內浮頂儲罐氮封裝置改進方案

【資料簡介】

內浮頂儲罐氮封裝置改進方案氮封裝置是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；泄氮裝置由反饋的壓開型微壓調節閥組成。氮氣壓力一般設為100mmH2O，通過氮封裝置精確控制。本實用新型屬于石油化工油品儲運領域，主要涉及需要抑制與外界空氣接觸的油品儲存過程中的氮氣密封系統。
內浮頂儲罐氮封裝置改進方案背景技術
根據石油化工企業職業安全衛生設計規范(SH3047-93)中，對甲醇、苯等儲罐要求設置氮氣密封。氮氣密封技術就是用氮氣補充罐內氣體空間，由于氮氣比油蒸氣輕，所以氮氣浮在油蒸氣上面。當呼氣時，呼出罐外的是氮氣而不是油蒸氣，當罐內壓力降低時，氮氣自動進罐補充氣體空間，減少蒸發損耗，避免油品接觸空氣氧化。國外大部分采用自力式氮封閥作為氮封方案的核心部件。自力式氮封閥中，所謂的自力，就是靠自身壓力來推動閥芯運動。如果自身壓力太小，沒有足夠的力來推動，若要強制實現，則需要在對氮封閥做特殊處理。
目前，由于國內的自力式氮封閥市場小，生產廠家較少并且使用壽命短；而國外的自力式安全閥的成本較高，投資太大，不容易被一般用戶接受。本實用新型的意義在于解決這方面的缺憾。

設在罐頂的取壓點的介質經導壓管引入檢測機構，反饋結構的設計使得介質直接經閥蓋進入檢測機構，在罐頂的罐呼吸閥能起安全作用，一般泄氮閥的壓力設定點略大于供氮閥的壓力設定點，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，氣體密封系統的每個閥門尺寸根據氣體流量表排列，根據提供的穩定氣體壓力計算適應特定需要氣體密封的流量。 
 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。氮封裝置由ZZYP快速泄放閥及ZZV微壓調節閥兩大部分組成。快速泄放閥由壓力控制器及ZMQ-16K型單座切斷閥組成。

       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

       氮封閥中的氮氣可以起到置換裝置介質、平衡系統的壓力等功能，用于保持容器頂部保護氣的壓力恒定，一般的氮氣壓力是常壓，主要作用在于減少揮發，如苯罐，二是放置介質與空氣的反應，如堿罐。進罐壓力一般減壓至1bar。適用于各類大型儲罐的氣封保護系統，運行可靠，并廣泛適用于石油、化工等行業。 
       當儲罐進液閥開啟，向罐內添加物料時，液面上升，氣相部分容積減小，壓力升高，當罐內壓力升至高于泄氮裝置壓力設定值時，泄氮裝置打開，向外界釋放氮氣。使罐內壓力下降，降至泄氮壓力設定點時，泄氮裝置自動關閉。當儲罐出液閥開啟，用戶放料時，氣相部分容積增大，罐內壓力降低，供氮裝置開啟，向儲罐注入氮氣，使罐內壓力上升，當罐內壓力上升至供氮裝置自動關閉。

