一、石油化工儲罐氮封系統(tǒng)設(shè)計方案氮封裝置特性及作用

1、氮氣密封系統(tǒng)的儲罐。此種物料一般具有以下特性之一：

1）、石油化工行業(yè)易揮發(fā)。如汽油、甲醇等飽和蒸汽壓高的物料，在常溫下容易揮發(fā)造成物料大量損失；

2）、工藝過程中應(yīng)控制或避免與空氣接觸的物料。儲罐氮封控制原理氮封裝置，主要被安置在儲罐的頂部，其核心作用是維持儲罐內(nèi)的微正壓狀態(tài)。這一設(shè)計能有效隔離儲罐中的物料與外部環(huán)境的接觸，從而減少物料的揮發(fā)和不必要的浪費(fèi)，同時確保儲罐的安全運(yùn)行。具體來說，當(dāng)儲罐內(nèi)的氣相空間壓力維持在0.2至0.5千帕的范圍內(nèi)時，氮封閥將保持關(guān)閉狀態(tài)，停止氮氣的輸入。而一旦氣相空間壓力降至0.2千帕以下或升至0.5千帕以上，氮封閥便會相應(yīng)開啟，進(jìn)行氮氣的補(bǔ)充或釋放，以確保儲罐在持續(xù)運(yùn)作的過程中不會吸入空氣，進(jìn)而防止爆炸性氣體的產(chǎn)生。

在選用氮氣時，其純度應(yīng)不低于99.96%，且氮氣壓力控制在0.5至0.6兆帕的范圍內(nèi)為宜。

022. 儲罐氮封設(shè)置規(guī)范

在設(shè)置儲罐氮封時，需要參考以下規(guī)定來確定是否配備氮封設(shè)施及氮封閥。無需外加能源，利用被調(diào)介質(zhì)自身能量為動力源。自動控制閥門介質(zhì)流量，使閥后壓力保持恒定的壓力穩(wěn)定裝置。現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于連續(xù)送氣的天然氣采輸，城市煤氣以及冶金、石油、化工等工業(yè)生產(chǎn)部門。閥特點：控制精度高，可比一般ZZY型直接操作型調(diào)壓閥高一倍左右。調(diào)節(jié)壓差比大（如閥前0.8MPa、閥后0.001MPa）特別適合微壓氣體控制。自力式氮封閥壓力設(shè)定在指揮器上實現(xiàn)，因而方便、快捷、省力省時可在運(yùn)行狀態(tài)下連續(xù)設(shè)定。

2、氮封裝置的主要作用：

1）. 防止氧化：通過向儲罐內(nèi)注入氮氣，可以排擠罐內(nèi)的空氣，減少物料與氧氣的接觸，從而降低物料被氧化的風(fēng)險。

2）. 抑制揮發(fā)：氮封可以減少儲罐內(nèi)物料的揮發(fā)，對于易揮發(fā)的化學(xué)物質(zhì)尤其重要。

3）. 維持壓力平衡：在物料的裝入或抽出過程中，氮封裝置可以調(diào)節(jié)儲罐內(nèi)部的壓力，保持壓力平衡，防止因壓力變化導(dǎo)致的儲罐結(jié)構(gòu)損壞。

4）. 減少VOCs排放：氮封可以減少揮發(fā)性有機(jī)化合物（VOCs）的排放，有助于環(huán)境保護(hù)和滿足工業(yè)排放標(biāo)準(zhǔn)。

5）. 防止污染：氮氣是一種惰性氣體，可以防止儲罐內(nèi)的物料受到外界污染，確保物料的純度和質(zhì)量。

6）. 提高安全性：通過控制儲罐內(nèi)的氮氣壓力，可以避免由于壓力過高或過低導(dǎo)致的安全事故。

7）. 保護(hù)儲罐結(jié)構(gòu)：氮封裝置有助于防止儲罐因內(nèi)部壓力波動而產(chǎn)生的變形或損壞。

8）. 適用于多種儲罐：氮封裝置適用于各種類型的儲罐，包括化工原料儲罐、食品級儲罐、超純水儲罐等。

GB50160-2008石化企業(yè)防火標(biāo)準(zhǔn)[1]、 SH/T3007-2014儲運(yùn)罐區(qū)設(shè)計規(guī)范[2]的要求，對甲 B 、乙A 類的可燃液體儲罐，應(yīng)設(shè)置氮氣密封保護(hù) 系統(tǒng)，通過調(diào)節(jié)氮氣量使之填充頂部空間，節(jié)能降耗的同時，隔離油品與外界接觸以起到保護(hù)作用。

