼吸槽的水封，保持了貯罐內(nèi)的壓力不超過+500pa，當(dāng)貯罐內(nèi)的壓力過低時，一方面自力式調(diào)節(jié)閥動作補(bǔ)充氮?dú)獾劫A罐，以維持氮?dú)鈮毫Σ恢逻^低，萬一自力式調(diào)節(jié)閥故障時，呼吸槽的另一個水封起了作用，外界氣體沖破另一水封進(jìn)入貯罐，以維持貯罐壓力不致過低到 －500pa，避免了貯罐的吸癟。上述的形式，即防止了貯罐的正壓可能帶來的超壓現(xiàn)象，也避免了貯罐負(fù)壓可能帶來的貯罐吸癟現(xiàn)象，確保了貯罐的安全。
化工儲罐氮封閥裝置故障分析及處理故障分析及處理
3、化工儲罐氮封閥裝置故障分析及處理引壓管取壓源點(diǎn)的位置對氮封閥測壓的影響 1）如果氮封閥的引壓管取壓源點(diǎn)在罐頂，測取的是罐頂壓力，則氮封閥安裝在罐頂與罐底對于氮封閥的控制沒有多少差別性，差別只在于測到的壓力與儲罐內(nèi)壓力有個罐頂?shù)焦薜椎牡獨(dú)庖龎汗艿赖撵o壓差問題，這個靜壓差的影響可以通過零點(diǎn)壓力設(shè)定來消除的。這個引壓管的靜壓差Δp=ρgh，引壓管的氮?dú)饷芏入S溫度變化而變化，按一天之內(nèi)最多溫度變化10℃考慮，一天之內(nèi)引壓管的氮?dú)饷芏茸兓试?.6%以內(nèi)，這個變化率對氮封閥的控制不會有什么影響；對于季節(jié)溫度變化引起氮?dú)饷芏茸兓a(chǎn)生的對氮封閥的控制影響，可以根據(jù)每個季度的平均氣溫調(diào)整一下零點(diǎn)壓力。 2）如果氮封閥的引壓管取壓源點(diǎn)在閥后的管道上，測取的是管道壓力，則氮封閥安裝在罐頂與罐底對于氮封閥的控制就有差別性了。因?yàn)橛袀€氮封閥后管道阻力降的問題，取壓源點(diǎn)的壓力與罐內(nèi)壓力差了靜壓差與阻力降之和，這個靜壓差的影響可以通過零點(diǎn)壓力設(shè)定來消除的，但是這個管道阻力降的影響不能忽略，這個阻力降跟管道當(dāng)量長度是正比關(guān)系，跟流量平方是正比關(guān)系，跟管徑的五次方是反比關(guān)系，這個阻力降的大小會影響到氮封閥的控制。
4、化工儲罐氮封閥裝置故障分析及處理的引壓管取壓源點(diǎn)在閥后的管道上時，氮封閥后的管道阻力降對氮封閥控制的影響 《石油化工儲運(yùn)系統(tǒng)罐區(qū)設(shè)計(jì)規(guī)范》SH/T3007-2014推薦的儲罐充氮量如下表： 以DN50～DN250管道為例，分別計(jì)算氮封閥后氮?dú)饬髁?00 Nm3/h～2500 Nm3/h、管長1m、10～25m（差不多就是氮封閥安裝在儲罐底部時氮封閥后的管道長度）的管道阻力降。計(jì)算結(jié)果如下表：從上表可以看出，管徑對阻力降的影響比較大，當(dāng)管徑取DN50、DN80、DN100時，阻力降數(shù)值相對氮封閥的設(shè)定壓力值就比較大了。 當(dāng)?shù)忾y引壓管取壓源點(diǎn)在閥后的管道上時，氮封閥后的管道阻力降越小對氮封閥控制的影響就越小；當(dāng)?shù)忾y后的管道阻力降接近或超過氮封閥的設(shè)定壓力值（表壓）時，對氮封閥控制的影響就比較大了。 下面來分析一下，當(dāng)?shù)忾y引壓管取壓源點(diǎn)在閥后的管道上時，氮封閥后的管道阻力降對氮封閥控制的影響。
