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儲罐氮封閥組系統的重要性應用案例

2025-06-29 16:19:12 來源：SH

儲罐氮封閥組系統的重要性應用案例

氮封系統或其他惰性氣體保護措施在化工安全領域扮演著至關重要的角色，它們能夠顯著降低儲罐發生火災或爆炸的風險。然而，近年來在各類企業的隱患排查過程中，我們發現某些企業，特別是精細化工企業，在儲罐氮封系統的設置以及管理方面仍存在不少問題。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，達到自動調節和穩定壓力的目的，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。

氮封閥裝置是自力式調節閥的一種，自力式調節閥根據應用介質的不同，有很多種，有空氣的，氮氣的，蒸汽的，來自液體的，儲罐頂一般會裝有呼吸閥，有毒介質儲罐當達到液面穩定時，罐頂的壓力等于介質于該溫度下的蒸汽壓，當呼吸閥呼出的時候，有毒介質會排到罐外面，容易造成人員中毒，為了避免有毒介質揮發，需要在罐頂液面上保持一定壓粉祖矛隨走讀宗力，以避免有毒介質揮發然后排空，一般用氮氣來保持這種壓力，這就叫氮封。
閥門生產的氮封閥、氮封裝置液可劉吸率銷百集減是自主開發、研制的一套自力式微壓力控制系統，只有用于保持容器頂部保護夫間劇巖劑行胞示氣（一般為氮氣）的壓力恒答定，以避免容器內物料與空企什不移氣直接接觸，防止物料揮發、被氧化，以及容器的安傷等全。特別適用于各類大型儲罐的氣封保護系統。該產品具有節能、動作靈敏、運行可靠、操作與維修方便等特點。廣泛應用于石油、化工等行業。

儲罐氮封閥組系統的重要性應用案例生產的氮封閥、氮封裝置的特點：
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，可在連續生產的條件下進行。
3、壓力檢測膜片有效面積大，設定彈簧剛度小，動作靈敏，裝置工作平穩。
4、采用無填料設計，閥桿查紹記所受摩擦力小，反應迅速，控制精漢發臺馬度高。
5、供氮裝置采用指揮器操載作，減壓比可達100:1，減壓效果好，控制精度高。
氮封閥裝置信由供氮裝置和泄氮裝置兩部分組成。供氮裝置由指揮器和主閥兩部分組成;泄氮裝置由內反饋的壓開型微壓調節閥組成。氮氣壓力一般設為100mm日20，通過氮封裝置控制。當儲罐進液閥開啟，向罐內添加物料時，液面上升，氣相高來種部分容積減小，壓力升高，既狀標交句個當罐內壓力升于泄氮裝置壓力設定值時修誰買照王家，泄氮裝置打開，向外向身督局正她夜雖界釋放氮氣，使罐內壓力下降，降至泄氮裝置壓力設定點時，泄氮裝置自動關閉。
當儲罐出液閥開啟，用戶放料時，液面下降，氣相部分容積增大，罐內壓力功任幫度北又降低，供氮裝置開啟，向儲罐注入氮氣，使罐內壓力上升，當罐當醫目都企序少張起會內壓力上升至供氮裝置自動關閉。
氮封閥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。氮封閥裝置由快速泄放閥及微壓調節閥兩大部分組成，快速泄放閥由壓力控制器及單座切斷閥組成。儲罐內壓力升高至設定壓力時，快速泄放擴限稱零司停看審閥迅速開啟，將罐內多余壓組調略衛費優力泄放。微壓調節閥在儲罐內壓力降低時，開啟閥門，向塊致羅罐內充注氮氣。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66Kpa以下，介質溫度溫度l80℃。
氮封閥裝置的供(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。
供氮壓力調整：在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。

011.儲罐氮封閥組系統的重要性應用案例儲罐氮封系統的重要性

1.1 氮封系統的作用

氮封系統通過使用惰性氣體如氮氣，有效降低儲罐火災或爆炸的風險，是化工安全的關鍵部分。氮封裝置是儲罐頂部的關鍵設備，主要用于維持儲罐的微正壓狀態。這一設計不僅減少了物料的揮發和浪費，更是保障了儲罐的安全運行。氮封閥以其獨特的優勢，如無需外加能源、自動控制閥門介質流量以及恒定的壓力穩定裝置，廣泛應用于天然氣采輸、城市煤氣以及冶金、石油、化工等多個工業領域。其高控制精度、大調節壓差比以及便捷的壓力設定方式，使其在微壓氣體控制方面表現出色，為工業生產帶來了高效與安全。