二、石油化工儲罐氮封系統(tǒng)設(shè)計方案氮封系統(tǒng)適用工況?

氮氣密封系統(tǒng)的應(yīng)用主要取決于罐的類型和存儲介質(zhì)的性質(zhì)。常適用于以下幾種工況：
（1）采用內(nèi)浮頂罐或固定頂罐儲存沸點在 45℃下，或37.8℃時的飽和蒸氣壓>88KPa的甲B 類 液體時，應(yīng)設(shè)置氮氣密封保護(hù)系統(tǒng)；

（2）采用內(nèi)浮頂儲罐常壓儲存沸點≥45℃、 或37.8℃時飽和蒸氣壓≤88KPa的甲B 、乙A 類液體 時，可設(shè)置氮氣密封保護(hù)系統(tǒng)；另，當(dāng)有特殊要 求而選擇固定頂、低壓儲罐或容量≤100m3的臥式 儲罐時，應(yīng)設(shè)置氮氣密封保護(hù)系統(tǒng)；

（3）當(dāng)常壓存儲I、II級毒性的甲B 、乙A 類液 體時，應(yīng)設(shè)置氮氣密封保護(hù)系統(tǒng)；

（4）儲存介質(zhì)與空氣接觸，易發(fā)生氧化、聚合等反應(yīng)，常壓儲存時，應(yīng)設(shè)置氮封保護(hù)系統(tǒng)；

（5）儲存介質(zhì)具有水溶性，并對其含水量有 嚴(yán)格要求，常壓儲存時，應(yīng)設(shè)置氮封保護(hù)系統(tǒng)。

三、石油化工儲罐氮封系統(tǒng)設(shè)計方案氮封系統(tǒng)設(shè)計方案

1、壓力控制設(shè)計方案?

此方案：氮氣密封系統(tǒng)的設(shè)置，氮封系統(tǒng)通過控制儲罐內(nèi)部的壓力，保持在一個安全和穩(wěn)定的范圍內(nèi)。這通常涉及到安裝壓力調(diào)節(jié)閥，如自力式氮封閥，它無需外部能源，可以自動控制儲罐內(nèi)部的壓力 。重要場合儲罐頂部通常需設(shè)置阻火呼吸閥和泄壓人孔等安全裝置。值得注意的是，氮氣操作壓力宜為0.5~0.6 MPa ，通常氮氣的純度不應(yīng)低于99.2%。

例如：控制罐內(nèi)氣體壓力維持在300 Pa（G）上下。當(dāng)儲罐內(nèi)氣體壓力上升≥500 Pa（G）時，關(guān)停氮氣控制閥，暫停氮氣的補(bǔ)充；當(dāng)內(nèi)壓力≤200 Pa （G）時，氮氣控制閥將打開以補(bǔ)充氮氣，防止吸進(jìn)空氣形成易。

2. 氧含量控制設(shè)計方案

此方案：氮氣密封系統(tǒng)的設(shè)計， 旨在控制罐內(nèi)氣相空間氧氣濃度不超過5%，從而 阻斷可造成爆炸的助燃條件。

（1）在罐內(nèi)設(shè)置氧氣濃度監(jiān)測器進(jìn)行監(jiān)控， 將高值與氮氣管路控制閥進(jìn)行聯(lián)鎖設(shè)計。當(dāng)罐內(nèi)氧含量達(dá)到高值時，自動報警，然后通過聯(lián)鎖打開氮氣閥，使氮氣充入罐內(nèi)。當(dāng)檢測器指標(biāo)達(dá)到設(shè)定的正常范圍時，立即聯(lián)鎖關(guān)停氮氣閥停止充氮。

