医药储罐氮封阀系统设计应用案例
ZZYVP氮封装置主要用于储罐顶部氮气压力恒定控制,以保护罐内物料不被氮化及储罐安全氮封装置由ZZDQ快速泄放阀及ZZV微压调节阀两大部分组成。快速泄放阀由压力控制器及ZMQ-16K型单座切断阀组成。储罐内压力升高至设定压力时,快速泄放阀迅速开启,将罐内多余压力泄放。微压调节阀在储罐内压力降低时,开启阀门,向罐内充注氮气。因微压调节阀必须使用在压力为0.1Mpa压力以下,现场压力较高,必须安装ZZYP型压力调节阀将压力调节阀将压力降低至0.1Mpa以下才可使用。公称压力0.1Mpa,压力可按分段设定,从0.5Kpa 至66 Kpa以下,介质温度温度≤80℃。
一、医药储罐氮封阀系统设计应用案例可以保持物质质量
在工业生产和储存过程中,许多物质如化学品、颜料、溶剂等都是属于易潮湿的物质,存储时受空气中湿度和氧气影响,会让这些物质质量发生变化,严重影响使用效果。这时候我们就需要氮气封装器,通过氮气的作用,可以消除这些氧气和水分的影响,保持物质质量的稳定性。
二、医药储罐氮封阀系统设计应用案例可以安全储存易燃易爆物质
氧气是一种使易燃易爆物质在空气中燃烧的气体,所以一些易燃易爆气体的贮存必须排除氧气,这种情况下,氮气几乎是的选择,因为氮气具有不可燃性和不支持燃烧的特性。通过加装氮气,可以降低储存空间内易燃易爆气体的浓度,并且避免了由于空气中氧气存在而引起的安全隐患。
储罐中加装氮封装器的好处不仅仅局限于以上两点。在生产实践中,还有其他方方面面的好处,如:延长储存期限、排除杂质、预防氧化等,因此,无论是在工业生产过程中,还是在向消费者提供产品的过程中,储罐中加装氮封装器都具有重要性。
一、医药储罐氮封阀系统设计应用案例特性及作用
1、氮气密封系统的储罐。此种物料一般具有以下特性之一:
1)、石油化工行业易挥发。如汽油、甲醇等饱和蒸汽压高的物料,在常温下容易挥发造成物料大量损失;
2)、工艺过程中应控制或避免与空气接触的物料。
2、氮封装置的主要作用:
1). 防止氧化:通过向储罐内注入氮气,可以排挤罐内的空气,减少物料与氧气的接触,从而降低物料被氧化的风险。
2). 抑制挥发:氮封可以减少储罐内物料的挥发,对于易挥发的化学物质尤其重要。
3). 维持压力平衡:在物料的装入或抽出过程中,氮封装置可以调节储罐内部的压力,保持压力平衡,防止因压力变化导致的储罐结构损坏。
4). 减少VOCs排放:氮封可以减少挥发性有机化合物(VOCs)的排放,有助于环境保护和满足工业排放标准。
5). 防止污染:氮气是一种惰性气体,可以防止储罐内的物料受到外界污染,确保物料的纯度和质量。
6). 提高安全性:通过控制储罐内的氮气压力,可以避免由于压力过高或过低导致的安全事故。
7). 保护储罐结构:氮封装置有助于防止储罐因内部压力波动而产生的变形或损坏。
8). 适用于多种储罐:氮封装置适用于各种类型的储罐,包括化工原料储罐、食品级储罐、超纯水储罐等。GB50160-2008石化企业防火标准[1]、 SH/T3007-2014储运罐区设计规范[2]的要求,对甲 B 、乙A 类的可燃液体储罐,应设置氮气密封保护 系统,通过调节氮气量使之填充顶部空间,节能降耗的同时,隔离油品与外界接触以起到保护作用。
二、医药储罐氮封阀系统设计应用案例适用工况
氮气密封系统的应用主要取决于罐的类型和存储介质的性质。常适用于以下几种工况:
(1)采用内浮顶罐或固定顶罐储存沸点在 45℃下,或37.8℃时的饱和蒸气压>88KPa的甲B 类 液体时,应设置氮气密封保护系统;
