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石油化工儲運罐區氮封閥系統設計規范
自力式氮封閥裝置調節閥，供氮閥，泄氮閥，以閥后壓力為動力源，引入閥后壓力到指揮器膜片上以控制指揮器閥芯位置，改變流經指揮器閥芯的介質壓力和流量，使閥門后端壓力保持恒定的調節閥。進口自力式氮封閥壓力設定在指揮器上的彈簧上實現，擰緊壓縮彈簧閥后壓力變大，反之則變小，操作簡單因而存在方便、便捷、比一般的直接取壓自力式壓力調節閥精度要高;一般用于儲罐氮封系統;調節和穩定儲罐的氮氣壓力，控制精度極其靈敏，控制精度閥后能達到0.0001MPa (100pa，0.1kp)運行過程中壓力可以連續調節,特別適合是控制微壓場合的工況。 氮封閥無需外加能源，利用被調介質自身能量為動力源，自動控制閥門介質流量，使閥后壓力保持恒定的壓力穩定裝置。現已廣泛用于連續送氣的天然氣采輸，城市煤氣以及冶金、石油、化工等工業生產部門。該閥控制精度高，比一般直接操作型調壓閥高一倍左右。減壓比大，反應靈敏，極小的壓力或極小的壓力變化都可以感知出來，對同一臺閥而言，調節范圍比普通自力式調節閥廣，壓力設定在指揮器上實現，因而方便、快捷、省力省時可在運行狀態下連續設定。
氮封閥通過監測儲罐內壓力的變化來自動調節惰性氣體的流入，保持儲罐頂部惰氣體層的穩定。氮封閥的核心功能是調節儲罐頂部惰氣體層的壓力。當儲罐內的壓力降至低于預設值時，氮封閥會感應到這一變化并自動開啟，允許惰性氣體流入。而一旦壓力回升至設定值，閥門便隨之關閉，停止惰性氣體的進一步流入。
▍ 石油化工儲運罐區氮封閥系統設計規范關鍵接口功能
此外，氮封閥依賴三個關鍵接口進行有效的壓力調節，分別是與儲罐的接口、惰性氣體源接口和出氣口連接儲罐的接口。其一，連接閥門與儲罐的接口，用于測量儲罐內的壓力；其二，連接惰性氣體源與閥門的接口，作為惰性氣體的供應源；其三，連接閥門出氣口與儲罐的接口，確保為儲罐持續提供必要的惰性氣體。
儲罐的“氮封"已成為安全領域的重要議題，頻繁出現在安全檢查和事故報告中，凸顯了其在保障安全方面的核心地位。然而，由于部分人員對氮封的理解不足，導致在實際操作中未能正確設置或日常管理疏忽，使得氮封失去應有的作用，從而引發安全事故。例如，儲罐氮封的缺失可能導致爆燃和火災事故，山東峻辰新材料有限公司在RTO項目改造過程中，因停用了苯儲罐的氮封系統，導致儲罐內浮頂上部空間與空氣接觸。這種接觸使得苯揮發氣體與空氣形成爆炸性混合物，一旦遇到焊接作業產生的電流或火花，便極易發生閃燃，進而引發儲罐起火。
那么，哪些類型的儲罐需要設置氮封，以及氮封應該如何正確設置和管理呢？根據《石油庫設計規范》GB 50074-2014第6.1.2條的規定，對于那些儲存沸點低于45℃或37.8℃且飽和蒸氣壓大于88kPa的甲B類液體，應采用壓力儲罐、低壓儲罐或低溫常壓儲罐，并需遵循一系列的規定來確保氮封的有效性。
02石油化工儲運罐區氮封閥系統設計規范氮封系統設計要求
▍ 儲罐類型選擇及要求
選擇儲罐類型需確保空氣隔離，采用氮封保護，并遵循溫度控制標準。1、在選用壓力儲罐或低壓儲罐的情況下，必須采取有效措施，防止空氣進入罐內，同時確保罐內排出的氣體能夠得到密閉回收處理。2、若選用低溫常壓儲罐，則應采取以下任一措施：a) 若選用內浮頂儲罐，必須配備氮氣密封保護系統，并嚴格監控儲存溫度，確保液體蒸氣壓不超過88kPa。b) 對于固定頂儲罐，同樣需要設置氮氣密封保護系統，并確保儲存溫度低于液體的閃點5℃及以下。
▍ 氮封閥及相關壓力監測
氮封閥的壓力設定需適中，安裝位置應靠近罐頂，需實時監測壓力。在具體設置氮封時，《石油化工罐區自動化系統設計規范》SH/T 3184-2017提供了指導性意見。規定氮封閥的壓力設定點應為儲罐正常操作壓力，且壓力設定值的選擇應使設定點處于可調范圍的中段，以確保能夠覆蓋最大操作壓力。《石油化工罐區自動化系統設計規范》SH/T 3184-2017第4.2.2.8條明確規定，氮封閥的氮氣入口管道上必須設置壓力表，以實時監測氮氣壓力。