氮封裝置的作用

氮封裝置通過維持儲罐微正壓來減少物料揮發并保障安全。這一設計減少了物料與外部環境的接觸，并提供了安全的運行環境。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℃。

氮封閥的優勢

氮封閥無需外加能源，并能提供恒定的壓力，具備自動控制的功能。其特點是能夠在微壓氣體控制中表現優異，為生產安全提供了保障。

02工作原理詳解

氮封閥的關閉過程

當氮封閥處于關閉狀態時，主閥的活塞被封閉在一個密封的腔室內。一旦儲罐內的壓力達到或超過預設值，膜片會受到向上的推力，導致氣導閥在彈簧的彈力作用下向上移動。這一動作使得氣導閥上的密封圈緊密貼合在閥座上，從而封堵了控制氣的輸入通道。同時，特殊閥芯室的壓力開始上升，逐漸接近氮氣總管的壓力水平。這個壓力通過內部相連通的通道，從特殊閥芯室傳遞至主閥閥芯室。由于主閥活塞受到氮氣總管壓力的作用，且主閥閥芯上下兩面的氣體壓力達到平衡狀態，主閥閥芯在自身重量和彈簧彈力的共同作用下，將閥門嚴密關閉。

氮封閥的開啟過程

當氮封閥需要打開時，若儲罐內的壓力稍低于預設值，膜片會感知到這種壓力下降并向下移動，從而推動氣導閥開啟。隨后，氮氣會經過孔板和氣導閥的出口進入儲罐，這一過程會逐漸增加儲罐內的壓力。同時，由于氮氣的流入，氣導閥的特殊閥芯室壓力會相應下降。通過內部相連通的通道，氮氣再從特殊閥芯室流入主閥閥芯室。由于主閥閥芯的活塞面積大于主閥閥座孔的面積，并且受到彈簧彈力和主閥自重的共同作用，當儲罐壓力略低于設定點時，特殊閥芯室和主閥閥芯室的壓力變化非常微小。因此，主閥能夠保持關閉狀態，氮氣僅通過氣導閥進入儲罐。

03儲罐氮封閥組系統的重要性應用案例的組成與功能

氮封裝置的組件與功能

氮封裝置由控制閥門、執行器、壓力彈簧、指揮器、脈沖管等部件精妙組成，各組件協同作用，保證儲罐頂部氮氣壓力穩定。其核心作用在于維持容器頂部保護氣體——通常是氮氣——的壓力穩定，從而防止容器內物料與空氣直接接觸，進而避免物料揮發、氧化，以及確保容器的安全。這類裝置特別適用于各類大型儲罐的氣封保護，展現出節能、響應靈敏、運行穩定以及操作維修便捷等諸多優點，廣泛應用于石油、化工等行業。

供氮裝置的運作

供氮裝置通過導壓管將罐頂取壓點的介質引入檢測機構。在檢測元件上，這個介質產生一個與彈簧預緊力相平衡的作用力。一旦罐內壓力降至供氮裝置的壓力設定點以下，這種平衡就會被打破，指揮器閥芯隨之開啟。這樣，閥前的氣體就能經過減壓閥和節流閥，進入主閥執行機構的上下膜室，推動主閥閥芯開啟，向罐內注入氮氣。而當罐內壓力升至供氮裝置的壓力設定點時，預設彈簧力會關閉指揮器閥芯，同時主閥執行機構中的彈簧也會作用關閉主閥，從而停止供氮。

泄氮裝置的運作

此外，還有泄氮裝置，它采用內反饋結構，介質直接通過閥蓋進入檢測機構。在檢測元件上，這個介質同樣產生一個與預設彈簧預緊力相平衡的作用力。當罐內壓力升至泄氮裝置的壓力設定點以上時，平衡被打破，閥芯上移，閥門開啟，氮氣向外界釋放。而當罐內壓力降至泄氮裝置的壓力設定點時，預設彈簧力會關閉閥門。