					技術參數表				編號	20200305
									編制	YUYX
									審核	WANGXF
									日期	2020/3/5
客戶名稱								位號
產品名稱		指揮器操作型襯氟自力式壓力調節閥						用途	供氮閥
產品型號		ZZYPF-16BII						數量	1
								閥門規格
								公稱通徑DN(mm)		25
								閥座直徑(mm)		12
								管道尺寸(mm)
								公稱壓力(MPa)		1.6
								流量特性		快開
								額定Kv值		2.5
								固有可調比R		30
								額定行程（mm）		5
								泄漏量等級		Ⅵ JB/T11049-2010
								閥蓋形式		標準型
								連接方式		法蘭式
								法蘭標準		HG/T20592-2009
								配法蘭規格及型式		PN16   DN25   RF
								法蘭標準
								執行機構
								類型		襯氟膜片式
								有限面積（cm²)		600
								作用方式		壓閉型（控制閥后型）
								壓力設定值Kpa.G		1
								壓力調節范圍Kpa.G		0.5～1.5
DN	D	D0	n-φd	H	L	A		附件及規格
25	115	85	4--14	570	160	395		取壓接頭：		帶
閥門材質								導壓管：		帶
閥體				WCB+F46				截止閥：
閥芯				304+F46				過濾器：		帶
閥座				F46				冷凝器：
閥桿				304+F46				取壓管：
填料				PTFE				法蘭、緊固件及密封圈：
工藝參數
介質		狀態		氮氣		氣體		單位	MAX	NOR	MIN
介質密度		kg/Nm3		1.25			閥前壓力	MPa(G)	0.6	0.4
工作溫度		℃		20			閥后壓力	MPa(G)	0.001	0.001
關閉壓差		MPa(G)		0.6			流量	Nm3/h	64	55
							計算Kv		0.53	0.64
							開度	%	10	13	#VALUE!
說明NOTE  用于：有機溶劑、微量、HCL、次氯酸儲罐氮氣保護

內浮頂儲罐氮封裝置改進方案發明內容
本實用新型的目的在于，克服現有的氮封裝置存在的缺陷，而提供一種用于儲罐的氮封裝置，所要解決的技術問題是使氮封裝置的使用壽命長，降低成本，容易被一般用戶接受，從而更加適于實用。
本實用新型的目的及解決其技術問題是采用以下技術方案來實現的。依據本實用新型提出的一種用于儲罐的氮封裝置，其特征在于包括：
本實用新型的目的及解決其技術問題還可采用以下技術措施進一步實現。前述的用于儲罐的氮封裝置，其中所述智能控制器(6)的壓強不高于儲罐(1)的壓強上限2.0Kpa，不低于儲罐(1)的壓強低限-0.5Kpa。前述的用于儲罐的氮封裝置，其中所述阻火器(10)的阻力降不大于0.3KPa。
產品特點：
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、為確保儲罐的安全,需在罐頂設置呼吸閥，呼吸閥起安全作用,避免了常規氮封裝置中啟閉頻繁易損壞的缺陷.

借由上述技術方案，本實用新型至少具有下列優點：
采用發明可以保證安全生產。由于采用了氮氣密封技術，儲罐內氣體空間是易燃液體氣相蒸氣和氮氣的混合氣體，降低了的濃度，處于氣體爆炸極限范圍外，罐內不具備發生燃燒爆炸條件并且防止物料揮發、被氧化，確保物料質量安全；可降低大、小呼吸損耗，提高經濟效益。由于氮氣普遍比易燃液體蒸氣輕，浮在蒸氣的上面，因此向罐外呼氣時主要是呼出氮氣，吸氣時，氮氣會自動快速補入罐內，提高罐內壓力，有效抑制易燃液體蒸發，從而大大降低大、小呼吸損耗，提高經濟效益；同時采用PLC或DSC自動控制，無需操作人員，運行穩定可靠，維護保養方便；使用核心部件為普通氣動調節閥，安裝及后期維護成本低、壽命長。

上述說明僅是本實用新型技術方案的概述，為了能夠更清楚了解本實用新型的技術手段，而可依照說明書的內容予以實施，并且為了讓本實用新型的上述和其他目的、特征和優點能夠更明顯易懂，以下特舉較佳實施例，并配合附圖，詳細說明如下。
內浮頂儲罐氮封裝置改進方案附圖說明圖1是本實用新型內浮頂儲罐的流程示意圖。

