石油化工罐区氮封阀组系统设计规范

石油化工罐区氮封阀组系统设计规范

氮封系统的工作原理是：在储罐上安装氮封阀，通过维持罐内气相空间压力在特定范围内（例如VOCs项目中的0.2～0.5KPa），实现自动调节。当气相空间压力超过设定值时，氮封阀会自动关闭，停止氮气供应；反之，则会开启，补充氮气。氮封系统通过氮封阀维持储罐内气相空间压力，自动调节氮气供应，确保压力在目标范围内。氮封阀主要用于储罐顶部，其核心作用是维持储罐内的微正压状态。这一设施能够有效地隔离储罐内的物料与外部环境的接触，从而减少物料的挥发和不必要的浪费，同时确保储罐的安全运行。在决定是否设置氮封设施及选用相应的氮封阀时，可以参考以下相关规定和指南。



氮封装置，主要用于储罐的顶部，能维持罐内微正压，避免物料挥发和环境接触，保障安全。

1）SH/T3007《石油化工储运系统罐区设计规范》

第4.2.5条明确指出，对于其他甲B、乙A类液体化工品，若存在特殊储存需求，可选用固定顶储罐、低压储罐或容量不超过100m³的卧式储罐。但必须采取以下措施之一：

——设立氮气或其他惰性气体的密封保护系统，以封闭处理罐内排出的气体；

——同样设置氮气或其他惰性气体的密封保护系统，并确保储存温度控制在闪点以下5℃或更低。



02石油化工罐区氮封阀组系统设计规范的选型要点

△ 氮封阀的结构及选用注意事项

在选用氮封阀时，需要注意以下几个关键点，以确保选择的阀体能够满足实际需求。首先，要关注阀门的结构特点，特别是与氮封系统相匹配的部分。其次，要仔细考虑阀门的开启和关闭状态，以及在这些状态下阀门的性能表现。此外，还需关注阀门的材质选择，以确保其能够适应特定的工作环境和介质特性。最后，选用过程中还应充分考虑安装和维护的便捷性，以确保长期使用的可靠性。

选择结构合理的氮封阀是关键，需考虑阀体结构、开启关闭性能、材质以及安装便捷性。

△ 专业氮封阀的优势

接下来，我们进一步探讨为什么要选择专业氮封阀，特别是先导式氮封阀。这类阀门具有以下显著特点：有效隔绝空气和水分，确保产品的完整性；将蒸汽空间的氧含量降低至可燃范围以下，确保安全；通过提高蒸汽浓度，使其超出可燃范围，进一步增强安全性；有效稀释有毒气体，使其浓度达到安全排放标准，保护环境；为储罐内部提供腐蚀防护，延长使用寿命；满足储罐建造标准的要求，确保质量合格。

03VOCs项目中的氮封阀设定值

关于VOCs项目氮封阀的设定值确定，通常需要依据实际使用情况和设计要求来综合考量。这些设定值不仅关系到系统的安全性、稳定性，还对环境保护和能源节约具有重要影响。因此，在设计和使用时，必须谨慎确定氮封阀的设定值，以确保系统能够高效、安全地运行。设定值影响安全性和节能，需依据使用情况谨慎调整。



石油化工罐区氮封阀组系统设计规范储罐氮封系统设计

◉ 氮封系统概述

根据GB50160-2008《石油化工企业设计防火规范》和SH/T 3007-2014《石油化工储运系统罐区设计规范》的标准要求，甲、乙A类可燃液体储罐必须配备氮封装置，旨在降低储罐发生火灾和爆炸的风险。在石油化工企业的罐区，常常存储着大量易挥发的化工原料。当原料从外部打入储罐时，随着罐内液位的上升，罐内气体需要排出以容纳更多液体；而在将物料从储罐输送到生产设备时，随着液位的下降，又需要补充气体以完成液体的输送。由于储罐通常设置在室外，罐内物料的温度会随外界环境变化而波动，进而影响罐内气体的压力。这种热胀冷缩效应会导致储罐气相空间出现体积变化，即所谓的“呼气"和“吸气"现象。为确保储罐不会进入超压或负压状态，工业生产中通常会采取两种保护措施来应对这一现象。