1.2 儲罐氮封閥組系統的重要性應用案例常見問題

首先，有些應采用氮封的儲罐卻未設置該系統，這無疑增加了安全風險。其次，后期增設的氮封系統往往未經設計，導致系統無法正常使用，這同樣會威脅到儲罐的安全。

再者，氮封系統的壓力管理也存在諸多問題。例如，進儲罐前的氮氣管線未設置自力式調節閥或壓力表選型不當，僅靠手動閥門控制進氣量，這使得氮封壓力無法得到有效監控。此外，氮封氣源未采用壓力分程控制或自力式調節閥選型不合理，也會導致氮封壓力過高或過低，進而影響系統的正常使用。

另外，氮氣管線或儲罐上未設置壓力遠傳和報警裝置，這也使得壓力無法得到及時有效的控制。同時，氮氣管線上的安全設施如止回閥的缺失，也會給系統帶來潛在風險。

*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，以及為了節約成本而關閉氮氣管線閥門導致氮封系統未投用等行為，都會削弱系統的安全性能。

022儲罐氮封閥組系統的重要性應用案例.儲罐氮封系統的設置要求

2.1 國家標準及要求

國家標準《石油化工企業設計防火標準（2018年版）》（GB50160-2008）、《精細化工企業工程設計防火標準》（GB 51283-2020）以及《石油庫設計規范》（GB 50074-2014）均對儲罐氮封系統的設置提出了明確要求。具體來說，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；而對于儲存溫度超過120℃的重油固定頂罐，同樣需要設置氮氣保護。

此外，《精細化工企業工程設計防火標準》還規定，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密封措施。另外，對于某些具有特殊儲存需求的甲B、乙A類液體化工品，如易自聚不穩定的丁二烯、苯乙烯等，也應設置氮封系統以防止空氣進入儲罐。

2.2 氮封系統的設置要點

采用氮封的儲罐，通常為常壓或低壓罐，因此，防止儲罐氮氣超壓顯得尤為重要。在化工標準《氣封的設置》（HG/T 20570.16-1995）中，詳細規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出液體和外界氣溫變化導致的氣體冷凝與收縮。

然而，規范中給出的補氣量僅為經驗值，實際工作中需結合具體情況進行精確計算，以確保選擇的氮氣管線管徑和氮封閥型號符合實際需求。對于技術力量薄弱的企業，建議委托設計單位進行補氣量的合理計算，既保障氮封效果又避免資源浪費。

此外，《石油化工儲運系統罐區設計規范》（SH/T 3007-2014）也明確規定了采用氮氣保護的儲罐操作壓力范圍為0.2Kpa～0.5Kpa，而其他設有呼吸閥的儲罐操作壓力則宜控制在1Kpa～1.5KPa之間。為進一步防范儲罐超壓，除合理計算補氣量外，還應采取其他多項措施，包括在罐頂安裝就地壓力表并設置遠傳功能至DCS或PLC控制系統，以實時監測壓力變化。

儲罐氮封閥組系統的重要性應用案例性能特點

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，可在連續經營的條件下進行。

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、調節調壓力檢測膜片有效面積大，設定彈簧剛度小，動作極靈敏。

儲罐氮封閥組系統的重要性應用案例

序號	品名	型號及規格	單位	數量
1	氮封閥	氮封閥ZZYVP-II DN50 PN10 進口壓力 0.3-0.8 MPA, 出口壓力0.5 KPA	臺	1
2	泄壓閥	泄壓閥ZXD-10 DN20 PN10 起跳壓力2KPA	臺	1
4	泄壓閥	泄壓閥ZXD-10 DN20 PN10 起跳壓力2KPA	臺	1
6	泄壓閥	泄壓閥ZXD-10 DN20 PN10 起跳壓力2KPA	臺	1
8	泄壓閥	泄壓閥ZXD-10 DN20 PN10 起跳壓力2KPA	臺	1
10	泄壓閥	泄壓閥ZXD-10 DN20 PN10 起跳壓力2KPA	臺	1
12	泄壓閥	泄壓閥ZXD-10 DN20 PN10 起跳壓力2KPA	臺	1
14	泄壓閥	泄壓閥ZXD-10 DN20 PN10 起跳壓力2KPA	臺	1

儲罐氮封閥組系統的重要性應用案例主要技術參數

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Kv	3.2	5	8	10	20	32	50	80	100	160	250	400
壓力調節范圍	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

