内浮顶储罐氮封装置设计方案

之前介绍SY42AX煤矿水管路减压阀应用案例，现在介绍内浮顶储罐氮封装置设计方案本实用新型属于石油化工油品储运领域，主要涉及需要抑制与外界空气接触的油品储存过程中的氮气密封系统。本实用新型是有关于一种用于储罐的氮封装置，该氮封装置包括：储罐、限流孔板旁路、过滤器、普通气动调节阀、阀门定位器、智能控制器、智能压力变送器、内浮顶顶部、呼吸阀、阻火器、紧急泄压人孔；所述内浮顶顶部位于储罐内的上部，而所述限流孔板旁路、过滤器、普通气动调节阀、阀门定位器、智能控制器及智能压力变送器都设置于内浮顶顶部之外；所述过滤器设于氮气入口与普通气动调节阀之间；所述限流孔板旁路设置于过滤器与内浮顶顶部之间；所述阀门定位器分别连接普通气动调节阀和智能控制器；所述智能压力变送器分别连接智能控制器和内浮顶顶部。本实用新型提供的氮封装置具有安全性高，使用寿命长，成本低等优点。

内浮顶储罐氮封装置背景技术
根据石油化工企业职业安全卫生设计规范(SH3047-93)中，对甲醇、苯等储罐要求设置氮气密封。氮气密封技术就是用氮气补充罐内气体空间，由于氮气比油蒸气轻，所以氮气浮在油蒸气上面。当呼气时，呼出罐外的是氮气而不是油蒸气，当罐内压力降低时，氮气自动进罐补充气体空间，减少蒸发损耗，避免油品接触空气氧化。国外大部分采用自力式氮封阀作为氮封方案的核心部件。自力式氮封阀中，所谓的自力，就是靠自身压力来推动阀芯运动。如果自身压力太小，没有足够的力来推动，若要强制实现，则需要在对氮封阀做特殊处理。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ZZYP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
目前，由于国内的自力式氮封阀市场小，生产厂家较少并且使用寿命短；而国外的自力式安全阀的成本较高，投资太大，不容易被一般用户接受。本实用新型的意义在于解决这方面的缺憾。

内浮顶储罐氮封装置设计方案发明内容
本实用新型的目的在于，克服现有的氮封装置存在的缺陷，而提供一种用于储罐的氮封装置，所要解决的技术问题是使氮封装置的使用寿命长，降低成本，容易被一般用户接受，从而更加适于实用。
本实用新型的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本实用新型提出的一种用于储罐的氮封装置，其特征在于包括：储罐(1)、限流孔板旁路(2)、过滤器(3)、普通气动调节阀(4)、阀门定位器(5)、智能控制器(6)、智能压力变送器(7)、内浮顶顶部(8)、呼吸阀(9)、阻火器(10)、紧急泄压人孔(11)；所述内浮顶顶部(8)位于储罐(1)内的上部，而所述限流孔板旁路(2)、过滤器(3)、普通气动调节阀(4)、阀门定位器(5)、智能控制器(6)及智能压力变送器(7)都设置于内浮顶顶部(8)之外；所述过滤器(3)设于氮气入口(A)与普通气动调节阀(4)之间，而所述氮气入口(A)通过导管与内浮顶顶部(8)连接；所述限流孔板旁路(2)设置于过滤器(3)与内浮顶顶部(8)之间；所述普通气动调节阀(4)位于限流孔板旁路(2)两端之间；所述阀门定位器(5)分别连接普通气动调节阀(4)和智能控制器(6)；所述智能压力变送器(7)分别连接智能控制器(6)和内浮顶顶部(8)；所述呼吸阀(9)连接内浮顶顶部(8)，而所述阻火器(10)设置于所述呼吸阀(9)的出口处；所述紧急泄压人孔(11)设置于内浮顶顶部(8)上，并与内浮顶顶部(8)连接。

内浮顶储罐氮封装置设计方案本实用新型的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。前述的用于储罐的氮封装置，其中所述智能控制器(6)的压强不高于储罐(1)的压强上限2.0Kpa，不低于储罐(1)的压强低限-0.5Kpa。
前述的用于储罐的氮封装置，其中所述阻火器(10)的阻力降不大于0.3KPa。
本实用新型的目的及解决其技术问题还采用以下技术方案来实现。依据本实用新型提出的一种如前述的用于储罐的氮封装置的使用方法，所述储罐(1)内的正常压强为1.1KPa，其特征在于：a、当所述储罐(1)内的压强高于1.1KPa时，氮气供气管线调节阀(4)关闭，停止氮气供应；b、当所述储罐(1)内的压强低于1.1KPa时，氮气供气管线调节阀(4)开启，从氮气入口(A)开始通入氮气，保证储罐(1)在正常运行过程中不吸进空气，使储罐(1)内的介质挥发部分与外界隔绝；c、当压力调节阀需要检修或故障时，使用限流孔板旁路(2)给所述储罐(1)内补充氮气，当所述储罐(1)内的压强高于1.5KPa时，通过带阻火器的呼吸阀(9)外排氮气；当所述储罐(1)内的压强低至-0.2pa时，通过带阻火器的呼吸阀(9)向所述储罐的罐内补充空气，确保罐(1)内压强不低于储罐(1)的设计压强低限-0.5Kpa。d、当需要使用限流孔板旁路(2)补充氮气时，流量等于油品出罐流量，氮气管道的管径为DN50，氮气的操作压强为0.5MPa。较佳地，上述储罐(1)是内浮顶储罐或者拱顶储罐，该储罐(1)的使用方法也适用于内浮顶储罐或者拱顶储罐的使用方法。

