石油儲罐氮封閥裝置設計規(guī)范

石油儲罐氮封閥裝置設計規(guī)范

儲罐的“氮封"技術在安全檢查和事故報告中頻繁出現(xiàn)，凸顯了其在安全管理中的核心地位。然而，由于部分人員對氮封的理解不足，導致其未被妥善設置，或因日常管理疏忽而失效，進而引發(fā)安全事故。儲罐氮封技術通過隔絕氧氣，抑制燃燒，保護物料，減少損失，并通過平衡壓力來保護罐體結構，在安全管理中至關重要。



02石油儲罐氮封閥裝置設計規(guī)范儲罐類型與氮封要求

【 甲B類液體儲存要求 】

根據(jù)4-2014《石油庫設計規(guī)范》第6.1.2條規(guī)定，對于儲存沸點低于45℃或37.8℃且飽和蒸氣壓大于88kPa的甲B類液體，需采用壓力儲罐、低壓儲罐或低溫常壓儲罐，并需遵循以下規(guī)范要求。在選用壓力儲罐或低壓儲罐的情況下，必須采取有效的措施來防止空氣進入罐內，同時確保罐內排出的氣體能夠得到密閉回收處理。若選用低溫常壓儲罐，應采取有效措以確保液體蒸氣壓不超過88kPa。根據(jù)相關規(guī)范，儲存沸點低于45℃或37.8℃且蒸氣壓大于88kPa的甲B類液體，需采用壓力儲罐或低壓儲罐，有效防止空氣進入并回收排出氣體。

【 石油儲罐氮封閥裝置設計規(guī)范乙A類液體儲存要求 】

根據(jù)GB 50074-2014《石油庫設計規(guī)范》第6.1.3條的規(guī)定，對于儲存沸點不低于45℃或在37.8℃時的飽和蒸氣壓不大于88kPa的甲B、乙A類液體化工品和輕石腦油，推薦使用外浮頂儲罐或內浮頂儲罐。當有特殊儲存需求時，也可選擇容量小于或等于10000m3的固定頂儲罐、低壓儲罐，或容量不大于100m3的臥式儲罐，但需采取上述任一措施進行保護。氮氣密封保護系統(tǒng)是，同時應確保罐內排出的氣體得到密閉回收處理。儲存沸點不低于45℃且蒸氣壓不大于88kPa的液體推薦使用外浮頂或內浮頂儲罐，確保氮封保護系統(tǒng)和溫度控制。

【 石油儲罐氮封閥裝置設計規(guī)范內浮頂與固定頂儲罐 】

根據(jù)GB 50074-2014《石油庫設計規(guī)范》第6.1.8條的規(guī)定，對于儲存Ⅰ、Ⅱ級毒性的甲B、乙A類液體，單罐容量不應超過5000m3，并應設置氮封保護系統(tǒng)。內浮頂儲罐需配備氮氣密封保護系統(tǒng)并監(jiān)控溫度，固定頂儲罐則需氮氣保護及滿足溫度低于閃點5℃的要求，以確保儲罐安全。






03石油儲罐氮封閥裝置設計規(guī)范氮封系統(tǒng)設計與管理

【 設計規(guī)范與要求 】

在氮封系統(tǒng)設計方面，SH/T 3184-2017《石油化工罐區(qū)自動化系統(tǒng)設計規(guī)范》提供了具體指導。氮封系統(tǒng)設計需遵循相關標準，氮封閥應設在靠近罐頂入口的氮氣管線上，壓力設定與儲罐正常操作壓力一致，確保安全性。氮封閥的壓力設定點應設定為儲罐的正常操作壓力，并確保壓力設定值可調范圍適中，以覆蓋最大操作壓力。同時，氮封閥的氮氣入口管道應設置壓力表進行監(jiān)測。

        自力式氮封閥(即氮封裝置)主要用于儲罐頂部氮氣壓力恒定控制，自力式氮封閥是一種無須外來能源，以彈簧為動力核心利用被調介質自身的壓力來控制閥芯位置變化，達到自動調節(jié)和穩(wěn)定壓力的目的，以保護罐內物料不被氮化及儲罐的安全。該閥由ZZYVP快速泄放閥及ZZV自力式微壓調節(jié)閥兩大部分組成?？焖傩狗砰y由壓力控制器及ZMQ-16K型單座切斷閥組成。