a) 采用開-關(guān)型氮封閥 當(dāng)儲罐往外付出和（或）由于外界溫度降低時，儲罐壓力就降低，當(dāng)取壓源點(diǎn)的壓力降低到氮封閥設(shè)定開啟壓力（一般取200Pa(G)）氮封閥就打開，此時閥后管道就有了阻力降，當(dāng)取壓源點(diǎn)的壓力高于氮封閥設(shè)定關(guān)閉壓力（一般取500Pa(G)）氮封閥就關(guān)閉，但此時實(shí)際上儲罐內(nèi)的壓力沒有達(dá)到氮封閥設(shè)定關(guān)閉壓力；氮封閥關(guān)閉后阻力降沒有了，取壓源點(diǎn)壓力又回到低于氮封閥設(shè)定開啟壓力，氮封閥又打開補(bǔ)氮……如此反復(fù)循環(huán)動作。當(dāng)?shù)忾y的補(bǔ)氣速度趕不上儲罐降壓速度時，儲罐壓力就繼續(xù)降低，有可能降低到呼吸閥設(shè)定吸氣壓力（-300Pa(G)），此時呼吸閥吸入空氣，影響了儲罐氮封效果。 b) 采用自力式型氮封閥 當(dāng)儲罐往外付出和（或）由于外界溫度降低時，儲罐壓力就降低，當(dāng)取壓源點(diǎn)的壓力降低到氮封閥設(shè)定壓力（一般取300Pa(G)）氮封閥就打開，自力式氮封閥會自動調(diào)節(jié)閥的開度，使取壓源點(diǎn)的壓力自動平衡到低于氮封閥設(shè)定壓力（一般取300Pa(G)），使氮封閥一直處于補(bǔ)氣狀態(tài)，但此時氮封閥的補(bǔ)氣速度不一定趕上儲罐降壓速度。當(dāng)?shù)忾y的補(bǔ)氣速度趕不上儲罐降壓速度時，儲罐壓力就繼續(xù)降低，有可能降低到呼吸閥設(shè)定吸氣壓力（-300Pa(G)），此時呼吸閥吸入空氣，影響了儲罐氮封效果。
5、化工儲罐氮封閥裝置故障分析及處理結(jié)論 氮封閥引壓管的取壓源點(diǎn)的位置是否合適是氮封閥能否正常工作的關(guān)鍵。氮封閥無論是裝在罐頂還是罐底，取壓源點(diǎn)要選取在罐頂，取壓源點(diǎn)離氮封進(jìn)氣口適當(dāng)距離，0.8m以上為好，不要在氮封閥后管道上取壓；如果取壓源點(diǎn)要選取在氮封閥后管道上，氮封閥后管道就要選取合適的管徑，使管道阻力降相對于氮封閥的設(shè)定壓力（表壓）要比較小，否則就會影響氮封閥的控制，這也是大多數(shù)儲罐氮封效果不好的原因。 氮封閥最好不要安裝在罐底部。設(shè)計(jì)規(guī)范也是要求氮封閥安裝在罐頂?shù)??！妒突す迏^(qū)自動化系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》(SH/T3184-2017)第5.4.5.3條要求“氮封閥應(yīng)安裝在盡量靠近罐頂入口的氣管線上，外取壓管線的取源點(diǎn)宜設(shè)在罐頂，以便檢測罐內(nèi)的真實(shí)壓力"。當(dāng)?shù)忾y安裝在罐底部時，要考慮罐頂?shù)焦薜椎牡獨(dú)庖龎汗艿赖撵o壓差問題，這個靜壓差的影響要通過零點(diǎn)壓力設(shè)定來消除。
6、化工儲罐氮封閥裝置故障分析及處理安裝位置的其他影響 1）如果氮封閥裝在罐頂，就沒有閥后積液的問題；如果氮封閥裝在罐底部，就要考慮閥后凝液的排放問題，其中最主要的問題還是一些腐蝕性介質(zhì)的凝液對氮封閥的閥芯和閥座有腐蝕作用，會影響氮封閥的密封性。 2）至于考慮氮封窒息滅火要求把氮封閥裝在罐底，那是某些消防人士自己拍腦袋想出來的，并無進(jìn)行過科學(xué)論證。 |
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