低壓儲(chǔ)罐氮封閥裝置壓力設(shè)定的核心原則

低壓儲(chǔ)罐氮封閥裝置壓力設(shè)定的核心原則

氮封系統(tǒng)的壓力設(shè)定值是確保儲(chǔ)罐安全運(yùn)行、介質(zhì)穩(wěn)定儲(chǔ)存的核心參數(shù)，需平衡 “防止空氣進(jìn)入"、“避免介質(zhì)過(guò)量揮發(fā)"、“系統(tǒng)能耗" 三大目標(biāo)。其設(shè)定需結(jié)合儲(chǔ)罐類(lèi)型、介質(zhì)特性、操作工況及相關(guān)規(guī)范，具體確定方法如下：自力式氮封閥(即氮封裝置)主要用于儲(chǔ)罐頂部氮?dú)鈮毫愣刂?，自力式氮封閥是一種無(wú)須外來(lái)能源，以彈簧為動(dòng)力核心利用被調(diào)介質(zhì)自身的壓力來(lái)控制閥芯位置變化，達(dá)到自動(dòng)調(diào)節(jié)和穩(wěn)定壓力的目的，以保護(hù)罐內(nèi)物料不被氮化及儲(chǔ)罐的安全。該閥由ZZYVP快速泄放閥及ZZV自力式微壓調(diào)節(jié)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。



低壓儲(chǔ)罐氮封閥裝置壓力設(shè)定的核心原則工作原理

       儲(chǔ)罐內(nèi)壓力升高至設(shè)定壓力時(shí)，快速泄放閥迅速開(kāi)啟，將罐內(nèi)多余壓力泄放。微壓調(diào)節(jié)閥在儲(chǔ)罐內(nèi)壓力降低時(shí)，開(kāi)啟閥門(mén)，向罐內(nèi)充注氮?dú)狻Ｒ蛭赫{(diào)節(jié)閥必須使用在壓力為0.1Mpa壓力以下，現(xiàn)場(chǎng)壓力較高，必須安裝ZZYP型壓力調(diào)節(jié)閥將壓力調(diào)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(shè)定，從0.5Kpa 至66 Kpa以下，介質(zhì)溫度溫度≤80℃。



低壓儲(chǔ)罐氮封閥裝置壓力設(shè)定的核心原則性能特點(diǎn)

1、無(wú)需外加能源，能在無(wú)電、無(wú)氣的場(chǎng)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(shè)定方便，可在連續(xù)經(jīng)營(yíng)的條件下進(jìn)行。

3、壓力檢測(cè)膜片有效面積大，設(shè)定彈簧剛度小、動(dòng)作靈敏、裝置工作平衡。

4、采用無(wú)填料設(shè)計(jì)，閥桿所受磨擦力小、反應(yīng)迅速、控制精度高。

5、供氮裝置采用指揮器操作，減壓比可達(dá)100:1，減壓效果好、控制精度高。

6、氮?dú)鈮毫υO(shè)定范圍廣，低至0.5Kpa高至1000Kpa，比值達(dá)高；

7、調(diào)節(jié)調(diào)壓力檢測(cè)膜片有效面積大，設(shè)定彈簧剛度小，動(dòng)作極靈敏。



一、低壓儲(chǔ)罐氮封閥裝置壓力設(shè)定的核心原則壓力設(shè)定的核心原則：

氮封系統(tǒng)的壓力設(shè)定以“微正壓"為基礎(chǔ)（通常表壓范圍200Pa -500Pa，特殊工況可放寬至 100 Pa -1000Pa），需滿足：

· 下限要求：壓力≥介質(zhì)的飽和蒸氣壓（或呼吸閥正壓設(shè)定值），防止空氣 / 濕氣進(jìn)入罐內(nèi)，避免介質(zhì)氧化、污染或形成爆炸性混合物。

· 上限要求：壓力≤儲(chǔ)罐的設(shè)計(jì)允許正壓（通常常壓儲(chǔ)罐≤1.5kPa），防止儲(chǔ)罐超壓變形，同時(shí)減少氮?dú)庀暮徒橘|(zhì)揮發(fā)損失。 