氮封系统旨在隔绝氧气与易燃易爆可燃液体的接触，从而从根本上预防火灾或爆炸事故。具体而言，供氮系统提供的氮气经过自力式调节阀减压至设定的压力后，被充入储罐，这一过程称为充氮。当储罐压力达到设定的安全值时，充氮即停止。在进料时，随着物料的加入，储罐气相空间压力逐渐升高。当压力超过呼吸阀的排放开启压力时，呼吸阀开始排气，以维持储罐内外的压力平衡。而出料时，则相反，随着物料的排出，储罐气相空间压力降低，此时系统会自动启动充氮，以补充损失的氮气，保持储罐内的压力稳定。

通过供氮系统和呼吸阀的协同作用，氮封系统精确控制储罐内气相空间的氧气浓度，确保其处于安全范围。



◉ 压力设定和设计原则

钢制立式圆筒形固定顶储罐的设计压力范围通常为-0.5至2KPa。在这个狭窄的压力范围内，如何确保各安全附件的压力区间不产生交集，是氮封系统能够稳定运行的关键。

氮封系统失效的主要原因是安全附件的定压不准确或压力区间重叠。一般而言，泄氮阀的压力设定点会略高于氮封阀，以避免供、泄氮装置频繁操作，节约氮气并延长设备寿命。

呼吸阀的呼出设定值需大于泄氮阀的压力设定值，而吸入设定值则应低于氮封阀，以确保罐顶呼吸阀仅作为安全保护措施，在正常情况下保持关闭。当氮封阀或泄氮阀出现故障，导致罐内压力异常时，呼吸阀才会启动。

其呼出起跳压力应低于储罐的最高设计压力，但高于操作压力，以确保储罐的正常操作；而吸入起跳压力则应高于设计压力，从而保护储罐免受损坏。

◉ 供气量计算

根据API2000标准，储罐氮封装置的进气量被明确规定，它必须足够补充因出料泵泵出液体和外界气温变化导致的储罐内气体冷缩。具体来说，该进气量应至少等于泵的最大输出体积流量。

对于储罐氮封装置的进气量，具体流量与储罐的容积或表面积成比例。对于容积V≥3180m³的储罐，补气量与储罐外壳和罐顶的表面积成正比，即每平方米表面积每小时需补入0.6m³氮封气；而对于容积V＜3180m³的储罐，补气量则与容积成正比，即每立方米容积每小时需补入0.178m³氮封气。



◉ 石油化工罐区氮封阀组系统设计规范应用优势

氮封系统能够保持容器顶部的保护气压力稳定，从而维持储罐内的安全环境并有效抑制气体排放。这一系统不仅节能高效，还具备动作灵敏、运行可靠以及操作维修简便等特点。

在石油化工行业中，氮封装置得到了广泛应用。其之处在于，无需额外能源，即可利用被调介质的自身能量为动力源。通过引入压力阀的指挥器，可以精准控制压力阀芯的位置，进而调节流经阀门的介质流量，确保阀门后端的压力恒定。此外，氮封装置的供（泄）氮压力设定简便，且能连续稳定运行。由控制阀、执行器和指挥器组成，是一种无需外加能源，利用被调介质自身压力为动力源，进行自动调节压力恒定的节能型产品，该阀控制精度高，比一般自力式调压阀高一倍左右，适合在控制精度要求较高的场合。
（B）控制阀后压力
（K）控制阀前压力



二、ZZYVP氮封阀主要零件材料：

阀　体：ZG230～450、ZG1Cr18Ni9Ti ZGCr18Ni12Mo2Ti
阀　芯：1Cr18Ni9Ti Cr18Ni12Mo2Ti
阀　座：1Cr18Ni9Ti Cr18Ni12Mo2Ti
波纹管：1Cr18Ni9Ti
膜　盖：A3、1Cr18Ni9Ti
膜　片：丁脯橡胶、耐油像胶、氟橡胶

三、ZZYVP主要技术参数：






公称通径DN（mm）	20			25	40		50	65	80	100
阀座直径（mm）	6	15	20	25	32	40	50	65	80	100
额定流量系数KV	3.2	5	8	11	20	50	80	100	160
压力调节范围KPa	0.5～5.5、5～10、9～14、13～19、18～24、23～28 27～33、31～38、36～44、42～51、49～58、56～66
公称压力PN（MPa）	1.0　　　　　　　　　1.6
被调介质温度（°C）	≤80
调节精度（%）	±10
允许泄漏量	10-4X阀额定容量




