低压储罐氮封阀装置压力设定的核心原则

低压储罐氮封阀装置压力设定的核心原则

氮封系统的压力设定值是确保储罐安全运行、介质稳定储存的核心参数，需平衡 “防止空气进入"、“避免介质过量挥发"、“系统能耗" 三大目标。其设定需结合储罐类型、介质特性、操作工况及相关规范，具体确定方法如下：自力式氮封阀(即氮封装置)主要用于储罐顶部氮气压力恒定控制，自力式氮封阀是一种无须外来能源，以弹簧为动力核心利用被调介质自身的压力来控制阀芯位置变化，达到自动调节和稳定压力的目的，以保护罐内物料不被氮化及储罐的安全。该阀由ZZYVP快速泄放阀及ZZV自力式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。



低压储罐氮封阀装置压力设定的核心原则工作原理

       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℃。



低压储罐氮封阀装置压力设定的核心原则性能特点

1、无需外加能源，能在无电、无气的场合工作，既方便又节约能源，降低成本。

2、氮封装置供氮，泄氮压力设定方便，可在连续经营的条件下进行。

3、压力检测膜片有效面积大，设定弹簧刚度小、动作灵敏、装置工作平衡。

4、采用无填料设计，阀杆所受磨擦力小、反应迅速、控制精度高。

5、供氮装置采用指挥器操作，减压比可达100:1，减压效果好、控制精度高。

6、氮气压力设定范围广，低至0.5Kpa高至1000Kpa，比值达高；

7、调节调压力检测膜片有效面积大，设定弹簧刚度小，动作极灵敏。



一、低压储罐氮封阀装置压力设定的核心原则压力设定的核心原则：

氮封系统的压力设定以“微正压"为基础（通常表压范围200Pa -500Pa，特殊工况可放宽至 100 Pa -1000Pa），需满足：

· 下限要求：压力≥介质的饱和蒸气压（或呼吸阀正压设定值），防止空气 / 湿气进入罐内，避免介质氧化、污染或形成爆炸性混合物。

· 上限要求：压力≤储罐的设计允许正压（通常常压储罐≤1.5kPa），防止储罐超压变形，同时减少氮气消耗和介质挥发损失。 

在储罐上设置氮封系统装置，用于维持罐内气相空间压力。假设：供氮阀压力是 1.2KPa（可根据实际工 况需求选择压力设定点），当气相空间压力高于 1.4KPa 时，供氮阀关闭，停止氮气供应；当气相空间压 力低于 0.8KPa 时，氮封阀开启，开始补充氮气。假设：泄氮阀压力设定点是 3KPa（可根据实际工况需求 选择压力设定点）,当气相空间压力高于 3KPa 时，泄氮阀开启，泄放罐内压力至 3KPa 以内。氮封系统装 置主要起保证储罐在正常运行过程中不吸进空气，防止形成爆炸性气体作用。 储罐氮封系统装置使用的氮气纯度不宜低于 99.96%，可根据实际现场工况及用途选择合适氮封系统装置。

供氮阀：

指挥器操作自力式压力调节阀，是一种无须外来能源，利用被调介质自身的压力变化达到自动调节 和稳定阀后压力为设定值的节能型压力调节阀。
该阀压力设定在指挥器上实现，方便、快捷，压力设定值在运行中也可随意调整；控制精度高，可比一般 ZZY 型直接操作自力式压力调节阀高一倍，适合于控制精度要求高的场合。

泄氮阀：

◇ 一般供氮气压力在 3×10^5-10×10^5Pa 之间
◇ 罐顶呼吸阀仅起安全作用，是在主阀失灵，导致罐内压力过高或过低时，起到安全作用，在正常情 况下不工作
◇ 泄氮阀安装在罐顶，口径一般与进液阀口径一致
◇ 一般泄氮阀的压力设定点略大于供氮阀的压力设定点，以免供、泄氮装置频繁工作，浪费氮气、影 响设备的使用寿命。
◇ 该装置广泛应用于化工、石油、冶金、电力、轻纺等工业部门中用作生产过程的自动调节。

二、低压储罐氮封阀装置压力设定的核心原则关键影响因素与设定依据：






1. 介质特性

· 挥发性与毒性：

高挥发性介质（如汽油、甲醇）：需较低的正压（200-300Pa），避免压力过高导致介质通过呼吸阀 / 紧急泄放阀泄漏，增加损耗和安全风险。

低挥发性或毒性介质（如原油、）：可适当提高压力（300-500Pa），强化密封效果，防止空气进入引发变质。

·  饱和蒸气压：

氮封压力需 ≥介质在操作温度下的饱和蒸气压（至少高 50-100Pa），否则空气会因罐内压力低于蒸气压而渗入（尤其低温时）。

示例：若某介质 20℃时饱和蒸气压为 150Pa，氮封设定压力需≥200Pa（150+50）。

2. 储罐结构与设计参数

· 储罐设计压力：常压储罐的最大允许正压通常为 1.5kPa（GB 50341《立式圆筒形钢制焊接油罐设计规范》），氮封压力需远低于此值（一般不超过 50%），预留安全余量。