借由上述技术方案，本实用新型至少具有下列优点：
采用发明可以保证安全生产。由于采用了氮气密封技术，储罐内气体空间是易燃液体气相蒸气和氮气的混合气体，降低了的浓度，处于气体爆炸极限范围外，罐内不具备发生燃烧爆炸条件并且防止物料挥发、被氧化，确保物料质量安全；可降低大、小呼吸损耗，提高经济效益。由于氮气普遍比易燃液体蒸气轻，浮在蒸气的上面，因此向罐外呼气时主要是呼出氮气，吸气时，氮气会自动快速补入罐内，提高罐内压力，有效抑制易燃液体蒸发，从而大大降低大、小呼吸损耗，提高经济效益；同时采用PLC或DSC自动控制，无需操作人员，运行稳定可靠，维护保养方便；使用核心部件为普通气动调节阀，安装及后期维护成本低、寿命长。
上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本实用新型的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。附图说明图1是本实用新型内浮顶储罐的流程示意图。

【主要元件符号说明】
1：储罐                        2：限流孔板旁路
3：过滤器                      4：普通气动调节阀
5：阀门定位器                  6：智能控制器
7：智能压力变送器              8：内浮顶顶部
9：呼吸阀                      10：阻火器
11：紧急泄压人孔               A：氮气入口

内浮顶储罐氮封装置设计方案具体实施方式
上海申弘阀门有限公司主营阀门有：蒸汽减压阀,减压阀(气体减压阀,可调式减压阀为更进一步阐述本实用新型为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本实用新型提出的一种用于储罐的氮封装置其具体实施方式、结构、特征、使用方法及其功效，详细说明如后。低压储罐系统的工艺设计类似于常压储罐但又有所不同。在低压储罐设计中,目前更多的是关注储罐本体的设计,而对储罐工艺流程、安全附件等方面的关注程度不够。介绍了氮封系统的作用、工作原理、排气回收原则、负压控制系统和正压控制系统的设计、真空和压力泄放装置、阻火器的设置和使用注意事项以及静电产生和消除等方面的内容,从工艺流程上保证低压储罐的安全运行。为了实现本实用新型的目的，本实用新型提出以下设计方法，以内浮顶储罐改造为例：

(一)封堵储罐1罐壁(顶)的通气口。
(二)核算罐顶呼吸阀9是否满足设置氮封后的需求。
(三)量油孔应加导向管，确保量油作业时不影响氮封压力。
(四)储罐1罐顶增加紧急泄压人孔11接口。
(五)氮气线上增加过滤器3。
(六)储罐1罐顶设置智能压力变送器7，将罐顶压力指示连锁到普通气动调节阀4上，用普通气动调节阀4控制氮气的进气量。
下面结合附图对本实用新型进一步描述。图1是本实用新型内浮顶储罐的流程示意图。如图1所示，在此仅以内浮顶储罐为例，而拱顶储罐同此类似。

(一)每台储罐1上设置普通压力控制阀组和限流孔板旁路2，维持罐内气相空间压力在1.1KPa左右，当气相空间压力高于1.1KPa时，氮气供气管线普通气动调节阀4关闭，停止氮气供应；当气相空间压力低于1.1KPa时，氮气供气管线普通气动调节阀4开启，开始补充氮气，保证储罐1在正常运行过程中不吸进空气，使储罐内介质挥发部分与外界隔绝；当普通气动调节阀4需要检修或故障时，使用限流孔板旁路2给储罐1内补充氮气，压力高于1.5KPa时，通过带阻火器10的呼吸阀9外排(短时间连续补充氮气)。
(二)当普通气动调节阀4事故失灵不能及时关闭，造成储罐1罐内压力超过1.5Kpa时，通过带阻火器10的呼吸阀9外排；当普通气动调节阀4事故失灵不能及时开启时，造成储罐1罐内压力降低至-0.2pa时，通过带阻火器10的呼吸阀9向罐内补充空气，确保储罐1罐内压力不低于储罐的设计压力低限(-0.5Kpa)。
(三)为确保设置氮封储罐事故工况下的安全排放，应在储罐1上设置紧急泄放人孔11，所述紧急泄放人孔11定压不应高于储罐1的设计压力上限(2.0Kpa)，不应低于储罐1的设计压力低限(-0.5Kpa)。
(四)当需要使用限流孔板旁路2补充氮气时，流量宜等于油品出罐流量，氮气管道的管径为DN50，氮气的操作压力为0.5MPa。
(五)若在相同油品储罐之间设置有气相联通管道，每台储罐出口均应设置阻火器10，以防止事故扩大。
(六)阻火器10应选用安全性能满足要求的产品，且阻力降不应大于0.3KPa。紧急泄放人孔11说明：一般供氮气压力在3×105～10×105Pa之间罐顶呼吸阀9仅起安全作用，是在普通气动调节阀4失灵，导致储罐1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；紧急泄放人孔11安装在罐顶，口径一般与进液阀口径一致，一般紧急泄放人孔11的压力设定点略大于普通气动调节阀4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。特别地，本实用新型不限于内浮顶储罐，本实用新型也适用于拱顶储罐。与本文相关的论文：自力式煤气调压阀组​