在儲(chǔ)罐上設(shè)置氮封系統(tǒng)裝置，用于維持罐內(nèi)氣相空間壓力。假設(shè)：供氮閥壓力是 1.2KPa（可根據(jù)實(shí)際工 況需求選擇壓力設(shè)定點(diǎn)），當(dāng)氣相空間壓力高于 1.4KPa 時(shí)，供氮閥關(guān)閉，停止氮?dú)夤?yīng)；當(dāng)氣相空間壓 力低于 0.8KPa 時(shí)，氮封閥開(kāi)啟，開(kāi)始補(bǔ)充氮?dú)?。假設(shè)：泄氮閥壓力設(shè)定點(diǎn)是 3KPa（可根據(jù)實(shí)際工況需求 選擇壓力設(shè)定點(diǎn)）,當(dāng)氣相空間壓力高于 3KPa 時(shí)，泄氮閥開(kāi)啟，泄放罐內(nèi)壓力至 3KPa 以內(nèi)。氮封系統(tǒng)裝 置主要起保證儲(chǔ)罐在正常運(yùn)行過(guò)程中不吸進(jìn)空氣，防止形成爆炸性氣體作用。 儲(chǔ)罐氮封系統(tǒng)裝置使用的氮?dú)饧兌炔灰说陀?99.96%，可根據(jù)實(shí)際現(xiàn)場(chǎng)工況及用途選擇合適氮封系統(tǒng)裝置。

供氮閥：

指揮器操作自力式壓力調(diào)節(jié)閥，是一種無(wú)須外來(lái)能源，利用被調(diào)介質(zhì)自身的壓力變化達(dá)到自動(dòng)調(diào)節(jié) 和穩(wěn)定閥后壓力為設(shè)定值的節(jié)能型壓力調(diào)節(jié)閥。
該閥壓力設(shè)定在指揮器上實(shí)現(xiàn)，方便、快捷，壓力設(shè)定值在運(yùn)行中也可隨意調(diào)整；控制精度高，可比一般 ZZY 型直接操作自力式壓力調(diào)節(jié)閥高一倍，適合于控制精度要求高的場(chǎng)合。

泄氮閥：

◇ 一般供氮?dú)鈮毫υ?3×10^5-10×10^5Pa 之間
◇ 罐頂呼吸閥僅起安全作用，是在主閥失靈，導(dǎo)致罐內(nèi)壓力過(guò)高或過(guò)低時(shí)，起到安全作用，在正常情 況下不工作
◇ 泄氮閥安裝在罐頂，口徑一般與進(jìn)液閥口徑一致
◇ 一般泄氮閥的壓力設(shè)定點(diǎn)略大于供氮閥的壓力設(shè)定點(diǎn)，以免供、泄氮裝置頻繁工作，浪費(fèi)氮?dú)狻⒂?nbsp;響設(shè)備的使用壽命。
◇ 該裝置廣泛應(yīng)用于化工、石油、冶金、電力、輕紡等工業(yè)部門(mén)中用作生產(chǎn)過(guò)程的自動(dòng)調(diào)節(jié)。

二、低壓儲(chǔ)罐氮封閥裝置壓力設(shè)定的核心原則關(guān)鍵影響因素與設(shè)定依據(jù)：






1. 介質(zhì)特性

· 揮發(fā)性與毒性：

高揮發(fā)性介質(zhì)（如汽油、甲醇）：需較低的正壓（200-300Pa），避免壓力過(guò)高導(dǎo)致介質(zhì)通過(guò)呼吸閥 / 緊急泄放閥泄漏，增加損耗和安全風(fēng)險(xiǎn)。

低揮發(fā)性或毒性介質(zhì)（如原油、）：可適當(dāng)提高壓力（300-500Pa），強(qiáng)化密封效果，防止空氣進(jìn)入引發(fā)變質(zhì)。

·  飽和蒸氣壓：

氮封壓力需 ≥介質(zhì)在操作溫度下的飽和蒸氣壓（至少高 50-100Pa），否則空氣會(huì)因罐內(nèi)壓力低于蒸氣壓而滲入（尤其低溫時(shí)）。

示例：若某介質(zhì) 20℃時(shí)飽和蒸氣壓為 150Pa，氮封設(shè)定壓力需≥200Pa（150+50）。

2. 儲(chǔ)罐結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì)參數(shù)