四、石油化工罐区氮封阀组系统设计规范外形尺寸：



公称通径DN	20	25	32	40	50	65	80	100
A	395
H	680	690	710	720	735	797	837	1050
L	185	200	205	222	254	276	298	352
法兰标准	GB:1.6、2.5、4.0MPa 　ANSI:150、JIS:10K

注：本表法兰距离以PN16为依据。



一、石油化工罐区氮封阀组系统设计规范设备选择

在选择储罐氮封装置时，应根据储罐容量、储存物性质和使用要求等因素综合考虑，选择符合要求的封装设备。常用的氮封装置有外置式、内置式和混合式等多种类型，可根据实际情况选择。



二、石油化工罐区氮封阀组系统设计规范施工前准备

在施工前，必须进行充分的准备工作，以确保安装质量和施工进度。具体的准备工作包括：确定安装位置、进行施工方案设计、编制施工计划和工序表等。

三、石油化工罐区氮封阀组系统设计规范安装流程

1. 制作基础：根据设计要求，制作氮封装置的基础，保证设备的稳固安装；

2. 安装氧化铝膜：按照要求，在储罐内表面涂覆一层氧化铝膜，以保护储罐内壁并提高氮气的密封性；

3. 安装气体输送管：在储罐顶部安装气体输送管，并连接氮气贮存容器和氮封装置；

4. 安装压缩机和管路：在储罐附近安装氮气压缩机和管路，并连接氮封装置；

5. 连接电气系统：连接氮封装置的电气控制系统和压缩机等设备；

6. 进行调试：进行设备调试和试运行，确保设备正常运行。

四、石油化工罐区氮封阀组系统设计规范注意事项



1. 施工前必须进行详细的安全检查和风险评估，排除安全隐患；

2. 施工过程中，必须严格按照方案和规范要求进行施工和验收；

3. 安装完成后，必须进行全面的试运行和检查，确保设备安全稳定运行。

总之，储罐氮封装置是一项重要的设备安装工程，施工过程中必须严格按照规范要求进行操作，并采取必要的安全措施。希望本文能够对大家在储罐氮封装置安装方面提供一些帮助和指导。





04石油化工罐区氮封阀组系统设计规范安装与维护中的常见问题

一线维护人员常反映氮封阀使用效果不佳，这究竟是产品本身的缺陷，还是其他因素所致？通过现场勘察与深入交流，我们发现多数问题源于设计不合理、施工不规范、安装不当以及维护不足。以下为相关问题与经验，望能引起大家的高度重视：

问题多出设计和安装不当，需注意导压管、取压精度和施工规范。

1）导压管长度不宜过长，建议控制在4米以内。

2）导压管设计应确保自阀体向储罐倾斜，以便在特殊情况下，管内的水或冷凝物能顺畅流入罐内。

3）工艺人员需按要求设定氮封阀的关闭设定值，同时，自控人员应合理选择弹簧调压范围。

4）施工时必须严格遵循图纸和产品说明书，减少弯头数量，以提高取压精度。

5）为确保准确取压，氮封阀和罐顶压力变送器不应共用同一个取压口。



05石油化工罐区氮封阀组系统设计规范设定点的调整

接下来，我们探讨一下氮封阀的设定点是否可以调整，以及如何进行调整。

通过更换弹簧或内部组件调整设定点，确保压力调节精准。

1）首要步骤是确认弹簧范围是否位于所需的设定点内，若不在，则需更换弹簧组件。

2）进行设定点调整时，应遵循以下步骤：

• 打开顶部调节螺栓的保护套。

• 向上旋转调节螺栓，使储罐内的压力开始释放。

• 在释放过程中，仔细观察氮封阀在何处开始补氮和关闭。

• 若设定点高于所需，则继续旋转螺栓直至达到设定点；若低于所需，则向下旋转直至达到规定设定点。

• 确认达到工艺所需的设定点后，需锁紧调整螺母，以确保定压稳定。