（2）在同類介質(zhì)儲罐間設(shè)計一組管道將氣相管道貫通，可減少作業(yè)時氮氣的用量，也可降低油氣排放量。例如聯(lián)通管道的管徑為DN150，流量宜為 150m3/h。

（控制系統(tǒng)：現(xiàn)代氮封系統(tǒng)可能包括與DCS或PLC控制系統(tǒng)的集成，以實現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控和自動化控制。這包括安裝壓力表和設(shè)置高、低壓報警功能、設(shè)置變送器維持儲罐微正壓、超設(shè)定壓力時自動泄壓、以及可能的氧含量監(jiān)測和控制等 。）

四、石油化工儲罐氮封系統(tǒng)設(shè)計方案充氮量計算

一般來說，充氮量Q等于儲罐物料的排出量 Q1 與由溫度變化導(dǎo)致的吸氣量Q2 之和。

例：下面以罐區(qū)中3000m3苯罐所需充氮量的計算為例進(jìn)行說明。根據(jù)化工部“鋼制立式圓筒形內(nèi)浮頂罐系 列"HG21502.2-1992可查表得[5]，3000m3儲罐內(nèi) 徑D=17m，罐壁高度H1 =15.85m，拱頂球冠高度 H2 =1.841m，本次計算按照浮盤沉底考慮，即取設(shè) 計液位h=1.8m來計算儲罐內(nèi)氣體的體積 Vm 。Vm 等于罐體圓柱部分氣相空間體積V1 與罐頂 球冠空間體積V2 之和。其中：

3000m3儲罐內(nèi)氣體體積值Vm=3400m， 當(dāng)儲罐內(nèi)部氣體溫度T（35℃）隨外界氣溫變化一小時內(nèi)降至T′（20℃） 罐內(nèi)操作壓力由 1000Pa（G）降至0Pa（G）時，根據(jù)理想氣體狀態(tài) 方程：

式中：P0 ：標(biāo)準(zhǔn)大氣壓（取0.101325MPa （A））；
P1 ：操作壓力（MPa（A））；
V0 ：標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的氣體體積（Nm3）；
V1 ：操作狀態(tài)下的氣體體積（m3，我們?nèi)∫何粫r的Vm值）； T0 ：標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的氣體溫度（273.15K）；
T1 ：操作狀態(tài)下的氣體溫度（K）。
得：在儲罐內(nèi)液位，標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，35℃ 時，罐內(nèi)氣體體積V0 為3044Nm3；同理可得25℃ 時，罐內(nèi)氣體體積V0 '為3168Nm3。因此，此降溫過 程內(nèi)需要補(bǔ)充的氮氣量Q為124m3/h。

因 此，為避免浪費(fèi)氮氣資源，可在參考SH/T3007 2014表5.1.6中推薦的氣量規(guī)范值的基礎(chǔ)上根據(jù)實際工況進(jìn)行計算。

五、石油化工儲罐氮封系統(tǒng)設(shè)計方案氮封裝置常見故障

通常由截止閥、過濾器、供氮閥、調(diào)節(jié)器、壓力表、呼吸閥等組成。

2.1 ◆ 行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范

在遵循儲罐氮封的設(shè)置規(guī)范時，我們需參照多個行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，如SH/T3007《石油化工儲運(yùn)系統(tǒng)罐區(qū)設(shè)計規(guī)范》和《石油化工儲運(yùn)罐區(qū)VOCs治理項目指導(dǎo)意見》等。這些規(guī)范明確指出了哪些類型的儲罐需要配備氮封設(shè)施，以及在何種情況下應(yīng)采取相應(yīng)的氮封措施。

