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化工廠醋酸儲罐氮封閥系統(tǒng)設計方案

某化工廠儲存醋酸和乙炔合成反應液的儲罐液位整體出現(xiàn)下降，導致罐內(nèi)形成負壓并吸入空氣，與罐內(nèi)氣相物質(zhì)（90%為乙炔）混合形成爆炸性混合氣體，遇靜電火花，發(fā)生爆燃，罐內(nèi)物料流出，蒸發(fā)成大量可燃爆蒸氣云隨風擴散，繼而引發(fā)空間爆炸。案例的直接原因是爆炸性混合氣體與空氣混合，遇到點火源爆炸。在此情況下氮封是最常見的預防措施之一，可有效防止儲罐發(fā)生火災爆炸事故。化工企業(yè)，特別是精細化工企業(yè)通常有兩方面疑問：第一，哪些情況需要設氮封？第二，氮封如何設置？安在什么位置？多大的流量能夠避免爆炸環(huán)境產(chǎn)生？

二化工廠醋酸儲罐氮封閥系統(tǒng)設計方案哪些情況需要設氮封

《石油化工企業(yè)設計防火標準（2018年版）》（GB50160-2008）規(guī)定，當單罐容積小于或等于5000m3的內(nèi)浮頂儲罐采用易熔材料制作的浮盤時，應設置氮氣保護等安全措施；儲存溫度超過120℃的重油時，固定頂罐應設置氮氣保護。

《精細化工企業(yè)工程設計防火標準》（GB51283-2020）規(guī)定，固定頂罐或低壓罐（單罐容積不小于100m3）儲存甲B、乙A類液體時，應采用氮氣或惰性氣體密封措施。個別精細化工企業(yè)，由于存在早期設計不完善、常壓儲罐未經(jīng)正規(guī)設計、或者經(jīng)由其他儲罐改造等情況，儲罐沒有設置氮封或設置不合規(guī)的情況依然存在。

三化工廠醋酸儲罐氮封閥系統(tǒng)設計方案氮封如何設置

關于氮封安裝，分享兩種錯誤安裝場景：一種是直接安裝在呼吸閥下部短節(jié)位置（圖1），另外一種是靠近呼吸閥位置直接焊接在法蘭接管處（圖2）。這兩種場景均會導致氮氣直接排出，無法起到氮封作用。

若呼吸閥用在氮封罐上，建議氮氣供氣管的接管位置一定要遠離呼吸閥接口，并由罐頂部插入貯罐內(nèi)，使氮氣進罐后不直接排出，從而達到氮封目的。

大部分工廠設置氮封多采用自力調(diào)節(jié)閥或者壓力控制閥，關于操作方面可參照《石油化工儲運系統(tǒng)罐區(qū)設計規(guī)范》（SH/T3007-2014）規(guī)定，采用氮氣保護的儲罐，其操作壓力宜為0.2Kpa～0.5Kpa；其他設置有呼吸閥的儲罐，其操作壓力宜為1Kpa～1.5Kpa。同時有些儲罐因介質(zhì)含有腐蝕性，要注意定期檢查清理氮氣管線，防止氮封失效。

化工廠醋酸儲罐氮封閥系統(tǒng)設計方案自力式氮封閥工作原理
  （1）當?shù)忾y關閉時，主閥的活塞是在一個密封室內(nèi)，當儲罐壓力等于或大于設定的壓力時，膜片就被向上頂起，氣導閥在彈簧的作用下向上移動，把氣導閥上的密封圈緊緊壓在閥座上，關閉了控制氣的進口，同時特殊閥芯室的壓力增加并接近氮氣總管的壓力，此壓力通過內(nèi)部通道，從特殊閥芯室傳到主閥閥芯室。主閥的活塞就處于氮氣總管壓力的作用，由于主閥閥芯上、下所受氣體壓力平衡，所以主閥閥芯在自重和彈簧的作用下將閥門緊密關死。
  （2）氮封閥打開時，當儲罐壓力稍微低于設定壓力時，膜片因為感應壓力下降而向下移動，推動氣導閥打開，氮氣經(jīng)過孔板、氣導閥的出口進入儲罐，使儲罐內(nèi)的壓力增加，同時氣導閥的特殊閥芯室的壓力下降，氮氣通過內(nèi)部通道從特殊閥芯室進入主閥閥芯室。由于主閥閥芯的活塞面積大于主閥閥座孔面積，并有彈簧的彈力和主閥的重量，所以當儲罐壓力稍微低于設定點時，特殊閥芯室和主閥閥芯室的壓力降低很小，主閥仍然保持關閉，氮氣只從氣導閥進入儲罐。