· 儲(chǔ)罐設(shè)計(jì)壓力：常壓儲(chǔ)罐的最大允許正壓通常為 1.5kPa（GB 50341《立式圓筒形鋼制焊接油罐設(shè)計(jì)規(guī)范》），氮封壓力需遠(yuǎn)低于此值（一般不超過(guò) 50%），預(yù)留安全余量。

· 呼吸閥/緊急泄放閥設(shè)定值：氮封壓力需: 低于呼吸閥正壓設(shè)定值（通常低 100-200Pa），避免正常操作時(shí)呼吸閥開(kāi)啟導(dǎo)致氮?dú)饫速M(fèi)或介質(zhì)泄漏。

示例：若呼吸閥正壓設(shè)定為 600Pa，氮封壓力宜設(shè)為 400 Pa -500Pa。

3. 操作工況

· 進(jìn)出料頻率與速率：

頻繁出料或大流量出料時(shí)，罐內(nèi)壓力波動(dòng)大，需設(shè)定稍高壓力（如 400-500Pa），減少壓力驟降導(dǎo)致的空氣吸入。

長(zhǎng)期靜置的儲(chǔ)罐，可設(shè)較低壓力（200-300Pa），降低氮?dú)庀摹?/p>

· 環(huán)境溫度變化：晝夜溫差大的地區(qū)，需考慮溫度升高導(dǎo)致的罐內(nèi)壓力上升（氣體膨脹），設(shè)定值需預(yù)留膨脹空間，避免超壓泄放。

經(jīng)驗(yàn)值：溫差每 10℃，罐內(nèi)壓力約上升 30-50Pa，設(shè)定時(shí)需扣除該部分潛在升壓。

4. 安全與環(huán)保要求

· 防爆需求：對(duì)于易燃易爆介質(zhì)（如溶劑油），氮封壓力需確保罐內(nèi)氧含量≤8%（體積分?jǐn)?shù)），通過(guò)壓力抑制空氣滲入，此時(shí)壓力需根據(jù)介質(zhì)爆炸極限計(jì)算（通常需更高壓力，如 400-600Pa）。

· 環(huán)保合規(guī)：揮發(fā)性有機(jī)物（VOCs）排放控制嚴(yán)格的場(chǎng)景，需提高氮封壓力（如 300-500Pa），減少介質(zhì)通過(guò)密封面的無(wú)組織排放。