儲罐氮封閥組系統的重要性應用案例主要外形尺寸

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

033.儲罐氮封閥組系統的重要性應用案例氮封系統的管理

3.1 操作規程及員工培訓

為確保氮封系統的持續有效運行，企業需采取一系列管理措施。首先，在操作規程中詳細規定氮封系統的操作流程和安全規范，明確壓力控制范圍、報警閾值，以及應對異常工況的方法和步驟。

同時，應對相關員工進行培訓，確保他們熟悉并能夠正確執行這些操作規范。

3.2 監控及報警措施

企業應密切監控控制系統中的儲罐壓力，合理設置報警值，并仔細分析報警信息，以確定問題的根源并采取相應改進措施。日常巡檢中，應將氮封系統的各項運行參數，如壓力表、調節閥的狀態，納入檢查范疇，確保任何異常都能得到及時處理。

3.3 隱患排查與維護

此外，氮封系統的檢查應成為罐區隱患排查的重要環節。對于構成重大危險源的企業，更應將氮封系統的檢查納入操作負責人履職檢查表中，通過系統的隱患排查與治理，確保氮封系統始終處于良好狀態。

企業還應定期對呼吸閥、壓力表等關鍵部件進行檢查和校驗。這包括確保呼吸閥外觀無異常，開啟壓力、通氣量和泄漏量均符合設計要求，從而保證泄壓設施的完好性和可靠性。

儲罐氮封閥組系統的重要性應用案例安裝調試注意事項
◆運行細則：
1、啟動及檢修后啟動
a、投入運行前，檢查閥前設計壓力與溫度、流量是否與實際工況一致。
b、在確認調壓閥主閥閥芯處于初始位置后，如有旁路則先關閉旁路手動閥，再開啟閥后手動截止閥，然后緩慢開啟閥前手動截止閥。
2、正常運行
a、產品出廠時已按用戶要求進行了調試，貨到即可使用，但如果工藝參數發生變動，有可能閥后壓力達不到規定值，此時可通過手動調節設定改變閥后壓力。可通過調節供氮閥或者泄氮閥頂部的薄螺母，升高或降低閥的設定壓力來達到壓力的規定值，必要時可通過空氣過濾減壓器和節流閥來配合調節使閥后壓力達到規定值，空氣過濾減壓器壓力表顯示值須在0.15~0.2MPa之間。觀察閥后壓力表顯示值，直到閥后壓力滿足要求為止，投入正常運行。
b、投入正常運行后，平時僅需觀察閥前管道壓力表及供氮閥上過濾減壓器壓力表（0.15~0.2MPa之間）顯示值是否穩定，閥后壓力表顯示值是否符合要求。
正常停機時：首先關閉閥前手動截止閥，然后關閉閥后手動截止閥。

故障停機時：首先關閉閥前手動截止閥，然后關閉閥后手動截止閥，*后開啟旁通閥門（如有）。

一、儲罐氮封閥組系統的重要性應用案例氣路系統完整性驗證

1. 氣源質量檢測：啟動氮氣供應系統，對比進氣端與出氣端壓力表示數，確認氣壓值處于設備標定范圍

2. 管路連接狀態核查：采用扭矩扳手對所有氣動管路法蘭進行二次緊固，重點檢查彎頭與三通部位的密封墊片安裝狀態

3. 執行機構功能測試：手動觸發電磁閥組，觀察氣缸行程是否達到設計位移，記錄響應時間參數二、壓力調控系統校準

1. 基礎壓力設定：通過減壓閥將主管路壓力調整至工藝下限值，保持30分鐘觀察壓力波動幅度不超過±0.5%

2. 動態壓力補償：模擬生產負荷變化，測試比例調節閥的跟蹤性能，確保壓力波動恢復時間小于3秒

3. 封裝頭微壓調節：使用數顯壓力計校準各工位壓力傳感器，偏差超過0.1MPa需重新標定

三、儲罐氮封閥組系統的重要性應用案例系統密封性檢測方案

1. 靜態保壓測試：封閉所有排氣端口后注入0.6MPa氮氣，保壓2小時壓降不超過0.02MPa為合格

2. 動態檢漏程序：在運行狀態下采用超聲波檢漏儀掃描各密封面，重點監測旋轉接頭與快換接口部位

3. 應急處理措施：發現泄漏立即啟動分級關斷程序，優先關閉上游氣源再處理故障點