【主要元件符號說明】
1：儲罐                        2：限流孔板旁路
3：過濾器                      4：普通氣動調節閥
5：閥門定位器                  6：智能控制器
7：智能壓力變送器              8：內浮頂頂部
9：呼吸閥                      10：阻火器
11：緊急泄壓人孔               A：氮氣入口
內浮頂儲罐氮封裝置改進方案具體實施方式
為更進一步闡述本實用新型為達成預定發明目的所采取的技術手段及功效，以下結合附圖及較佳實施例，對依據本實用新型提出的一種用于儲罐的氮封裝置其具體實施方式、結構、特征、使用方法及其功效，詳細說明如后。

為了實現本實用新型的目的，本實用新型提出以下設計方法，以內浮頂儲罐改造為例：
(一)封堵儲罐1罐壁(頂)的通氣口。
(二)核算罐頂呼吸閥9是否滿足設置氮封后的需求。
(三)量油孔應加導向管，確保量油作業時不影響氮封壓力。
(四)儲罐1罐頂增加緊急泄壓人孔11接口。
(五)氮氣線上增加過濾器3。
(六)儲罐1罐頂設置智能壓力變送器7，將罐頂壓力指示連鎖到普通氣動調節閥4上，用普通氣動調節閥4控制氮氣的進氣量。
下面結合附圖對本實用新型進一步描述。是本實用新型內浮頂儲罐的流程示意圖。如圖1所示，在此僅以內浮頂儲罐為例，而拱頂儲罐同此類似。

(一)每臺儲罐1上設置普通壓力控制閥組和限流孔板旁路2，維持罐內氣相空間壓力在1.1KPa左右，當氣相空間壓力高于1.1KPa時，氮氣供氣管線普通氣動調節閥4關閉，停止氮氣供應；當氣相空間壓力低于1.1KPa時，氮氣供氣管線普通氣動調節閥4開啟，開始補充氮氣，保證儲罐1在正常運行過程中不吸進空氣，使儲罐內介質揮發部分與外界隔絕；當普通氣動調節閥4需要檢修或故障時，使用限流孔板旁路2給儲罐1內補充氮氣，壓力高于1.5KPa時，通過帶阻火器10的呼吸閥9外排(短時間連續補充氮氣)。
(二)當普通氣動調節閥4事故失靈不能及時關閉，造成儲罐1罐內壓力超過1.5Kpa時，通過帶阻火器10的呼吸閥9外排；當普通氣動調節閥4事故失靈不能及時開啟時，造成儲罐1罐內壓力降低至-0.2pa時，通過帶阻火器10的呼吸閥9向罐內補充空氣，確保儲罐1罐內壓力不低于儲罐的設計壓力低限(-0.5Kpa)。
(三)為確保設置氮封儲罐事故工況下的安全排放，應在儲罐1上設置緊急泄放人孔11，所述緊急泄放人孔11定壓不應高于儲罐1的設計壓力上限(2.0Kpa)，不應低于儲罐1的設計壓力低限(-0.5Kpa)。
(四)當需要使用限流孔板旁路2補充氮氣時，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。
(五)若在相同油品儲罐之間設置有氣相聯通管道，每臺儲罐出口均應設置阻火器10，以防止事故擴大。
(六)阻火器10應選用安全性能滿足要求的產品，且阻力降不應大于0.3KPa。緊急泄放人孔11說明：一般供氮氣壓力在3×105～10×105Pa之間罐頂呼吸閥9僅起安全作用，是在普通氣動調節閥4失靈，導致儲罐1罐內壓力過高或過低時，起到安全作用，在正常情況下不工作；緊急泄放人孔11安裝在罐頂，口徑一般與進液閥口徑一致，一般緊急泄放人孔11的壓力設定點略大于普通氣動調節閥4的壓力設定點，以免供、泄氮裝置頻繁工作，浪費氮氣、影響設備的使用壽命。

特別地，本實用新型不限于內浮頂儲罐，本實用新型也適用于拱頂儲罐。防止儲罐揮發性有毒或可燃氣體泄放到罐外危害安全,以一定的微壓氮氣在罐內保持一定的壓力，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，應用自力式閥可能會需要多級降壓才能達到這么小的壓力和精度。