一、化工原料儲罐氮封閥壓力控制設(shè)計方案基本原理
        在儲罐上設(shè)置氮封系統(tǒng)，維持罐內(nèi)氣相空間壓力在1.2KPa左右，當(dāng)氣相空間壓力高于1.4KPa時，氮封閥關(guān)閉，停止氮氣供應(yīng)；當(dāng)氣相空間壓力低于0.8KPa時，氮封閥開啟，開始補(bǔ)充氮氣，保證儲罐在正常運行過程中不吸進(jìn)空氣，防止形成爆炸性氣體。采用氮氣充填于固定頂儲罐的氣相空間謂之氮封。因氮氣的密度小于有機(jī)氣體而浮于其上故而形成氮封。設(shè)在罐頂?shù)娜狐c的介質(zhì)經(jīng)導(dǎo)壓管引入檢測機(jī)構(gòu),反饋結(jié)構(gòu)的設(shè)計使得介質(zhì)直接經(jīng)閥蓋進(jìn)入檢測機(jī)構(gòu)，在罐頂?shù)墓藓粑y能起安全作用，一般泄氮閥的壓力設(shè)定點略大于供氮閥的壓力設(shè)定點，以免供、泄氮裝置頻繁工作。在流量控制方面每個閥門都配有控制流量百分比的固定板孔,氣體密封系統(tǒng)的每個閥門尺寸根據(jù)氣體流量表排列，根據(jù)提供的穩(wěn)定氣體壓力計算適應(yīng)特定需要氣體密封的流量. 氮封閥中的氮氣可以起到置換裝置介質(zhì)、平衡系統(tǒng)的壓力等功能，用于保持容器頂部保護(hù)氣的壓力恒定，一般的氮氣壓力是常壓，主要作用在于減少揮發(fā)，如苯罐，二是放置介質(zhì)與空氣的反應(yīng)，如堿罐。進(jìn)罐壓力一般減壓至1bar。適用于各類大型儲罐的氣封保護(hù)系統(tǒng)，運行可靠，并廣泛適用于石油、化工等行業(yè)。 

氮封的作用是防止儲罐揮發(fā)性有毒或可燃?xì)怏w泄放到罐外危害安全,以一定的微壓氮氣在罐內(nèi)保持一定的壓力,相比自力式閥 氮封閥可以從閥前的幾公斤壓力一次性減壓到需要的微正壓,應(yīng)用自力式閥可能會需要多級降壓才能達(dá)到這么小的壓力和精度。

氮封具有以下特點:

①氮封可減少有機(jī)氣體揮發(fā);

②氮封能有效防止有毒氣體對周圍環(huán)境的污染;

③氮封可防止儲罐內(nèi)爆炸性混合氣體的形成,且對儲存物質(zhì)的性質(zhì)無任何影響;

④氮封可以減少吸水性物質(zhì)對空氣中水分的吸收;

⑤氮封可以隔絕易氧化物質(zhì)與空氣中氧氣發(fā)生氧化反應(yīng)。

基于安全和環(huán)保的要求,儲存易燃易爆物料的大型儲罐多采用氮氣密封.本文介紹了一種新的氮封設(shè)計方法,該方法旨在增加儲罐的安全性和降低氮封系統(tǒng)的復(fù)雜性.以1000m3正己烷儲罐為例,將新方法與API 2000-2014中的方法相比較以說明各自的特點,希望為氮封設(shè)計提供一種新的思路.
        儲罐氮封系統(tǒng)使用的氮氣純度不宜低于99.96%，氮氣壓力宜為0.5~0.6MPa。

    二、化工原料儲罐氮封閥壓力控制設(shè)計方案工藝方案   
氮封流程是目前儲罐工藝設(shè)計的常用流程,用于密閉儲罐氣相空間,隔絕有害氣體溢出,在儲運化工領(lǐng)域得到了普遍的應(yīng)用。氮封可有效提高我國石化企業(yè)庫區(qū)節(jié)能環(huán)保工業(yè)水平。在現(xiàn)主流設(shè)計思路,氮封流程由機(jī)械式調(diào)節(jié)閥控制,對于儲罐氣相流程目前并沒有良好的水力計算依據(jù)及流程參考參數(shù)。這些問題將導(dǎo)致氮封設(shè)計無理可依,并可能造成重大安全事故。本文將對上述問題進(jìn)行闡述,通過分析水力模型給予改進(jìn)性意見。以輕質(zhì)油內(nèi)浮頂儲罐組成的罐組為例，設(shè)計方案如下：

    1.內(nèi)浮頂儲罐改造
    1）封堵儲罐罐壁（頂）的通氣口。
    2）核算罐頂呼吸閥是否滿足設(shè)置氮封后的需求。呼吸閥的數(shù)量及規(guī)格按照《石油化工儲運系統(tǒng)罐區(qū)設(shè)計規(guī)范》SH/T 3007-2007確定（見表一）。呼吸量除滿足儲罐的大、小呼吸外，還應(yīng)考慮
    氮封閥不能關(guān)閉時的進(jìn)氣量等因素。
    3）在儲罐罐頂增加氮氣接入口和引壓口。為確保壓力取值的準(zhǔn)確性，兩開口之間的距離不宜小于1m。
    4）量油孔應(yīng)加導(dǎo)向管，確保量油作業(yè)時不影響氮封壓力。
    5）儲罐罐頂增加緊急泄壓人孔接口。

    2.化工原料儲罐氮封閥壓力控制設(shè)計方案工藝流程
    1）在每臺儲罐上設(shè)置先導(dǎo)式氮封閥組和限流孔板旁路，正常情況下使用氮封閥組維持罐內(nèi)氣相空間壓力在1.2KPa左右，當(dāng)氣相空間壓力高于1.4KPa時，氮封閥關(guān)閉，停止氮氣供應(yīng)；當(dāng)氣相空間壓力低于0.8KPa時，氮封閥開啟，開始補(bǔ)充氮氣；當(dāng)?shù)忾y需要檢修或故障時，使用限流孔板旁路給儲罐內(nèi)補(bǔ)充氮氣，壓力高于1.5KPa時，通過帶阻火器的呼吸閥外排（短時間連續(xù)補(bǔ)充 氮氣）。
    2）當(dāng)?shù)忾y事故失靈不能及時關(guān)閉，造成罐內(nèi)壓力超過1.5Kpa時，通過帶阻火器的呼吸閥外排；當(dāng)?shù)忾y事故失靈不能及時開啟時，造成罐內(nèi)壓力降低至-0.3Kpa時，通過帶阻火器呼吸閥向
    罐內(nèi)補(bǔ)充空氣，確保罐內(nèi)壓力不低于儲罐的設(shè)計壓力低限（-0.5Kpa）。
    3）為確保設(shè)置氮封儲罐事故工況下的安全排放，應(yīng)在儲罐上設(shè)置緊急泄放閥，緊急泄放閥定壓不應(yīng)高于儲罐的設(shè)計壓力上限（2.0Kpa）。
    4）當(dāng)需要使用限流孔板旁路補(bǔ)充氮氣時，流量宜等于油品出罐流量，氮氣管道的管徑為DN50，氮氣的操作壓力為0.5MPa。
    5）若在相同油品儲罐之間設(shè)置有氣相聯(lián)通管道，每臺儲罐出口均應(yīng)設(shè)置阻火器，以防止事故擴(kuò)大。
    6）阻火器應(yīng)選用安全性能滿足要求的產(chǎn)品，且阻力降不應(yīng)大于0.3KPa。