化工可燃液體常壓儲罐氮封閥裝置應用案例

  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。快速泄放閥由壓力控制器及ZMQ-16K型單座切斷閥組成。氮封主要用于石油、化工、水處理等行業儲罐的氣相壓力穩定保護，通過氮氣置換技術隔絕氧氣接觸，防止物料氧化或揮發，確保儲罐安全運行。

AQ 3063—2025 《化工企業可燃液體常壓儲罐區安全管理規范》還要求惰性氣體的保護，“6.1.2對于易聚合、純度要求高等有特殊儲存要求的甲B、乙A類可燃液體，選用固定頂儲罐或臥式儲罐時，應采取下列措施之一：

a）設置氮氣或者其他惰性氣體密封保護系統，密閉收集處理罐內排出的氣體；b）設置氮氣或者其他惰性氣體密封保護系統，控制儲存溫度低于液體閃點5℃及以下"。有些物料具有特殊的要求，與空氣接觸會造成純度出現問題或者有聚合的風險，就要用氮氣封閉。為什么要用氮氣，其實對于惰性氣體而言，氮氣是成本的，可以自制，自然要使用氮氣。

AQ 3063—2025 《化工企業可燃液體常壓儲罐區安全管理規范》“6.1.6含油污水儲罐、含硫化氫酸性水儲罐應采用氮封系統"。

GB 51428-2021《煤化工工程設計防火標準》有類似的要求“7.2.7儲存毒性為高度和極度危害的甲B、乙A類液體的內浮頂儲罐，儲存溫度超過120℃的重油固定頂罐應設置氮氣密封保護系統"。

化工可燃液體常壓儲罐氮封閥裝置應用案例為什么如此要求？

標準沒有條文說明，可以看另外一個標準 GB 51428-2021《煤化工工程設計防火標準》“7.2.6 浮頂儲罐和內浮頂儲罐的浮頂選用應符合下列規定：

1 單罐容積大于或等于50000m3的浮頂儲罐應采用鋼制雙盤式浮頂；

2 當單罐容積大于5000m3的內浮頂儲罐儲存甲B、乙A類液體時，應采用鋼質單盤或雙盤式浮頂；

3 當單罐容積小于或等于5000m3的內浮頂儲罐儲存甲B、乙A類液體且采用易熔材料制作的浮盤時，應采取氮氣密封保護等安全措施。"

條文說明：7.2.6 浮盤采用易熔材料制作的內浮頂儲罐在發生火災時浮頂易失效并形成全液面火災，故本條要求采取氮氣密封保護等安全措施。鋼質單盤或雙盤式浮頂由不小于5mm厚的鋼板焊接而成，其耐火性能、密封性能和結構強度均強于組裝式浮頂，本款規定是為了提高單罐容積大于5000m3的內浮頂儲罐的安全性能。

其他的標準也有類似的要求。 GB50160-2008（2018 年版）《石油化工企業設計防火標準》“6.2.2 …….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"；

6.2.2 條文解釋： 對于有特殊要求的甲B、乙A液體物料，如苯乙烯、酯類，加氫原料、丙烯腈等易聚合、易氧化或有毒的液體物料，選用固定頂儲罐或臥式儲罐加氮封儲存也是可行的；

化工可燃液體常壓儲罐氮封閥裝置應用案例工作原理

       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℃。

另外，含油污水儲罐、酸性水儲罐多次發生硫化氫自燃、閃爆事故，應設置氮封保護措施。

對于易聚合、純度要求高等有特殊儲存要求的甲B、乙A類可燃液體，選用固定頂儲罐或臥式儲罐時，應采取下列措施之一：

a)設置氮氣或其他惰性氣體密封保護系統，密閉收集處理罐內排出的氣體；

b) 設置氮氣或其他惰性氣體密封保護系統，控制儲存溫度低于液體閃點5℃及以下。

化工可燃液體常壓儲罐氮封閥裝置應用案例設置氮封的要求有哪些？

儲罐氮封系統設計應滿足SH/T 3007相關要求，設置氮封系統的儲罐氣相空間氧含量應符合GB/T 37241的相關要求。

若因特殊原因未設置氮封系統時，每月至少應檢測1次儲罐內氣相空間可燃氣體濃度，檢測值大于爆炸下限50%時，應及時安排停運，進行處置。

定期檢測儲罐內氣相空間可燃氣體濃度 ，若檢測值大于爆炸下限50 %，說明浮盤密封性較差，儲罐發生火災事故的風險較大，故應及時安排停運檢維修 。此條要求高于現行其他標準。

化工可燃液體常壓儲罐氮封閥裝置應用案例性能特點

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。

化工可燃液體常壓儲罐氮封閥裝置應用案例

主要技術參數

主要外形尺寸

化工可燃液體常壓儲罐氮封閥裝置應用案例安裝、維護與調試

1、化工可燃液體常壓儲罐氮封閥裝置應用案例安裝

（1） 檢查整機零件是否缺損與松動，對使用有害人體健康的介質，必須進行強度、密封、泄漏 與精度測試。

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

（3） 安裝場地應考慮到人員與設備的安全，即便于操作，又有利于拆裝與維修。 （4） 閥門應正立垂直安裝在水平管道上，導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的場合，要用支撐架，盡量避免水平安裝。