三、低壓儲(chǔ)罐氮封閥裝置壓力設(shè)定的核心原則壓力設(shè)定值的具體確定步驟：

1. 收集基礎(chǔ)參數(shù)：

介質(zhì)飽和蒸氣壓（操作溫度下，可查手冊(cè)或?qū)嶒?yàn)測(cè)定）；

儲(chǔ)罐設(shè)計(jì)最大允許正壓（查設(shè)計(jì)文件）；

呼吸閥 / 緊急泄放閥的正壓設(shè)定值（通常由儲(chǔ)罐安全泄放計(jì)算確定）；

介質(zhì)爆炸極限、毒性等級(jí)及環(huán)保排放標(biāo)準(zhǔn)。

2. 計(jì)算理論范圍：

下限值：Pmin=介質(zhì)飽和蒸氣壓+(50～100)Pa（確保優(yōu)于介質(zhì)自身密封能力）；

上限值：Pmax=min[呼吸閥正壓設(shè)定值?(100～200Pa), 0.5×儲(chǔ)罐設(shè)計(jì)正壓]。

3. 結(jié)合工況修正：

若進(jìn)出料頻繁，取下限值與上限值的中高值（如上限值的 80%）；

若環(huán)境溫差大，取中低值（如下限值的 1.2 倍）；

若介質(zhì)易燃易爆，優(yōu)先滿足氧含量控制，可適當(dāng)接近上限值。

4. 驗(yàn)證與調(diào)整：

試運(yùn)行時(shí)監(jiān)測(cè)壓力波動(dòng)（正常操作應(yīng)穩(wěn)定在設(shè)定值 ±50Pa 內(nèi)）；

若頻繁觸發(fā)呼吸閥泄放，需降低設(shè)定值；若氧含量超標(biāo)，需提高設(shè)定值。

四、低壓儲(chǔ)罐氮封閥裝置壓力設(shè)定的核心原則典型介質(zhì)的壓力設(shè)定參考：






序號(hào)	品  名	型 號(hào) 及 規(guī) 格	單位	數(shù)量
1	氮封閥	氮封閥ZZYVP-II DN15 PN10 進(jìn)口壓力 0.3-0.8 MPA,出口壓力   1KPA 對(duì)角螺絲孔中心距65MM 4個(gè)螺絲孔，螺絲孔大小14MM	臺(tái)	1
2	泄氮閥	泄氮閥ZXD-10P D15 PN10 起跳壓力2KPA 對(duì)角螺絲孔中心距65MM 4個(gè)螺絲孔，螺絲孔大小14MM	臺(tái)	1
3	阻火呼吸閥	防爆阻火呼吸閥ZFQ-10P DN50  PN10 級(jí):正壓3 KPa; 負(fù)壓-298PA 對(duì)角螺絲孔中心距125MM 4個(gè)螺絲孔，螺絲孔大小18MM	臺(tái)	1













低壓儲(chǔ)罐氮封閥裝置壓力設(shè)定的核心原則主要技術(shù)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(diào)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(diào)介質(zhì)溫度	80、200 ℃
流量特性	快開(kāi)型
調(diào)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(jí)
閥蓋形式	標(biāo)準(zhǔn)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




低壓儲(chǔ)罐氮封閥裝置壓力設(shè)定的核心原則主要外形尺寸






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




五、低壓儲(chǔ)罐氮封閥裝置壓力設(shè)定的核心原則規(guī)范依據(jù):

國(guó)內(nèi)：《石油化工儲(chǔ)運(yùn)系統(tǒng)罐區(qū)設(shè)計(jì)規(guī)范》（SH/T 3007-2014）規(guī)定，氮封系統(tǒng)的設(shè)定壓力應(yīng)高于介質(zhì)操作溫度下的飽和蒸氣壓，且低于呼吸閥正壓設(shè)定值，通常取 200-500Pa。

國(guó)際：API 2000《常壓和低壓儲(chǔ)罐的通氣》建議，氮封壓力需確保罐內(nèi)氣體空間氧含量≤5%（針對(duì)易燃介質(zhì)），并與呼吸閥設(shè)定值協(xié)調(diào)。

通過(guò)以上方法，可確定既能保障儲(chǔ)罐安全、介質(zhì)穩(wěn)定，又能控制能耗的氮封壓力設(shè)定值，實(shí)際應(yīng)用中需結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試優(yōu)化。





低壓儲(chǔ)罐氮封閥裝置壓力設(shè)定的核心原則安裝、維護(hù)與調(diào)試


1、安裝

（1） 檢查整機(jī)零件是否缺損與松動(dòng)，對(duì)使用有害人體健康的介質(zhì)，必須進(jìn)行強(qiáng)度、密封、泄漏 與精度測(cè)試。

（2） 在安裝前，對(duì)管道進(jìn)行清洗（否則由于焊渣等管道垃圾，損壞閥芯密封面，導(dǎo)致閥門(mén)不能 正常工作），閥門(mén)入口處要有足夠的直管段，并配有過(guò)濾器。閥體與管道的法蘭連接，要 注意同軸度。

（3） 安裝場(chǎng)地應(yīng)考慮到人員與設(shè)備的安全，即便于操作，又有利于拆裝與維修。 （4） 閥門(mén)應(yīng)正立垂直安裝在水平管道上，導(dǎo)壓管必須安裝在距離閥出口至少六倍于公稱通徑的 閥后管道上。閥自重較大與有振動(dòng)的場(chǎng)合，要用支撐架，盡量避免水平安裝。

（5） 介質(zhì)流動(dòng)方向應(yīng)與閥體上的箭頭指向一致。因微壓閥屬于精密儀表，其中指揮器膜片直接 承受介質(zhì)壓力，若閥門(mén)反裝或管道有反沖壓力，則指揮器膜片由于受壓過(guò)高導(dǎo)致膜片損壞， 閥門(mén)不能工作。閥門(mén)應(yīng)在環(huán)境溫度-25～+55℃場(chǎng)所使用。

（6） 為使自控系統(tǒng)失靈或檢修閥門(mén)時(shí)，仍能連續(xù)生產(chǎn)，應(yīng)設(shè)置旁路閥。

注意：根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)安裝經(jīng)驗(yàn)，氮封閥在安裝時(shí)，應(yīng)先與管道過(guò)濾器連接。這樣可以有效的避免管道吹掃遺 留下的固體顆粒卡壞閥門(mén)內(nèi)部件，而影響正常使用。見(jiàn)下圖