(2)采用内浮顶储罐常压储存沸点≥45℃、 或37.8℃时饱和蒸气压≤88KPa的甲B 、乙A 类液体 时,可设置氮气密封保护系统;另,当有特殊要 求而选择固定顶、低压储罐或容量≤100m3的卧式 储罐时,应设置氮气密封保护系统;
(3)当常压存储I、II级毒性的甲B 、乙A 类液 体时,应设置氮气密封保护系统;
(4)储存介质与空气接触,易发生氧化、聚合等反应,常压储存时,应设置氮封保护系统;
(5)储存介质具有水溶性,并对其含水量有 严格要求,常压储存时,应设置氮封保护系统。
三、医药储罐氮封阀系统设计应用案例设计方案
1、压力控制设计方案
此方案:氮气密封系统的设置,氮封系统通过控制储罐内部的压力,保持在一个安全和稳定的范围内。这通常涉及到安装压力调节阀,如自力式氮封阀,它无需外部能源,可以自动控制储罐内部的压力 。重要场合储罐顶部通常需设置阻火呼吸阀和泄压人孔等安全装置。值得注意的是,氮气操作压力宜为0.5~0.6 MPa ,通常氮气的纯度不应低于99.2%。
例如:控制罐内气体压力维持在300 Pa(G)上下。当储罐内气体压力上升≥500 Pa(G)时,关停氮气控制阀,暂停氮气的补充;当内压力≤200 Pa (G)时,氮气控制阀将打开以补充氮气,防止吸进空气形成。
2. 氧含量控制设计方案
此方案:氮气密封系统的设计, 旨在控制罐内气相空间氧气浓度不超过5%,从而 阻断可造成爆炸的助燃条件。
(1)在罐内设置氧气浓度监测器进行监控, 将高值与氮气管路控制阀进行联锁设计。当罐内氧含量达到高值时,自动报警,然后通过联锁打开氮气阀,使氮气充入罐内。当检测器指标达到设定的正常范围时,立即联锁关停氮气阀停止充氮。
(2)在同类介质储罐间设计一组管道将气相管道贯通,可减少作业时氮气的用量,也可降低油气排放量。例如联通管道的管径为DN150,流量宜为 150m3/h。
(控制系统:现代氮封系统可能包括与DCS或PLC控制系统的集成,以实现远程监控和自动化控制。这包括安装压力表和设置高、低压报警功能、设置变送器维持储罐微正压、超设定压力时自动泄压、以及可能的氧含量监测和控制等 。)
四、医药储罐氮封阀系统设计应用案例充氮量计算
一般来说,充氮量Q等于储罐物料的排出量 Q1 与由温度变化导致的吸气量Q2 之和。
例:下面以罐区中3000m3苯罐所需充氮量的计算为例进行说明。根据化工部“钢制立式圆筒形内浮顶罐系 列"HG21502.2-1992可查表得[5],3000m3储罐内 径D=17m,罐壁高度H1 =15.85m,拱顶球冠高度 H2 =1.841m,本次计算按照浮盘沉底考虑,即取设 计液位h=1.8m来计算储罐内最大气体的体积 Vm 。Vm 等于罐体圆柱部分气相空间体积V1 与罐顶 球冠空间体积V2 之和。其中:3000m³储罐内气体体积最大值Vm=3400m, 当储罐内部气体温度T(35℃)随外界气温变化一小时内降至T´(20℃) 罐内操作压力由 1000Pa(G)降至0Pa(G)时,根据理想气体状态 方程:
式中:P0 :标准大气压(取0.101325MPa (A));
P1 :操作压力(MPa(A));
V0 :标准状态下的气体体积(Nm3);
V1 :操作状态下的气体体积(m3,我们取液位时的Vm值); T0 :标准状态下的气体温度(273.15K);
T1 :操作状态下的气体温度(K)。