化工廠醋酸儲罐氮封閥系統(tǒng)設計方案

    ZZDQ 氮封裝置，由控制閥門、執(zhí)行器、壓力彈簧、指揮器、脈沖管等部件組成。主要用于保持容器頂部保護氣體（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。特別適用于各類大型儲罐的氣封保護系統(tǒng)。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。廣泛應用于石油、化工等行業(yè)。供氮裝置，將設在罐頂?shù)娜狐c的介質(zhì)經(jīng)導壓管引入檢測機構(gòu)，介質(zhì)在檢測元件上產(chǎn)生一個作用力與與彈簧、預緊力相平衡。當罐內(nèi)壓力降低至低于供氮裝置壓力設定點時，平衡破壞，使指揮器閥芯，打開，使閥前氣體經(jīng)減壓閥，節(jié)流閥、進入主閥執(zhí)行機構(gòu)上、下膜室，打開主閥閥芯，向罐內(nèi)充注氮氣；當罐內(nèi)壓力升至供氮裝置壓力設定點，由于預設彈簧力，關閉指揮器閥芯、由于主閥執(zhí)行機構(gòu)中的彈簧作用，關閉主閥，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)閥蓋進入檢測機構(gòu)，介質(zhì)在檢測元件上產(chǎn)生一個作用力與預設彈簧預緊力相平衡。當罐內(nèi)壓力升高至高于泄氮裝置壓力設定點時，平衡被破壞，使閥芯上移，打開閥門，向外界泄放氮氣；當罐內(nèi)壓力降至泄氮裝置壓力設定點，由于預設彈簧力作用，關閉閥門。
氮封閥無需外加能源，利用被調(diào)介質(zhì)自身能量為動力源。動控制閥門介質(zhì)流量，使閥后壓力保持恒定的壓力穩(wěn)定裝置?，F(xiàn)已廣泛用于連續(xù)送氣的天然氣采輸，城市煤氣以及冶金、石油、化工等工業(yè)生產(chǎn)部門。該閥特點：控制精度高，可比一般ZZY型直接操作型調(diào)壓閥高一倍左右。調(diào)節(jié)壓差比大（如閥前0.8MPa,閥后0.001MPa）特別適合微壓氣體控制。壓力設定在指揮器上實現(xiàn)，因而方便、快捷、省力省時可在運行狀態(tài)下連續(xù)設定。自力式氮封閥(即氮封裝置)主要用于儲罐頂部氮氣壓力恒定控制，自力式氮封閥是一種無須外來能源，以彈簧為動力核心利用被調(diào)介質(zhì)自身的壓力來控制閥芯位置變化，達到自動調(diào)節(jié)和穩(wěn)定壓力的目的，以保護罐內(nèi)物料不被氮化及儲罐的安全。該閥由ZZYVP快速泄放閥及ZZV自力式微壓調(diào)節(jié)閥兩大部分組成?？焖傩狗砰y由壓力控制器及ZMQ-16K型單座切斷閥組成。

化工廠醋酸儲罐氮封閥系統(tǒng)設計方案工作原理

       儲罐內(nèi)壓力升高至設定壓力時，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，壓力可按分段設定，從0.5Kpa 至66 Kpa以下，介質(zhì)溫度溫度≤80℃。

化工廠醋酸儲罐氮封閥系統(tǒng)設計方案性能特點

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，設定彈簧剛度小、動作靈敏、裝置工作平衡。

4、采用無填料設計，閥桿所受磨擦力小、反應迅速、控制精度高。

5、供氮裝置采用指揮器操作，減壓比可達100:1，減壓效果好、控制精度高。

6、氮氣壓力設定范圍廣，低至0.5Kpa高至1000Kpa，比值達高；

7、調(diào)節(jié)調(diào)壓力檢測膜片有效面積大，設定彈簧剛度小，動作極靈敏。

化工廠醋酸儲罐氮封閥系統(tǒng)設計方案主要技術參數(shù)