過(guò)濾器直接連接于供氮閥

（7） 罐頂安裝時(shí)，若不具備安裝支撐氮封系統(tǒng)裝置重量條件的情況下，可不設(shè)計(jì)或少設(shè)計(jì)安裝 截止閥等輔助型開(kāi)關(guān)閥門(mén)。以減輕罐頂安裝重量。（若安裝條件允許或必須設(shè)有應(yīng)急措施 的工況，請(qǐng)務(wù)必按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)管路設(shè)計(jì)安裝施工）氮封系統(tǒng)裝置罐頂安裝示意圖，見(jiàn)下圖

罐頂安裝方式示意圖

（8） 地面安裝，在不考慮承重的地面安裝方式中，可將管路設(shè)計(jì)的更標(biāo)準(zhǔn)化。旁通可在氮封系統(tǒng) 裝置故障時(shí)，人工應(yīng)急操作使用。關(guān)閉帶指揮器自力式調(diào)節(jié)閥前后截止閥可方便返廠維修及 更換。地面安裝方式示意圖，見(jiàn)以下

（9） 內(nèi)襯式氮封系統(tǒng)裝置安裝，內(nèi)襯氮封閥屬微壓式壓力調(diào)節(jié)閥，閥前壓力一般控制在 30KPa 左 右，所以主管道應(yīng)設(shè)計(jì)一級(jí)減壓閥（帶指揮器自力式調(diào)節(jié)閥），一級(jí)減壓閥不屬于微壓調(diào)節(jié) 閥，控制壓力一般遠(yuǎn)大于罐內(nèi)壓力，不存在罐內(nèi)壓力倒流現(xiàn)象，故無(wú)需閥腔襯氟。以一主多 分的管道布局形式連接各處內(nèi)襯式氮封系統(tǒng)裝置。內(nèi)襯式氮封系統(tǒng)裝置安裝方式示意圖，見(jiàn)以下



2、 低壓儲(chǔ)罐氮封閥裝置壓力設(shè)定的核心原則維護(hù)：

（1） 清洗閥門(mén)：對(duì)清洗一般介質(zhì)，只要用水洗凈就可以。但對(duì)清洗有害健康的介質(zhì)，首先要了 解其性質(zhì)，在選用相應(yīng)的清洗辦法。

（2） 閥門(mén)的拆卸：將外露表面生銹的零件先除銹，但在除銹前，要保護(hù)好閥座、閥芯、閥桿與 推桿等精密零件的加工表面。拆裝閥座時(shí)應(yīng)使用專用工具。

（3） 閥芯、閥座：二密封面有較小的銹斑與磨損，可用機(jī)械加工的方法進(jìn)行修理，如損壞嚴(yán)重 必須換新。但不管修理或更換后的硬密封面，都必須進(jìn)行研磨。

（4） 閥桿：表面損壞，必須換新。

（5） 壓縮彈簧：如有裂紋等影響強(qiáng)度的缺陷，必須換新。

（6） 易損零件：填料、密封墊片與 O 型圈，每次檢修時(shí)，全部換新。膜片必須檢查是否有預(yù) 示將來(lái)可能發(fā)生裂紋、老化與腐蝕等痕跡，根據(jù)檢驗(yàn)結(jié)果，決定是否更換，但膜片使用期 一般最多 2～3 年。

（7） 閥門(mén)組裝要注意對(duì)中，螺栓要在對(duì)角線上擰緊，滑動(dòng)部分要加潤(rùn)滑油。組裝后應(yīng)按產(chǎn)品出 廠測(cè)試項(xiàng)目與方法調(diào)試，并在這期間，可更準(zhǔn)確地調(diào)整填料壓緊力與閥芯關(guān)閉位置。

3、 低壓儲(chǔ)罐氮封閥裝置壓力設(shè)定的核心原則調(diào)試



所需要壓力值是通過(guò)對(duì)指揮器頂部的調(diào)節(jié)螺母的操作而得到調(diào)整，打開(kāi)頂部的防塵蓋，用扳手 調(diào)整調(diào)節(jié)螺母。順時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)使壓力增大，逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)則壓力減小。安裝在壓力調(diào)節(jié)閥后的壓力 表，可使工作人員借以觀察調(diào)整后的壓力給定值。