石油儲罐氮封閥裝置設計規(guī)范工作原理

       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(jié)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(jié)閥必須使用在壓力為0.1Mpa壓力以下，現(xiàn)場壓力較高，必須安裝ZZYP型壓力調節(jié)閥將壓力調節(jié)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℃。



石油儲罐氮封閥裝置設計規(guī)范性能特點

1、無需外加能源，能在無電、無氣的場合工作，既方便又節(jié)約能源，降低成本。

2、氮封裝置供氮，泄氮壓力設定方便，可在連續(xù)經(jīng)營的條件下進行。

3、壓力檢測膜片有效面積大，設定彈簧剛度小、動作靈敏、裝置工作平衡。

4、采用無填料設計，閥桿所受磨擦力小、反應迅速、控制精度高。

5、供氮裝置采用指揮器操作，減壓比可達100:1，減壓效果好、控制精度高。

6、氮氣壓力設定范圍廣，低至0.5Kpa高至1000Kpa，比值達高；

7、調節(jié)調壓力檢測膜片有效面積大，設定彈簧剛度小，動作極靈敏。



石油儲罐氮封閥裝置設計規(guī)范主要技術參數(shù)

公稱通徑(mm)	20			25	40		50	80		100	150
閥座直徑(mm)	6	15	20	25	32	40	50	65	80	100	125	150
額定流量系數(shù)Kv	3.2	5	8	10	20	32	50	80	100	160	250	400
壓力調節(jié)范圍	0.5～70 20～120 60～400 300～700 500～1000 KPa
公稱壓力PN	1.0、1.6 MPa
被調介質溫度	80、200 ℃
流量特性	快開型
調節(jié)精度	≤5%
允許壓降(MPa)	1.6				1.6		1.1	0.6		0.4
薄膜有效面積(C㎡)	200				280			400
允許泄漏量	符合ANSIB16.104—1976 IV級
閥蓋形式	標準型 (整體式)
壓蓋型式	螺栓壓緊式
密封填料	V型聚四氟乙烯填料、含浸聚四氟乙烯石棉填料、石棉紡織填料、石墨填料
閥芯形式	單座型閥芯
流量特性	直線性




石油儲罐氮封閥裝置設計規(guī)范主要外形尺寸






公稱通徑(DN)	20	25	32	40	50	65	80	100	125	150
L	150	160	180	200	230	290	310	350	400	480
H	52.5	57.5	75	75	85.5	92.5	100	110	142.5	158
H1	330	330	350	350	360	430	440	450	520	650
A	310								400







【 石油儲罐氮封閥裝置設計規(guī)范日常管理與維護 】

在日常管理中，《關于進一步加強化學品罐區(qū)安全管理的通知》也明確要求有氮氣保護設施的儲罐要確保氮封系統(tǒng)完好在用，以保障儲罐的安全運行。依據(jù)通知要求，有氮氣保護設施的儲罐需確保氮封系統(tǒng)完好在用，保障儲罐安全運行，規(guī)范還規(guī)定了氮氣密封保護下的操作壓力范圍。






1.2 ▲石油儲罐氮封閥裝置設計規(guī)范 普遍問題

首先，一些應配備氮封系統(tǒng)的儲罐卻未設置該系統(tǒng)。其次，后期增設的氮封系統(tǒng)未經(jīng)專業(yè)設計，導致系統(tǒng)無法正常使用。此外，氮封系統(tǒng)的壓力管理也存在諸多問題，例如進儲罐前的氮氣管線缺乏自力式調節(jié)閥和壓力表，僅憑手動閥門控制進氣量，無法有效監(jiān)控氮封壓力。同時，氮封氣源的壓力分程控制不當或自力式調節(jié)閥選型不合理，也會造成氮封壓力過高或過低，進而影響系統(tǒng)的正常使用。另外，氮氣管線或儲罐上未設置壓力遠傳和報警裝置，使得壓力控制變得困難。此外，氮氣管線上的安全設施不足，例如缺乏止回閥，也是一大隱患。最后，儲罐頂部未設置緊急泄放人孔（或緊急泄放閥）等保護措施，以及為節(jié)約成本而關閉氮氣管線閥門導致氮封系統(tǒng)未投用，都會增加安全風險。