化工廠醋酸儲罐氮封閥系統(tǒng)設計方案主要外形尺寸

化工廠醋酸儲罐氮封閥系統(tǒng)設計方案安裝使用
 

　　1、安裝:
　　(1)安裝前，檢查整機零件是否缺損或者松動，對管道應進行清洗，介質(zhì)流向應與閥體箭頭指向一致。
　　(2) 為便于現(xiàn)場維修與操作，閥四周應留有適當?shù)目臻g。
　　(3)閥門應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，并應安裝在環(huán)境溫度不 過-25~55°C的場合使用。
 
　　2、使用
　　(1)開啟閥前截止閥，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，關閉閥前截止閥
 
　　3、維護 
　　(1)拆卸閥門時，要保護好精密零件的表面，拆裝閥座時，要使用工具
　　(2)閥芯與閥座，不管修理或者更換，密封面都 進行研磨
　　(3)彈簧若有裂縫跡象， 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，只有觀察閥后導壓器上的壓力表是否符合設計值要求即可。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
 

化工廠醋酸儲罐氮封閥系統(tǒng)設計方案故障分析與維護 
　　1某大芳烴裝置開車初期，發(fā)現(xiàn)3臺氮封閥工作都正常。拆閥檢查，發(fā)現(xiàn)氮封閥的氣導閥、主閥和兩個閥芯室內(nèi)壁等沾了一層厚厚的污垢，經(jīng)過擦拭，涂 潤滑脂后能正常使用。在閥座處還發(fā)現(xiàn)了一些焊渣導致開車后管道內(nèi)的鐵銹、殘存的雜物等被氮氣吹到了氮封閥內(nèi)，使主閥不能回到閥座上。
　　2導壓管堵塞。如果導壓管堵塞，氮封閥沒有反饋信號，也會造成氮氣不停地向罐內(nèi)補充，按照如圖3所示的步驟檢查是否屬于此類原因。
　　3彈簧彈力變小。如果氣導閥、主閥和兩個閥芯室不臟，而且導壓管也未堵塞，應檢查氣導閥下面小彈簧的彈力，若彈力減小，會使氮封閥不停地補氣?？梢詫椈衫L，增加其彈力。
　　4密封圈損壞。氣導閥在工作過程中動作較頻繁。使密封圈經(jīng)常受到閥座的沖擊，導致密封圈磨損或斷裂，起不到密封作用，更換密封圈即可。 
　　5控制氣入口與氣導閥出口裝反。這屬于產(chǎn)品質(zhì)量問題。結(jié)合氮封閥的工作原理圖，即可作出判斷。

化工廠醋酸儲罐氮封閥系統(tǒng)設計方案

氮封閥裝置主要用于儲罐頂部，來維持儲罐的微正壓，隔離物料與外界的接觸，減少物料的揮發(fā)和浪費，保護儲罐安全。那么氮封調(diào)節(jié)閥使用過程中需要注意哪些事項呢？工程師就此介紹下。希望對大家有一定的幫助

　　調(diào)節(jié)閥在使用過程中都能夠起到很好的控制作用，目前市場中使用的氮封調(diào)節(jié)閥也需要注意很多事項，不合理的使用可能會帶來很多危險。建議大家在選擇時也可以看看具體的優(yōu)勢，通過這些方面才可以放心的選擇，當然也可以讓氮氣壓力恒定控制。

　　選擇合適的位置安裝使用

　　在具體使用過程中一定要確保安裝的位置合理，氮封調(diào)節(jié)閥就是可以在氮氣壓力恒定的時候起到很好的控制作用，就能夠保護罐內(nèi)的物料被氮化，又可以保證儲罐的安全性。安裝裝置時建議大家可以找廠家的安裝人員，既可以確保安裝的效果，又能夠保證安裝的安全性。

　　定期維護和檢修裝置

　　在使用過程中也需要定期做好檢修和維護，沃德WODE閥門會根據(jù)實際的使用性能和產(chǎn)品的優(yōu)勢來選擇，我們在關注時也可以看看檢修需要注意的事項。人員檢修可以確保零配件的性能，對于使用過程中出現(xiàn)的問題也可以及時更換，自然也可以保證整體的安全性。

　　通過上述情況大家也可以發(fā)現(xiàn)，氮封調(diào)節(jié)閥在實際使用時所帶來的好處非常明顯，我們需要確保在使用過程中的保護作用非常好，還能夠在使用時有效調(diào)節(jié)氮氣的壓力。廠家在提供產(chǎn)品時也會說明相應的注意事項，按照一定的使用方法來使用裝置，都可以讓整體的調(diào)節(jié)效果更好，也可以滿足更多市場需求。