02石油化工儲運罐區氮封閥系統設計規范氮封閥的作用與注意事項
▍ 工作原理與安全
氮封閥，作為調節儲罐頂部惰氣體層壓力的關鍵設備，其工作原理相當重要。氮封閥在壓力變化時自動開啟或關閉，保證儲罐安全。當儲罐內壓力低于預設值時，氮封閥會感應到這一變化并自動開啟，允許惰性氣體流入。而當壓力回升至設定值時，閥門則會自動關閉，停止惰性氣體的進一步流入。這一系列動作，確保了儲罐內壓力的穩定，從而保證了儲罐的安全與穩定運行。
1、氮封閥裝置必須保持完好無損，同時確保惰性氣體的供應充足。一旦閥門出現故障或供應不足，儲罐內的氧氣濃度可能會上升，這與蒸發介質混合后可能產生易燃物質，帶來安全隱患。
2、惰性氣體應通過有效輸送方式引入罐槽中，以確保其能夠均勻分布并達到預期效果。
3、必須嚴格防范任何可能污染惰性氣體的來源。惰性系統應配備適當的除濕設備，以盡可能降低濕度，確保氣體質量。
▍ 石油化工儲運罐區氮封閥系統設計規范維護性和特性
此外，氮封閥還具備以下現場可維護性和特性：材料多樣，包括不銹鋼金屬部件，以及Buna-N、Neoprene、Viton③、EDPMChemrazo或Kalreza等柔軟密封和墊圈產品；凈化技術，高凈化填充應用于高凈化產品，確保氣體純凈；專門設計，針對罐槽填充進行優化，滿足特定需求；運行壓力范圍在10PSIG到200PSIG的供應壓力下有效工作；標準接口采用NPT入口和出口，方便連接；壓力平衡閥確保穩定運行；法蘭連接選項有ANSI150磅或300磅，靈活選擇；補給管過濾器提供額外保護，確保氣體質量；自力式結構自動感應并調節填充氣體流入；設定點穩定性不受供應壓力影響，保持一致；流量調整，通過多種尺寸的阻流器，輕松適應不同大小的儲罐。
自力式氮封閥工作原理
供氮裝置將設在罐頂的取壓點的介質經導壓管引入檢測機構(7)，介質在檢測元件上產生一個作用力與與彈簧(8)、預緊力相平衡。當罐內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(6)，打開，使閥前氣體經減壓閥(5)，節流閥(4)、進入主閥執行機構(3)上、下膜室，打開主閥閥芯(2)，向罐內充注氮氣；當罐內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(6)、由于主閥執行機構中的彈簧作用，關閉主閥，停止供氮。 泄氮裝置該裝置采用內反饋結構，介質直接經閥蓋進入檢測機構(2)，介質在檢測元件上產生一個作用力與預設彈簧(3)預緊力相平衡。當罐內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(1)上移，打開閥門，向外界泄放氮氣；當罐內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。
自力式氮封閥技術參數和性能
自力式氮封閥閥體
公稱通徑 | DN25、32、40、50、65、80、100mm | |
公稱壓力 | PN1.0M Pa JB/T79.1-94、79.2-94等 | |
法蘭標準 | ||
閥體材料 | 鑄鐵（HT200）、鑄鋼（ZG230-450）、鑄不銹鋼（ZG 1Cr18Ni9Ti、ZG1Cr18Ni12Mo2Ti） | |
閥芯材料 | 硬密封 | 不銹鋼（1Cr18Ni9Ti、1Cr18Ni12Mo2Ti） 不銹鋼鑲嵌橡膠圈 |
軟密封 | ||
閥桿材料 | 不銹鋼（1Cr18Ni9Ti、1Cr18Ni12Mo2Ti） | |
流量特性 | - | |
使用溫度 | ||
自力式氮封閥執行器
壓力設定范圍(KPa) | 0.4～0.5 5～10 9～14 13～19 18～24 22～28 27～33 |
膜蓋材料 | A3、A4鋼板涂四氟乙烯 |
膜片材料 | 丁晴橡膠、乙炳橡膠、氟橡膠、耐油橡膠 |
自力式氮封閥性能
設定值偏差±5% | 允許泄露量 | |
允許泄露量 | 標準型 | IV級（符合GB/T4312-92標準） |
嚴密型 | VI級（符合GB/T4312-92標準） | |