得:在储罐内液位,标准状态下,35℃ 时,罐内气体体积V0 为3044Nm3;同理可得25℃ 时,罐内气体体积V0 '为3168Nm3。因此,此降温过 程内需要补充的氮气量Q为124m3/h。因 此,为避免浪费氮气资源,可在参考SH/T3007 2014表5.1.6中推荐的气量规范值的基础上根据实际工况进行计算。
医药储罐氮封阀系统设计应用案例特点
1、氮封装置的供(泄)氮压力设定方便,且可在连续生产的条件下进行;
2、氮气压力设定范围广,低至0.5Kpa(50mm.w.c),高至Kpa,比值达132倍,压力检测膜片有效面积大,设定弹簧刚度小,动作极灵敏。
3、调整:
(1)供氮压力调整:在ZZV型微压调节阀压力调节范围内选定一设定值如1Kpa(100mm.w.c),通过调节调整螺丝2以改变弹簧3的预压缩(拉伸)量来达到;
(2)泄氮压力调整:在ZZDQ快速泄放阀在的压力控制器部分,通过调整座3,改变弹簧4预压缩量达到。一般为避免氮封装置启闭频繁,泄氮设定值应远离供氮压力值,如2Kpa(200mm.w.c);
(3)呼吸阀高定值调整:在上述两设定值调整好后,为避免呼吸阀启闭频繁,呼吸阀设定值应大于泄压设定值。
医药储罐氮封阀系统设计应用案例
序号 | 品 名 | 型 号 及 规 格 | 单位 | 数量 |
1 | 氮封阀 | 氮封阀ZZYVP-II DN25 PN16 进口压力 0.3-0.6 MPA, 出口压力1 KPA 法兰连接 | 台 | 1 |
2 | 泄氮阀 | 泄氮阀ZXD-16 DN40 PN16起跳压力2KPA法兰连接 | 台 | 2 |
3 | 呼吸阀 | 带呼出接管阻火呼吸阀HXFDN50 PN16正压:3 KPA负压:-298PA | 台 | 2 |
医药储罐氮封阀系统设计应用案例零件材料
零 件 名称 | 材料 |
阀体 | ZG230-450 ZG1Cr18 Ni9Ti |
阀杆、阀芯、阀座 | 1Cr18 Ni9Ti |
膜片 | 丁腈橡胶夹增强绦纶织物 |
弹簧 | 60Si2Mn |
波纹管 | 1Cr18 Ni9Ti |
医药储罐氮封阀系统设计应用案例主要技术参数之外形尺寸介绍
公称通径DN | 20 | 25 | 32 | 40 | 50 | 65 | 80 | 100 |
A | 192 | 232 | 308 | |||||
H | 629 | 631 | 652 | 666 | 689 | 797 | 837 | 1050 |
L | 150 | 160 | 180 | 200 | 230 | 290 | 310 | 350 |
G(Kg) | 18 | 19 | 21 | 23 | 25 | 37 | 50 | 59 |
法兰规格 单位:mm
公称通径DN | 20 | 25 | 32 | 40 | 50 | 65 | 80 | 100 |
D | 105 | 115 | 140 | 150 | 165 | 185 | 200 | 220 |
D1 | 75 | 85 | 100 | 110 | 125 | 145 | 160 | 180 |
B | 16 | 18 | 20 | 22 | ||||
n-ф | 4-14 | 4-18 | 8-18 | |||||
f1×D2 | 2×56 | 3×65 | 3×76 | 3×84 | 3×99 | 3×118 | 3×132 | 3×156 |
五、【医药储罐氮封阀系统设计应用案例结尾】
总的来说,储罐加装氮封装器是一项必要而有效的措施,可以保障储存物质的质量稳定性和安全性,而这对于工业生产和消费者的使用都具有非常重要的意义。氮封装置常见故障通常由截止阀、过滤器、供氮阀、调节器、压力表、呼吸阀等组成。