2.2 ◆ 需設(shè)置氮封的儲罐類型

例如，對于特殊儲存需求的甲B、乙A類液體化工品，可以選擇使用固定頂儲罐、低壓儲罐或容量不超過100m3的臥式儲罐，但必須配備氮氣或其他惰性氣體密封保護(hù)系統(tǒng)，以確保儲罐內(nèi)的氣體得到密閉收集和處理。同時，對于儲存Ⅰ、Ⅱ級毒性的甲B、乙A類液體儲罐，其容量不應(yīng)超過10000m3，并同樣需要設(shè)置氮氣或其他惰性氣體密封保護(hù)系統(tǒng)。此外，還規(guī)定了其他一些需要設(shè)置氮氣密封系統(tǒng)的儲罐類型，如甲B、乙A類中間原料儲罐、芳烴類儲罐等。

033. 儲罐氮封工藝流程

在實施儲罐氮封時，需要一套精心設(shè)計的工藝流程。這通常包括在每臺儲罐上安裝先導(dǎo)式氮封閥組和限流孔板旁路。在正常情況下，氮封閥組會維持罐內(nèi)氣相空間的壓力在0.2至0.5kPa的范圍內(nèi)。當(dāng)氣相空間壓力超過0.5kPa時，氮封閥會關(guān)閉，停止氮氣供應(yīng)；而當(dāng)壓力降至0.2kPa以下時，氮封閥會開啟，補(bǔ)充氮氣。此外，當(dāng)?shù)忾y需要檢修或出現(xiàn)故障時，可以通過限流孔板旁路給儲罐內(nèi)補(bǔ)充氮氣。

當(dāng)壓力超過1.5kPa時，通過帶阻火器的呼吸閥進(jìn)行外排（短時間連續(xù)補(bǔ)充氮氣）。這樣的工藝流程設(shè)計旨在確保儲罐內(nèi)的氣體始終處于受控狀態(tài)，從而保障儲存過程的安全與環(huán)保。

3.1 ◆ 異常情況處理

在異常情況下，如氮封閥出現(xiàn)故障無法關(guān)閉，導(dǎo)致罐內(nèi)壓力超過1.5kPa時，會通過帶有阻火器的呼吸閥進(jìn)行外排；而當(dāng)?shù)忾y因故障無法開啟，使得罐內(nèi)壓力降至-0.3kPa時，同樣會通過該呼吸閥向罐內(nèi)補(bǔ)充空氣，以確保罐內(nèi)壓力不低于儲罐的設(shè)計壓力低限（-0.5kPa）。

3.2 ◆ 安全排放與補(bǔ)充

為了保障氮封儲罐在事故狀態(tài)下的安全排放，必須在儲罐上配備緊急泄放閥，并且其定壓值不得超過儲罐的設(shè)計壓力上限，即2.0kPa。

在需要補(bǔ)充氮氣時，應(yīng)通過限流孔板旁路進(jìn)行，且氮氣流量宜與油品出罐流量相當(dāng)。氮氣管道的規(guī)格為DN50mm，操作壓力維持在0.5MPa。若儲罐間通過氣相連通管道相連，則每臺儲罐的氣相出口管道都必須設(shè)置阻火器，以確保安全，防止事故蔓延。選用阻火器時，必須確保其安全性能滿足要求，且阻力降不應(yīng)超過0.3kPa，以保證其有效阻火的同時，不會造成過大的壓力損失。

二、石油化工儲罐氮封系統(tǒng)設(shè)計方案零件資料：
閥體、閥蓋：HT200、ZG230～450 ZG1Cr18Ni9Ti
閥芯、閥座：1Cr18Ni9Ti 司太萊合金堆焊
填料：聚四氟乙烯
推桿、襯套：2Cr13
1、主閥
2、主閥閥芯
3、主閥執(zhí)行機(jī)構(gòu)
4、節(jié)流閥
5、減壓閥
6、指揮器閥芯
7、檢測機(jī)構(gòu)
8、預(yù)設(shè)彈簧
9、指揮器 

三、石油化工儲罐氮封系統(tǒng)設(shè)計方案制造標(biāo)準(zhǔn)：
設(shè)計規(guī)范：GB/T 17213.1
結(jié)構(gòu)長度：GB/T 12221
試驗與檢驗：ASME B16.104
法蘭連接：JB/T79、GB9112～9131、HG20592、SH3406、ANSI B16.5
產(chǎn)品標(biāo)識：GB/T 12220
供貨規(guī)范：JB/T 7928 

