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煉油廠罐區氮封裝置壓力設計方案

在煉油或石油化工廠中，存放著各種油品或石化產品。 氮封裝置（氮封閥）是由ZZDG型指揮器操作型自力式壓力調節閥（這里簡稱供氮閥）和ZZDX型自力式微壓調節閥（簡稱泄氮閥）及呼吸閥三大部份組成。當罐內壓力升高超過設定值時，供氮閥關閉，泄氮閥打開（罐頂未設呼吸閥，或呼吸閥故障打不開），將罐內多余壓力泄放。在儲罐內壓力降低時，泄氮閥處于關閉狀態，供氮閥打開，向罐內注氮氣。供氮閥閥前壓力最好在1.0Mpa以下，現場壓力較高時，可在供氮閥前安裝一只ZZYP型自力式壓力調節閥將壓力減至1.0 Mpa以下，以提高可靠性和使用效果。

 氮封裝置（氮封閥）的供（泄）氮壓力設定方便，可在連續生產的條件下進行。在設定壓力范圍內，如從100mm H20需調整到50mm H20，可通過調節供氮閥頂部的調節螺絲，改變彈簧的力，即可達到需要新設定的工藝值。泄氮閥的調整也是同理。呼吸閥設定值調整：在上述設定值調整好后，為避免呼吸閥啟閉頻繁，呼吸閥的設定值應大于泄壓設定置。罐區是整個石化化工、能源供應鏈中的重要設施且投資巨大，根據相關研究數據，儲罐事故占煉油廠和罐區事故的74%，其中12%被列為重大事故。而由于儲罐內經常會存儲著危險和易燃液體，一旦出現泄漏、溢流、爆炸等安全事件后果不堪設想。儲罐的安全性通常與儲罐壓力控制有關，的罐頂壓力控制數字化解決方案，幫助客戶及時了解儲罐的異常情況，提高設備可靠性、儲罐和人員的安全性。

煉油廠罐區氮封裝置壓力設計方案儲罐壓力管理

由于液位和溫度變化或異常情況（如火災或系統故障）導致儲罐壓力變化，是通過氮封閥、蒸發氣回收閥、呼吸閥、緊急泄放閥管理，防止儲罐超壓或真空時需要迅速釋放過大的正壓或負壓，以確保儲罐的安全。

煉油廠罐區氮封裝置壓力設計方案儲罐的超壓防護層

一般來說，儲罐需要三層壓力防護層，由不同設置點的壓力控制產品控制儲罐的呼吸，并防止超壓和失壓事件發生。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。該閥特點：控制精度高，可比一般ZZY型直接操作型調壓閥高一倍左右。調節壓差比大（如閥前0.8MPa,閥后0.001MPa）特別適合微壓氣體控制。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。

        氮封閥的作用就是要當儲罐液面下降壓力降低時，向罐內補充氮氣，當儲罐液面上升壓力增加時，停止補充氮氣，同時被壓縮的氮氣從泄氮閥或呼吸閥適量排出，從而始終保持罐內的氮氣壓力微量正壓（壓力一般在400~1000Pa之間）。只有這樣才能做到既隔絕空氣，又保證儲罐不變形。

煉油廠罐區氮封裝置壓力設計方案故障分析及處理

    （1）某大芳烴裝置開車初期，發現24臺氮封閥工作都不正常。拆閥檢查，發現氮封閥的氣導閥、主閥和兩個閥芯室內壁等沾了一層厚厚的污垢，經過擦拭，涂 潤滑脂后能正常使用。在閥座處還發現了一些焊渣導致開車后管道內的鐵銹、殘存的雜物等被氮氣吹到了氮封閥內，使主閥不能回到閥座上。

    （2）導壓管堵塞。如果導壓管堵塞，氮封閥沒有反饋信號，也會造成氮氣不停地向罐內補充。

    （3）彈簧彈力變小。如果氣導閥、主閥和兩個閥芯室不臟，而且導壓管也未堵塞，應檢查氣導閥下面小彈簧的彈力，若彈力減小，會使氮封閥不停地補氣。可以將彈簧拉長，增加其彈力。

    （4）密封圈損壞。氣導閥在工作過程中動作較頻繁。使密封圈經常受到閥座的沖擊，導致密封圈磨損或斷裂，起不到密封作用，更換密封圈即可

    （5）控制氣入口與氣導閥出口裝反。這屬于產品質量問題。結合氮封閥的工作原理圖，即可作出判斷。

第一層保護：氮封閥和蒸發氣回收閥

煉油廠罐區氮封裝置壓力設計方案

當儲罐液位降低或溫度降低，罐內氣體壓力稍低于氮封閥設定點時，氮封閥補氣，精確控制儲罐內微正壓，并能起到有效隔絕空氣和濕氣，提高罐內產品質量。當罐頂氣體壓力稍高于蒸發氣回收閥設定點時，蒸發氣回收閥開啟排放氣體，通過管道進入客戶的尾氣回收系統進行處理并重新利用，避免過多的或者過于頻繁的向大氣中排放氮氣與可揮發性有機物(VOCs)。