医药储罐氮封阀系统设计应用案例安装、维护与调试
1、安装
(1) 检查整机零件是否缺损与松动,对使用有害人体健康的介质,必须进行强度、密封、泄漏 与精度测试。
(2) 在安装前,对管道进行清洗(否则由于焊渣等管道垃圾,损坏阀芯密封面,导致阀门不能 正常工作),阀门入口处要有足够的直管段,并配有过滤器。阀体与管道的法兰连接,要 注意同轴度。
(3) 安装场地应考虑到人员与设备的安全,即便于操作,又有利于拆装与维修。 (4) 阀门应正立垂直安装在水平管道上,导压管必须安装在距离阀出口至少六倍于公称通径的 阀后管道上。阀自重较大与有振动的场合,要用支撑架,尽量避免水平安装。
(5) 介质流动方向应与阀体上的箭头指向一致。因微压阀属于精密仪表,其中指挥器膜片直接 承受介质压力,若阀门反装或管道有反冲压力,则指挥器膜片由于受压过高导致膜片损坏, 阀门不能工作。阀门应在环境温度-25~+55℃场所使用。
(6) 为使自控系统失灵或检修阀门时,仍能连续生产,应设置旁路阀。
注意:根据现场安装经验,氮封阀在安装时,应先与管道过滤器连接。这样可以有效的避免管道吹扫遗 留下的固体颗粒卡坏阀门内部件,而影响正常使用。
(7) 罐顶安装时,若不具备安装支撑氮封系统装置重量条件的情况下,可不设计或少设计安装 截止阀等辅助型开关阀门。以减轻罐顶安装重量。(若安装条件允许或必须设有应急措施 的工况,请务必按国家标准管路设计安装施工)氮封系统装置罐顶安装示意图,见下图
(8) 地面安装,在不考虑承重的地面安装方式中,可将管路设计的更标准化。旁通可在氮封系统 装置故障时,人工应急操作使用。关闭带指挥器自力式调节阀前后截止阀可方便返厂维修及 更换。地面安装方式示意图,见以下
(9) 内衬式氮封系统装置安装,内衬氮封阀属微压式压力调节阀,阀前压力一般控制在 30KPa 左 右,所以主管道应设计一级减压阀(带指挥器自力式调节阀),一级减压阀不属于微压调节 阀,控制压力一般远大于罐内压力,不存在罐内压力倒流现象,故无需阀腔衬氟。以一主多 分的管道布局形式连接各处内衬式氮封系统装置。内衬式氮封系统装置安装方式示意图,见以下
2、 医药储罐氮封阀系统设计应用案例维护:
(1) 清洗阀门:对清洗一般介质,只要用水洗净就可以。但对清洗有害健康的介质,首先要了 解其性质,在选用相应的清洗办法。
(2) 阀门的拆卸:将外露表面生锈的零件先除锈,但在除锈前,要保护好阀座、阀芯、阀杆与 推杆等精密零件的加工表面。拆装阀座时应使用专用工具。
(3) 阀芯、阀座:二密封面有较小的锈斑与磨损,可用机械加工的方法进行修理,如损坏严重 必须换新。但不管修理或更换后的硬密封面,都必须进行研磨。
(4) 阀杆:表面损坏,必须换新。
(5) 压缩弹簧:如有裂纹等影响强度的缺陷,必须换新。
(6) 易损零件:填料、密封垫片与 O 型圈,每次检修时,全部换新。膜片必须检查是否有预 示将来可能发生裂纹、老化与腐蚀等痕迹,根据检验结果,决定是否更换,但膜片使用期 一般最多 2~3 年。
(7) 阀门组装要注意对中,螺栓要在对角线上拧紧,滑动部分要加润滑油。组装后应按产品出 厂测试项目与方法调试,并在这期间,可更准确地调整填料压紧力与阀芯关闭位置。
3、医药储罐氮封阀系统设计应用案例 调试
所需要压力值是通过对指挥器顶部的调节螺母的操作而得到调整,打开顶部的防尘盖,用扳手 调整调节螺母。顺时针方向旋转使压力增大,逆时针旋转则压力减小。安装在压力调节阀后的压力 表,可使工作人员借以观察调整后的压力给定值。