（5） 介質流動方向應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 承受介質壓力，若閥門反裝或管道有反沖壓力，則指揮器膜片由于受壓過高導致膜片損壞， 閥門不能工作。閥門應在環境溫度-25～+55℃場所使用。

（6） 為使自控系統失靈或檢修閥門時，仍能連續生產，應設置旁路閥。

注意：根據現場安裝經驗，氮封閥在安裝時，應先與管道過濾器連接。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內部件，而影響正常使用。見下圖

（7） 罐頂安裝時，若不具備安裝支撐氮封系統裝置重量條件的情況下，可不設計或少設計安裝 截止閥等輔助型開關閥門。以減輕罐頂安裝重量。（若安裝條件允許或必須設有應急措施 的工況，請務必按國家標準管路設計安裝施工）氮封系統裝置罐頂安裝示意圖，見下圖

（8） 地面安裝，在不考慮承重的地面安裝方式中，可將管路設計的更標準化。旁通可在氮封系統 裝置故障時，人工應急操作使用。關閉帶指揮器自力式調節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，見以下

（9） 內襯式氮封系統裝置安裝，內襯氮封閥屬微壓式壓力調節閥，閥前壓力一般控制在 30KPa 左 右，所以主管道應設計一級減壓閥（帶指揮器自力式調節閥），一級減壓閥不屬于微壓調節 閥，控制壓力一般遠大于罐內壓力，不存在罐內壓力倒流現象，故無需閥腔襯氟。以一主多 分的管道布局形式連接各處內襯式氮封系統裝置。內襯式氮封系統裝置安裝方式示意圖，見以下

化工可燃液體常壓儲罐氮封閥裝置應用案例在日常儲罐安全管理中，氮封容易存在哪些隱患以及如何安全管理呢？

1.應該設置氮封但沒有設置氮封。精細化工裝置，對于間歇操作且存在甲、乙類物質的易燃易爆危險的工藝系統宜采取氮氣保護措施；當采用易熔材料制作浮盤時，應設置氮氣保護等安全措施；采用固定頂罐或低壓罐時，應采用氮氣或惰性氣體密封，并采取減少日曬升溫的措施。石油化工裝置，儲存溫度超過120℃的重油固定頂罐應設置氮氣保護；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。石油庫場所，儲存Ⅰ、Ⅱ級毒性的甲B、乙A類液體儲罐的單罐容量不應大于5000m3，且應設置氮封保護系統；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，應設置氮氣密封保護系統,并應控制儲存溫度低于液體閃點5℃及以下。液化烴儲罐，例如丁二烯、苯乙烯等。

2.設置了氮封，但沒有設置泄壓措施。石化規GB50160的6.2.19條款要求，對于采用氮氣氣封的甲B、乙類液體的儲罐還應設置事故泄壓設備。

3.設置了氮封，但沒有正常投用。氮封沒有投用的原因可能有企業為了降低成本停止氮氣、檢修后因疏忽未及時恢復、氮封系統故障等，無論什么原因安全設施停用都是違法行為。

4.氮氣管線未設置止回閥。石化規GB50160的7.2.7條款要求，連續使用的公用工程管道上應設止回閥，并在其根部設切斷閥。尤其是壓力儲罐必須設置止回閥，避免氮氣管網壓力低時，儲罐壓力高的可燃、有毒氣體倒回氮氣管網，出現其他次生事故。大檢修、氮氣用量突然增大時，有毒、可燃氣體倒灌到氮氣管網事故屢見不鮮。

5.氮氣管線入口和呼吸閥排放口過近。氮氣入口和排放口臨近，導致氮氣走短路直接排放，達不到設置氮氣密封的目的，氮封成了“掩耳盜鈴"。

6.氮封壓力不足。采用氮氣密封保護的可燃液體儲罐，其操作壓力宜為0.2kPa～0.5kPa，在表盤上標識上下限控制范圍。壓力過低，在突然低溫或者儲罐出料過快時，存在儲罐抽癟的風險。壓力過高，不但氮氣浪費，也容易導致常壓儲罐超壓。氮封的壓力表應為低壓壓力表，避免大量程壓力表使人員不能觀察實際氮氣壓力。

7.還要定期對氮氣調節閥、壓力表等定期維護，氮氣管線設置管線標識等。按照設備完好性管理制度，明確責任、程序和檢查要求，并督促落實確保氮封設置良好。定期檢測氮氣純度和露點，保證氮氣品質合格。

2、 化工可燃液體常壓儲罐氮封閥裝置應用案例維護：

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

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

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

（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，全部換新。膜片必須檢查是否有預 示將來可能發生裂紋、老化與腐蝕等痕跡，根據檢驗結果，決定是否更換，但膜片使用期 一般最多 2～3 年。

（7） 閥門組裝要注意對中，螺栓要在對角線上擰緊，滑動部分要加潤滑油。組裝后應按產品出 廠測試項目與方法調試，并在這期間，可更準確地調整填料壓緊力與閥芯關閉位置。

3、 化工可燃液體常壓儲罐氮封閥裝置應用案例調試

所需要壓力值是通過對指揮器頂部的調節螺母的操作而得到調整，打開頂部的防塵蓋，用扳手 調整調節螺母。順時針方向旋轉使壓力增大，逆時針旋轉則壓力減小。安裝在壓力調節閥后的壓力 表，可使工作人員借以觀察調整后的壓力給定值。