· 呼吸阀/紧急泄放阀设定值：氮封压力需: 低于呼吸阀正压设定值（通常低 100-200Pa），避免正常操作时呼吸阀开启导致氮气浪费或介质泄漏。

示例：若呼吸阀正压设定为 600Pa，氮封压力宜设为 400 Pa -500Pa。

3. 操作工况

· 进出料频率与速率：

频繁出料或大流量出料时，罐内压力波动大，需设定稍高压力（如 400-500Pa），减少压力骤降导致的空气吸入。

长期静置的储罐，可设较低压力（200-300Pa），降低氮气消耗。

· 环境温度变化：昼夜温差大的地区，需考虑温度升高导致的罐内压力上升（气体膨胀），设定值需预留膨胀空间，避免超压泄放。

经验值：温差每 10℃，罐内压力约上升 30-50Pa，设定时需扣除该部分潜在升压。

4. 安全与环保要求

· 防爆需求：对于易燃易爆介质（如溶剂油），氮封压力需确保罐内氧含量≤8%（体积分数），通过压力抑制空气渗入，此时压力需根据介质爆炸极限计算（通常需更高压力，如 400-600Pa）。

· 环保合规：挥发性有机物（VOCs）排放控制严格的场景，需提高氮封压力（如 300-500Pa），减少介质通过密封面的无组织排放。






三、低压储罐氮封阀装置压力设定的核心原则压力设定值的具体确定步骤：

1. 收集基础参数：

介质饱和蒸气压（操作温度下，可查手册或实验测定）；

储罐设计最大允许正压（查设计文件）；

呼吸阀 / 紧急泄放阀的正压设定值（通常由储罐安全泄放计算确定）；

介质爆炸极限、毒性等级及环保排放标准。

2. 计算理论范围：

下限值：Pmin=介质饱和蒸气压+(50∼100)Pa（确保优于介质自身密封能力）；

上限值：Pmax=min[呼吸阀正压设定值−(100∼200Pa), 0.5×储罐设计正压]。

3. 结合工况修正：

若进出料频繁，取下限值与上限值的中高值（如上限值的 80%）；

若环境温差大，取中低值（如下限值的 1.2 倍）；

若介质易燃易爆，优先满足氧含量控制，可适当接近上限值。

4. 验证与调整：

试运行时监测压力波动（正常操作应稳定在设定值 ±50Pa 内）；

若频繁触发呼吸阀泄放，需降低设定值；若氧含量超标，需提高设定值。

四、低压储罐氮封阀装置压力设定的核心原则典型介质的压力设定参考：






序号	品  名	型 号 及 规 格	单位	数量
1	氮封阀	氮封阀ZZYVP-II DN15 PN10 进口压力 0.3-0.8 MPA,出口压力   1KPA 对角螺丝孔中心距65MM 4个螺丝孔，螺丝孔大小14MM	台	1
2	泄氮阀	泄氮阀ZXD-10P D15 PN10 起跳压力2KPA 对角螺丝孔中心距65MM 4个螺丝孔，螺丝孔大小14MM	台	1
3	阻火呼吸阀	防爆阻火呼吸阀ZFQ-10P DN50  PN10 级:正压3 KPa; 负压-298PA 对角螺丝孔中心距125MM 4个螺丝孔，螺丝孔大小18MM	台	1













低压储罐氮封阀装置压力设定的核心原则主要技术参数

公称通径(mm)	20			25	40		50	80		100	150
阀座直径(mm)	6	15	20	25	32	40	50	65	80	100	125	150
额定流量系数Kv	3.2	5	8	10	20	32	50	80	100	160	250	400
压力调节范围	0.5～70 20～120 60～400 300～700 500～1000 KPa
公称压力PN	1.0、1.6 MPa
被调介质温度	80、200 ℃
流量特性	快开型
调节精度	≤5%
允许压降(MPa)	1.6				1.6		1.1	0.6		0.4
薄膜有效面积(C㎡)	200				280			400
允许泄漏量	符合ANSIB16.104—1976 IV级
阀盖形式	标准型 (整体式)
压盖型式	螺栓压紧式
密封填料	V型聚四氟乙烯填料、含浸聚四氟乙烯石棉填料、石棉纺织填料、石墨填料
阀芯形式	单座型阀芯
流量特性	直线性




低压储罐氮封阀装置压力设定的核心原则主要外形尺寸






公称通径(DN)	20	25	32	40	50	65	80	100	125	150
L	150	160	180	200	230	290	310	350	400	480
H	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




五、低压储罐氮封阀装置压力设定的核心原则规范依据:

国内：《石油化工储运系统罐区设计规范》（SH/T 3007-2014）规定，氮封系统的设定压力应高于介质操作温度下的饱和蒸气压，且低于呼吸阀正压设定值，通常取 200-500Pa。

国际：API 2000《常压和低压储罐的通气》建议，氮封压力需确保罐内气体空间氧含量≤5%（针对易燃介质），并与呼吸阀设定值协调。

通过以上方法，可确定既能保障储罐安全、介质稳定，又能控制能耗的氮封压力设定值，实际应用中需结合现场调试优化。





低压储罐氮封阀装置压力设定的核心原则安装、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。见下图

过滤器直接连接于供氮阀

（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

罐顶安装方式示意图

（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、 低压储罐氮封阀装置压力设定的核心原则维护：

（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、 低压储罐氮封阀装置压力设定的核心原则调试



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。