額定流量系數、額定行程、性能
自力式供氮裝置
公稱通徑DN | 25 | 32 | 40 | 50 | 65 | 80 | 100 | ||||||||
閥座通徑Dn | 5 | 6 | 7 | 8 | 10 | 12 | 15 | 20 | 25 | 32 | 40 | 50 | 65 | 120 | 100 |
流量系數Kv | 0.2 | 0.32 | 0.5 | 0.8 | 1.8 | 2.8 | 4.4 | 6.9 | 11 | 20 | 30 | 48 | 75 | 120 | 190 |
額定行程L | 8 | 10 | 14 | 20 | 25 | ||||||||||
自力式泄氮裝置
公稱通徑DN | 20 | 25 | 32 | 40 | 50 | 65 | 80 | 100 |
閥座通徑Dn | 20 | 25 | 32 | 40 | 50 | 65 | 80 | 100 |
流量系數Kv | 6.9 | 11 | 20 | 30 | 48 | 75 | 120 | 190 |
額定行程L | 8 | 10 | 14 | 20 | 25 | |||
▍ 石油化工儲運罐區氮封閥系統設計規范法規和標準操作指南
遵循現有法規和標準以確保氮封系統的穩定性和可靠性。在日常管理中，應遵循《關于進一步加強化學品罐區安全管理的通知》（安監總管三〔2014〕68號）第二（四）條的規定，確保有氮氣保護設施的儲罐的氮封系統始終完好可用。同時，《石油化工罐區自動化系統設計規范》(SH/T3184-2017)第5.4.5.4條也指出，氮封閥的壓力設定點應設置為儲罐的正常操作壓力，并確保壓力設定值的可調范圍適中，能夠覆蓋最大操作壓力。
氮封閥作為重要的工業設備，其正確安裝對于保障系統的正常運行至關重要。下面將詳細介紹氮封閥的安裝方法及需要注意的事項。
一、石油化工儲運罐區氮封閥系統設計規范安裝前準備
1. 確認氮封閥的型號和規格與系統設計要求相符。
2. 檢查氮封閥的外觀是否完好，無損壞或變形。
3. 清理安裝現場，確保無雜物和灰塵，以免影響安裝質量。
二、石油化工儲運罐區氮封閥系統設計規范安裝步驟
1. 將氮封閥放置在預定位置，確保閥門處于關閉狀態。
2. 連接氮封閥的進出口管道，注意對齊管道中心線，避免產生應力。
3. 調整氮封閥的位置，使其與管道保持垂直或水平，確保密封性能。
4. 緊固連接螺栓，按照對角順序逐步擰緊，以防泄漏。
5. 連接氮封閥的控制線路，確保接線正確無誤。
三、石油化工儲運罐區氮封閥系統設計規范安裝后檢查
1. 檢查氮封閥的安裝位置是否牢固，無晃動現象。
2. 檢查進出口管道的連接是否緊密，無泄漏現象。
3. 測試氮封閥的開關功能，確保其靈活可靠。
4. 檢查控制線路的接線是否正確，確保氮封閥能夠正常接收控制信號。
四、石油化工儲運罐區氮封閥系統設計規范注意事項
1. 在安裝過程中，嚴禁使用蠻力或不當工具，以免損壞氮封閥。
2. 安裝時應避免雜物進入氮封閥內部，以免影響其密封性能和使用壽命。
3. 安裝完成后，應對氮封閥進行全面的檢查和測試，確保其能夠正常運行。
4. 若在安裝過程中遇到問題，應及時聯系專業人員進行處理，切勿盲目操作。
通過遵循以上安裝方法和注意事項，可以確保氮封閥的正確安裝和有效運行，從而保障工業系統的穩定性和安全性。
▍ 石油化工儲運罐區氮封閥系統設計規范氮封的重要性再強調
另外，《石油化工儲運系統罐區設計規范》(SH/T3007-2014)第3.5條和第5.1.4條進一步規定了采用氮氣密封保護的可燃液體儲罐的操作壓力范圍，以及呼吸閥的排氣和進氣壓力要求。同時，第5.1.5條也明確指出了事故泄壓設備的開啟壓力和通氣需求。氮封技術可隔絕氧氣，控制壓力，對儲罐安全意義重大。這些規范共同構成了氮封系統設計的完整框架和日常管理的關鍵指南。
氮封技術對于隔絕氧氣、抑制燃燒、保護物料、減少損失具有重要意義，同時還能有效平衡儲罐壓力、保護罐體結構。因此，我們必須加深對氮封技術的理解，并強化其管理，以確保儲罐的安全與穩定。