四、石油化工儲罐氮封系統(tǒng)設(shè)計方案技術(shù)參數(shù)：

五、石油化工儲罐氮封系統(tǒng)設(shè)計方案主要外形及連接尺寸：

一、石油化工儲罐氮封系統(tǒng)設(shè)計方案前言

儲罐是石化企業(yè)生產(chǎn)活動中的設(shè)施之一，而氮封則是儲罐的一種重要安全防護(hù)措施，特別是用于儲存高危物質(zhì)的儲罐更是必須配備氮封。那么，如何正確地安裝氮封呢？本文從石化行業(yè)規(guī)范的角度出發(fā)，對儲罐氮封的安裝進(jìn)行解讀，希望為石化企業(yè)提供有益的參考。

二、石油化工儲罐氮封系統(tǒng)設(shè)計方案安裝前準(zhǔn)備工作

在安裝氮封前，必須對儲罐進(jìn)行必要的準(zhǔn)備工作，主要包括以下幾個方面：

1. 檢查儲罐結(jié)構(gòu)、強(qiáng)度等是否符合要求；

2. 清洗儲罐，并清除其中的雜物和雜質(zhì)；

3. 安裝氮氣充填管和排氣管；

4. 選用合適的泄壓閥并進(jìn)行安裝；

三、石油化工儲罐氮封系統(tǒng)設(shè)計方案氮氣充填和排除

氮氣是儲罐氮封的關(guān)鍵，因此氮氣的充填和排除需要非常謹(jǐn)慎。具體方法如下：

1. 進(jìn)行氣密性檢測，并在儲罐內(nèi)充入足夠的氮氣；

2. 將儲罐與氮氣源相連，通過調(diào)整氮氣總流量和儲罐內(nèi)氮氣壓力，使儲罐內(nèi)氧氣含量達(dá)到規(guī)定值；

3. 在儲罐內(nèi)向外排放可能殘留的空氣和雜氣，并在排氣管處給予適當(dāng)?shù)呐艢馑俾氏拗啤?/p>

四、石油化工儲罐氮封系統(tǒng)設(shè)計方案氮氣流量控制

在氮封安裝過程中，精確的氮氣流量控制非常重要，主要是為了控制儲罐內(nèi)氧氣含量。常用的氧氣含量控制方式有以下兩種：

1. 通過氣流計來控制氮氣的流量；

2. 在儲罐內(nèi)安裝氧氣檢測器，并控制氮氣的流量以保證氧氣含量遵守石化行業(yè)規(guī)范。

五、石油化工儲罐氮封系統(tǒng)設(shè)計方案泄壓閥選用和安裝

泄壓閥是氮封裝置的重要組成部分，其選用和安裝必須遵守石化行業(yè)的相關(guān)規(guī)范。主要包括以下幾個方面：

1. 選擇合適的泄壓閥，包括檢查材質(zhì)、接口方式、排放能力等參數(shù)；

2. 在儲罐的上部安裝泄壓閥，并與氮氣流量控制器相連；

3. 泄壓閥與氮氣流量控制器必須在性能和尺寸方面配合良好。

   
   

4. 

六、石油化工儲罐氮封系統(tǒng)設(shè)計方案總結(jié)

本文從石化行業(yè)規(guī)范的角度出發(fā)，對儲罐氮封的安裝進(jìn)行了詳細(xì)的解讀。在儲罐氮封安裝前，需要進(jìn)行必要的準(zhǔn)備工作，包括檢查儲罐結(jié)構(gòu)、清洗儲罐、安裝氮氣管路和泄壓閥等。在氮氣流量控制方面，需要采用可靠的控制方法。此外，泄壓閥的選用和安裝也是非常重要的環(huán)節(jié)。只有按照規(guī)范進(jìn)行氮封安裝，才能確保儲罐的安全可靠。