化工罐區氮封閥VOCs工藝流程及安全措施

化工罐區氮封閥VOCs工藝流程及安全措施

氮封裝置主要用于儲罐頂部氮氣壓力恒定控制，以保護罐內物料不被氮化及儲罐安全。氮封裝置由ZZYP快速泄放閥及ZZV微壓調節閥兩大部分組成。快速泄放閥由壓力控制器及ZMQ-16K型單座切斷閥組成。儲罐內壓力升高至設定壓力時，快速泄放閥迅速開啟，將罐內多余壓力泄放。微壓調節閥在儲罐內壓力降低時，開啟閥門，向罐內充注氮氣。因微壓調節閥必須使用在壓力為0.1Mpa壓力以下，現場壓力較高，必須安裝ZZYP型壓力調節閥將壓力調節閥將壓力降低至0.1Mpa以下才可使用。公稱壓力0.1Mpa，壓力可按分段設定，從0.5Kpa 至66 Kpa以下，介質溫度溫度≤80℃。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。

氮封裝置，這一保護物料安全的秘密，主要被安置在儲罐的頂部。其核心作用是維持儲罐的微正壓狀態，從而有效地隔離物料與外界的接觸。這樣一來，不僅可以減少物料的揮發和浪費，還能確保儲罐的安全運行。該系統通過精確控制儲罐內的氣相空間壓力，維持在0.2-0.5kPa的范圍內，來實現其保護功能。當氣相空間壓力超過0.5kPa時，氮封閥會智能關閉，停止氮氣供應；而當壓力降至0.2kPa以下時，氮封閥則會自動開啟，開始補充氮氣。這樣，儲罐在正常運行過程中就能始終保持密閉狀態，避免吸入空氣，進而防止形成可能引發爆炸的氣體。值得注意的是，儲罐氮封系統所使用的氮氣純度要求甚高，不得低于99.96%，同時氮氣壓力也需控制在0.5~0.6 MPa范圍內，以確保系統的安全有效運行。



在確定是否需要設置氮封設施及氮封閥時，應遵循以下規定：

• SH/T3007《石油化工儲運系統罐區設計規范》第4.2.5條明確規定，對于其他甲B、乙A類液體化工品，若存在特殊儲存需求，可以選擇使用固定頂儲罐、低壓儲罐或容量不超過100m³的臥式儲罐。但必須采取以下措施之一：一是設置氮氣或其他惰性氣體密封保護系統，以密閉方式收集和處理罐內排出的氣體；二是控制儲存溫度低于閃點5℃及以下。此外，第4.2.10條還規定，儲存Ⅰ、Ⅱ級毒性的甲B、乙A類液體儲罐的容量不應超過10000m³，并應配備氮氣或其他惰性氣體密封保護系統。

• 《石油化工儲運罐區VOCs治理項目指導意見》進一步指出，甲B、乙A類中間原料儲罐、芳烴類儲罐、輕污油儲罐、酸性水罐以及排放氣中含有較高濃度油氣和硫化物等需治理的儲罐，都應設置氮氣密封系統。

• 在防止儲罐揮發性有毒或可燃氣體外泄、防止儲罐內物料與氧接觸發生氧化或化學反應等場合，也需要設置儲罐氮封。

02化工罐區氮封閥VOCs工藝流程及安全措施工藝流程及安全措施



△ 工藝流程

① 每臺儲罐都應配備先導式氮封閥組和限流孔板旁路。在正常情況下，通過氮封閥組維持罐內氣相空間壓力在0.2至0.5kPa的范圍內。當氣相空間壓力超過0.5kPa時，氮封閥將自動關閉，停止氮氣供應；而當壓力降至0.2kPa以下時，氮封閥會開啟，補充氮氣。若氮封閥需要檢修或出現故障，則可通過限流孔板旁路向儲罐內補充氮氣。當罐內壓力超過1.5kPa時，通過帶阻火器的呼吸閥進行外排（短時間連續補充氮氣）。

△ 安全措施

② 在氮封閥出現故障無法及時關閉，導致罐內壓力超過1.5kPa的情況下，呼吸閥將啟動外排功能，以釋放多余壓力。同樣，若氮封閥因故障未能及時開啟，使得罐內壓力降至-0.3kPa以下，呼吸閥將配備阻火器進行空氣補充，從而確保罐內壓力不低于設計低限-0.5kPa。