第二層保護：煉油廠罐區氮封裝置壓力設計方案呼吸閥

當罐內氣體壓力繼續上升時，蒸發氣回收閥已經無法通過排出部分氣體而使罐頂壓力恢復正常，呼吸閥的呼閥部分就會打開，排放過量氣體，降低罐頂壓力。呼閥并不會經常打開，因為大多數微量的氣體排放已經通過蒸發氣回收閥實現。 當罐內氣體降低，真空壓力高于吸閥設定值時，呼吸閥的吸閥開啟，吸入空氣，保證罐內氣體壓力正常。這就是第二層壓力保護措施。

第三層保護：緊急泄放及緊急吸入閥

緊急泄放閥的超壓泄放功能通常在火災工況被啟用。在罐區發生火災時，罐外的溫度驟然上升，罐內大量氣體揮發，蒸發氣回收閥和呼吸閥的排放能力都不能滿足罐內壓力泄放的需求，緊急泄放閥會被打開。此產品口徑較大，一般為24英寸或者更大。當罐內壓力急劇減少或超真空時，吸閥吸入量無法滿足要求時，緊急吸入閥自動開啟，緊急吸入大量氣體。盡快使罐內恢復正常壓力。

阻止火焰傳播解決方案

儲罐內儲存介質為易揮發性可燃介質時，為防止外部火焰進入儲罐或阻止火焰在設備、管道間蔓延，需安裝阻火器。艾默生可根據實際需求，提供管末端阻火器、管道式阻爆燃阻火器及阻非穩態爆轟型阻火器，確保外界火源不會進入到罐內，避免儲罐內部起火。

結合所有以上產品可以精確的控制儲罐壓力，在超壓、失壓和火焰發生時對儲罐進行的保護。貯罐的氮封有兩種形式均在正常運行，這兩種形式的氮氣的氮氣來源壓力均為氮氣鋼瓶來的氮氣，氮氣壓力很高，但氮氣管道較細，均沒有減壓閥，而直接進入自力式帶指揮器型供氮閥，自力式帶指揮器型供氮閥入口端壓力一般要求保證在0.3到0.6MPa之間，入口壓力低于0.3MPa會使供氮閥不起作用，貯罐的氮封壓力很低，一般選型時會按照儲罐的大小和每小時進出物料量來確定供氮閥和泄氮閥的管徑（一般泄氮閥的管徑要2倍于供氮閥的管徑）對于貯槽的保護一種型式是通過與自力式氮封閥配套的安裝在貯槽頂的氮封閥來控制的，該氮封閥也是由自力式調節閥廠家提供的，氮封閥的作用是配合自力式調節閥工作起到安全的作用，在壓力過高時，如當貯罐的壓力在+500pa時，雖然氮封閥停止進入氮氣，但當貯罐繼續進入物料時，貯罐的壓力上升，則貯罐內的物料通過氮封閥排出氣體，以維持貯罐內的氣體的壓力維持不超過+500pa，使貯槽不超壓，當貯罐壓力將低于供氮閥設定壓力值時，供氮閥進入氮氣以使貯罐壓力不致過低。

無線遠程監測

在罐頂閥門上安裝無線儀表，為用戶提供遠程監控和即時反饋，幫助用戶及時發現閥門異常狀況，盡早做閥門維護，防止事故的發生，提高罐區安全。850/950型呼吸閥和2000型緊急泄放閥提供遠程監控選項，包括接近傳感器和無線變送器。接近傳感器檢測泄放閥的移動，“打開"或“關閉"信號由無線變送器接收，。

*數字化管理和監測儲罐壓力

儲罐罐頂壓力控制一般容易被忽略，一旦發生事故，后果極其嚴重。艾默生深耕能源行業幾十年，深深了解客戶的痛點并由此研發和制定了相關解決方案，從失壓-低壓-高壓-超壓均能提供優秀的解決方案和產品。通過艾默生無線遠程監控系統，為客戶提供完整的遠程可視化系統和即時通訊。

儲罐安全了，意味著工作人員的安全、儲罐維修費用的減少、計劃外停車時間的減少，因此而產生的維護成本也大幅減少。此外，采用*儲罐壓力控制方案，大大減少罐內的產品損失，減少排放，避免了因過量排放造成的社會負面評價、減少環保違規造成的罰款，有效幫助企業達到企業績效。

    還有一種形式則是氮封閥與帶雙水封的呼吸槽配套，貯罐壓力也是控制±500pa，工作原理基本同上，當壓力達到+500pa時，貯罐內的氣體沖破呼吸槽的水封，保持了貯罐內的壓力不超過+500pa，當貯罐內的壓力過低時，一方面自力式調節閥動作補充氮氣到貯罐，以維持氮氣壓力不致過低，萬一自力式調節閥故障時，呼吸槽的另一個水封起了作用，外界氣體沖破另一水封進入貯罐，以維持貯罐壓力不致過低到 －500pa，避免了貯罐的吸癟。上述的形式，即防止了貯罐的正壓可能帶來的超壓現象，也避免了貯罐負壓可能帶來的貯罐吸癟現象，確保了貯罐的安全。