1.3 ▲石油儲罐氮封閥裝置設計規(guī)范 需要設置的儲罐類型

國家標準對于儲罐氮封系統(tǒng)的設置有著明確的規(guī)定。例如，《石油化工企業(yè)設計防火標準（2018年版）》（GB50160-2008）中明確指出，當單罐容積小于或等于5000m3的內浮頂儲罐采用易熔材料制作的浮盤時，應設置氮氣保護等安全措施。此外，儲存溫度超過120℃的重油固定頂罐也必須設置氮氣保護。

同樣，《精細化工企業(yè)工程設計防火標準》（GB 51283-2020）也規(guī)定了氮氣或惰性氣體密封措施的應用場景。例如，當采用固定頂罐或低壓罐（單罐容積不小于100m3）儲存甲B、乙A類液體時，應采用氮氣或惰性氣體進行密封。這些液體包括甲醇、甲苯等甲B類物質，以及可燃液體二硫化碳等。

另外，《石油庫設計規(guī)范》（GB 50074-2014）也詳細規(guī)定了不同情況下儲罐氮封系統(tǒng)的設置要求。例如，當選用內浮頂儲罐、固定頂儲罐儲存沸點低于45℃或在37.8℃時的飽和蒸氣壓大于88kPa的甲B類液體時，應設置氮氣密封保護系統(tǒng)。同時，對于某些有特殊儲存需求的甲B、乙A類液體化工品，如易自聚不穩(wěn)定的丁二烯、苯乙烯等，也應設置氮封系統(tǒng)以防止空氣進入儲罐。

綜上所述，根據(jù)國家標準的規(guī)定，多種情況下的儲罐都需要設置氮氣保護系統(tǒng)以確保安全。



1.4 ▲ 石油儲罐氮封閥裝置設計規(guī)范如何合理設置

采用氮封的儲罐，通常為常壓或低壓狀態(tài)，因此，防止儲罐內氮氣壓力超限至關重要。在化工標準《氣封的設置》（HG/T 20570.16-1995）中，詳細規(guī)定了氮氣供氣量的計算方法。該標準指出，儲罐氣封裝置的供氣量必須足夠補充因泵抽取液體和外界氣溫變化導致的氣體冷凝與收縮。然而，規(guī)范中提供的補氣量僅為經(jīng)驗值，實際工作中需根據(jù)具體情況進行精確計算，以確定合適的氮氣管徑和氮封閥型號。對于專業(yè)技術力量薄弱的企業(yè)，建議委托專業(yè)設計單位進行補氣量的合理計算，以確保既滿足氮封要求又避免資源浪費。

此外，《石油化工儲運系統(tǒng)罐區(qū)設計規(guī)范》（SH/T 3007-2014）也明確了氮氣保護儲罐的操作壓力范圍，宜控制在0.2Kpa至0.5Kpa之間。同時，為防范儲罐超壓，除合理計算補氣量外，還應采取其他措施，如安裝就地壓力表并連接至DCS或PLC控制系統(tǒng)進行遠程監(jiān)控、設置雙呼吸閥以應對單一呼吸閥故障等。特別需要注意的是，對于粘度大或易結晶的介質，需采取特殊措施防止呼吸閥堵塞，并對補氣管線和排氣管線進行伴熱處理，以提高系統(tǒng)的安全性和可靠性。同時，事故泄壓設備的選擇也至關重要，應滿足在氮氣管道系統(tǒng)和呼吸閥出現(xiàn)故障時保障儲罐安全通氣的需求。