③ 為了在氮封儲罐發生事故時能夠安全排放，必須在儲罐上配備緊急泄放閥，并且其定壓值不得超過儲罐的設計壓力上限，即2.0kPa。

④ 在進行氮氣補充時，若采用限流孔板旁路，其流量應設定為油品出罐流量，同時確保氮氣管道的管徑為DN50mm，操作壓力維持在0.5MPa。

⑤ 若儲罐間通過氣相連通管道相連，則每臺儲罐的氣相出口管道上都應安裝阻火器，以避免事故的進一步蔓延。

⑥ 所選用的阻火器必須滿足安全性能要求，且其阻力降不得超過0.3kPa。

接下來，我們來看一下氮封系統的示意流程圖，它詳細展示了氮封系統的工作原理和關鍵組件。

▍ 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。

02化工罐區氮封閥VOCs工藝流程及安全措施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。

自力式氮封閥產品特點：

氮封裝置的供（泄）氮壓力設定方便，且可在連續生產的條件下進行；
氮氣壓力設定范圍廣，低至0.5Kpa（50mm.w.c）,高至Kpa，比值達132倍，壓力檢測膜片有效面積大，設定彈簧剛度小，動作極靈敏。
調整：
供氮壓力調整：在ZZV型微壓調節閥壓力調節范圍內選定一設定值如1Kpa（100mm.w.c）,通過調節調整螺絲2以改變彈簧3的預壓縮（拉伸）量來達到；
泄氮壓力調整：在ZZDQ快速泄放閥在的壓力控制器部分，通過調整座3，改變彈簧4預壓縮量達到。一般為避免氮封裝置啟閉頻繁，泄氮設定值應遠離供氮壓力值，如2Kpa（200mm.w.c）.
呼吸閥高定值調整：在上述兩設定值調整好后，為避免呼吸閥啟閉頻繁，呼吸閥設定值應大于泄壓設定值。



化工罐區氮封閥VOCs工藝流程及安全措施自力式氮封閥零件材料：

零 件 名稱	材料
閥體	ZG230-450 ZG1Cr18i9Ti
閥桿、閥芯、閥座	1Cr18i9Ti
膜片	丁腈橡膠夾增強絳綸織物
彈簧	60Si2Mn
波紋管	1Cr18i9Ti

自力式氮封閥技術參數：

公稱通徑DN(mm)	20	25	32	40	50	65	80	100
額定流量系數（KV）	8	11	20	32	50	80	100	160
額定行程（mm）	6	8		10		15		20
公稱壓力PN(Mpa)	0.10
壓力調節范圍（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
介質溫度（℃ ）	≤80℃
調節精度（％）	±10
允許泄漏量（L/h）	10ˉ4×閥額定容量

自力式氮封閥規格重量、外形尺寸：



公稱通徑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

自力式氮封閥法蘭規格 單位：mm

公稱通徑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

自力式氮封閥安裝事項：

（1）安裝前，檢查整機零件是否缺損與松動，對管道應進行清洗，介質流向應與閥體上的箭頭指向一致。
（2）為便于現場維護與操作，閥四周應留有適當空間與設置旁路手動閥，閥組安裝方案。
（3）閥門應正立垂直安裝在水平管道上，閥體與管道的法塵連接，要注意同軸度，并應安裝在環境溫度不超過-25～55℃的場合使用
化工罐區氮封閥VOCs工藝流程及安全措施

 



 

氮封閥的安裝高度應根據具體設備結構、操作便利性和安全規范來確定，通常建議安裝在離地面或操作平臺1.2-1.5米的高度，便于操作和維護。具體數值需結合實際情況進行調整。氮封閥作為一種重要的設備，其安裝高度的選擇至關重要。合理的安裝高度不僅能確保設備的正常運行，還能提高操作便利性和安全性。

一、考慮因素

1. 設備結構：氮封閥的安裝高度應首先考慮設備本身的結構特點。不同型號的氮封閥可能有不同的安裝要求，因此需要根據設備說明書或廠家建議來確定合適的安裝高度。

2. 操作便利性：安裝高度還應考慮操作人員的便利性。過高或過低的安裝高度都可能給操作人員帶來不便，影響工作效率。通常建議將氮封閥安裝在離地面或操作平臺1.2-1.5米的高度，這樣既能方便操作，又能減少彎腰或攀爬等動作。

3. 安全規范：在選擇安裝高度時，還需遵守相關的安全規范。例如，應避免將氮封閥安裝在人員易觸及的高溫或高壓區域，以確保操作安全。

二、安裝步驟與注意事項

1. 安裝前準備：在安裝氮封閥之前，應仔細檢查設備是否完好無損，并準備好所需的安裝工具和材料。同時，確保安裝現場具備足夠的安全措施。

2. 確定安裝位置：根據設備結構、操作便利性和安全規范等因素，綜合確定氮封閥的安裝位置。在墻壁上標記出安裝孔的位置，并確保與設備連接管路的布局相協調。

3. 安裝過程：使用合適的工具在標記位置打孔，并安裝支架或固定座。將氮封閥按照說明書的要求正確安裝在支架或固定座上，并連接好相關的管路和電纜。在安裝過程中，應注意保護設備免受損壞，并確保所有連接處緊固可靠。

4. 調試與驗收：安裝完成后，應對氮封閥進行調試和驗收。檢查設備是否運行正常，各項參數是否符合要求。如有問題，應及時進行調整和處理，直至設備達到正常使用狀態。

總之，氮封閥的安裝高度應根據實際情況進行綜合考慮，以確保設備的正常運行和操作安全。在安裝過程中，還應嚴格遵守相關規范和操作步驟，確保安裝質量符合要求。