1.5 ▲ 石油儲罐氮封閥裝置設計規(guī)范日常管理措施

為確保氮封系統(tǒng)的持續(xù)有效運行，企業(yè)需實施一系列的日常管理措施。首先，在操作規(guī)程中詳細規(guī)定氮封系統(tǒng)的操作流程、安全標準及應急處理方案，并對相關員工進行必要的培訓。其次，利用監(jiān)控控制系統(tǒng)實時監(jiān)控儲罐壓力，合理設置報警閾值，并對任何異常報警做出及時響應和分析。此外，日常巡檢中應特別關注氮封系統(tǒng)各組件（如壓力表、調節(jié)閥等）的運行狀態(tài)，確保其處于良好工作狀態(tài)。同時，將氮封系統(tǒng)的檢查納入罐區(qū)的隱患排查體系，對于構成重大危險源的企業(yè)，更是應將其作為操作負責人履職檢查的重要內容。最后，定期對呼吸閥、壓力表等關鍵部件進行檢查和校驗，確保其性能符合設計要求，從而保障氮封系統(tǒng)的整體安全與穩(wěn)定。

SH/T 3184-2017《石油化工罐區(qū)自動化系統(tǒng)設計規(guī)范》第5.4.5.4條明確指出，氮封閥的壓力設定點應與儲罐的正常操作壓力相一致。此外，SH/T 3007-2014《石油化工儲運系統(tǒng)罐區(qū)設計規(guī)范》第3.5條也規(guī)定了采用氮氣密封保護的可燃液體儲罐，其操作壓力宜控制在0.2kPa至0.5kPa之間，以確保氮封系統(tǒng)的有效性。

自力式氮封閥是一種廣泛應用于儲罐等設備的保護系統(tǒng)，主要用于防止儲罐內物質與外界空氣的直接接觸，從而避免物質氧化、污染等問題。其核心工作原理在于利用閥體內的氮氣壓力與彈簧力的平衡關系，來控制閥門的開啟與關閉。

具體來說，當儲罐內壓力降低時，氮氣壓力會推動閥瓣向下移動，使閥門開啟，從而向儲罐內補充氮氣，保持儲罐內壓力的穩(wěn)定。反之，當儲罐內壓力升高時，彈簧力會推動閥瓣向上移動，使閥門關閉，防止儲罐內壓力過高。這種自動調節(jié)的功能，使得自力式氮封閥在無需外部能源驅動的情況下，就能實現(xiàn)對儲罐內壓力的有效控制。



石油儲罐氮封閥裝置設計規(guī)范正確使用方法

1. 安裝前的準備：在安裝自力式氮封閥之前，首先需要檢查其型號、規(guī)格是否與儲罐等設備的接口相匹配，確保其密封性能。同時，還需清理安裝接口處的雜質和污垢，防止影響閥門的正常工作。

2. 安裝過程：將自力式氮封閥按照正確的方向和位置安裝在儲罐等設備的接口處，并使用合適的緊固件進行固定。在安裝過程中，應避免對閥門造成過大的應力或變形，以免影響其密封效果和調節(jié)性能。

3. 使用與調試：在安裝完成后，需要對自力式氮封閥進行調試，以確保其能夠正常工作。首先，可以通過設置彈簧的預緊力來調整閥門的初始開啟壓力。然后，通過觀察閥門在實際工作過程中的開啟與關閉情況，進一步調整其調節(jié)參數(shù)，以滿足儲罐等設備的具體需求。

4. 維護與保養(yǎng)：自力式氮封閥在長期使用過程中，需要定期進行檢查和維護。主要包括清理閥門內部的雜質和污垢、檢查密封件的磨損情況并及時更換、以及定期檢查彈簧的彈性和預緊力等。這些維護措施可以延長自力式氮封閥的使用壽命，確保其長期穩(wěn)定的工作性能。

總結來說，自力式氮封閥通過其的調節(jié)原理，實現(xiàn)了對儲罐內壓力的有效控制。而正確的使用方法則能夠確保其在實際應用中發(fā)揮效果。因此，了解和掌握自力式氮封閥的調節(jié)原理及正確使用方法，對于保障儲罐等設備的安全運行具有重要意義。