石油庫氮封閥泄壓閥呼吸閥裝置設計規范

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。儲罐的“氮封"，成為安全檢查和事故報告中高頻出現的詞語，足以說明氮封在安全管理中的重要性。由于部分人員對氮封理解不到位導致未設置、或者日常管理不到位導致氮封失去作用，就會出現安全事故。那么，哪些儲罐應設置氮封、應該怎樣設置氮封、氮封日常應該如何管理呢？

石油庫氮封閥泄壓閥呼吸閥裝置設計規范哪些儲罐需要設施氮封？

《石油庫設計規范》GB 50074-2014第6.1.2條，儲存沸點低于45℃或37.8℃的飽和蒸氣壓大于88kPa的甲B類液體,應采用壓力儲罐、低壓儲罐或低溫常壓儲罐,并應符合下列規定：

1、選用壓力儲罐或低壓儲罐時,應采取防止空氣進入罐內的措施,并應密閉回收處理罐內排出的氣體。

2、選用低溫常壓儲罐時,應采取下列措施之一：

 1)選用內浮頂儲罐，應設置氮氣密封保護系統，并應控制儲存溫度使液體蒸氣壓不大于88kPa；

 2)選用固定頂儲罐,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。

《石油庫設計規范》GB 50074-2014第6.1.3條，儲存沸點不低于45℃或在37.8℃時的飽和蒸氣壓不大于88kPa的甲B、乙A類液體化工品和輕石腦油，應采用外浮頂儲罐或內浮頂儲罐。有特殊儲存需要時，可采用容量小于或等于10000m3的固定頂儲罐、低壓儲罐或容量不大于100m3的臥式儲罐，但應采取下列措施之一：

1、應設置氮氣密封保護系統,并應密閉回收處理罐內排出的氣體;

2、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。

石油庫氮封閥泄壓閥呼吸閥裝置設計規范

《石油庫設計規范》GB 50074-2014第6.1.8條，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。

《石油化工企業設計防火標準（2018年版）》（GB50160-2008）第6.2.2條，儲存甲B、乙A類的液體應選用金屬浮艙式的浮頂或內浮頂罐。對于有特殊要求的物料或儲罐容積小于或等于200m3的儲罐,在采取相應安全措施后可選用其他型式的儲罐。浮盤應根據可燃液體物性和材質強度進行選用,并應符合下列規定：1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；

《石油化工企業設計防火標準（2018年版）》（GB50160-2008）第6.2.4A條，儲存溫度超過120℃的重油固定頂罐應設置氮氣保護，多雷區單罐容積大于或等于50000m3的浮頂儲罐應采取減少一、二次密封之間空間的措施。

《精細化工企業工程設計防火標準》(GB51283-2020)第5.1.1條：使用或生產甲、乙類物質的工藝系統設計，應符合下列規定：(2)對于間歇操作且存在易燃易爆危險的工藝系統宜采取氮氣保護措施。

《精細化工企業工程設計防火標準》(GB51283-2020)第6.2.2條：單罐容積不小于100m3的甲B、乙A類液體儲存應選用內浮頂罐。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。

石油庫氮封閥泄壓閥呼吸閥裝置設計規范應該怎樣設置氮封？

《石油化工罐區自動化系統設計規范》SH/T 3184-2017第5.4.5.4條，氮封閥壓力設定點應為儲罐正常操作壓力，壓力設定值可調范圍的選擇應使設定點處于范圍的中段，并應能覆蓋最大操作壓力。

《石油化工罐區自動化系統設計規范》SH/T 3184-2017第4.2.2.8條，氮封閥氮氣入口管道應設置壓力表。

《石油化工罐區自動化系統設計規范》SH/T 3184-2017第5.4.5.3條，氮封閥應安裝在盡量靠近罐頂入口的氮氣管線上，外取壓管線的取源點宜設在罐頂，以便檢測罐內的真實壓力。

《GB 50160-2018 石油化工企業設計防火標準》第6.2.19條，對于采用氮封或其他氣體氣封的甲B、乙類液體的儲罐還應設置事故泄壓設備。

氮封日常應該如何管理？

《關于進一步加強化學品罐區安全管理的通知》（安監總管三〔2014〕68號）第二（四）條：有氮氣保護設施的儲罐要確保氮封系統完好在用。

 《石油化工罐區自動化系統設計規范》(SH/T3184-2017)第5.4.5.4條，氮封閥壓力設定點應為儲罐正常操作壓力，壓力設定值可調范圍的選擇應使設定點處于范圍的中段，并應能覆蓋最大操作壓力。

《石油化工儲運系統罐區設計規范》(SH/T3007-2014)第3.5條，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。

第5.1.4條：呼吸閥的排氣壓力應小于儲罐的設計正壓力，呼吸閥的進氣壓力應高于儲罐的設計負壓力。    

第5.1.5.條第(a)款：事故泄壓設備的開啟壓力應高于呼吸閥的排氣壓力并應小于或等于儲罐的設計正壓力。

《石油化工儲運系統罐區設計規范》（SH/T 3007-2014）第5.1.5條，事故泄壓設備應滿足氮封或其他惰性氣體密封管道系統或呼吸閥出現故障時保障儲罐安全的通氣需要。

氮封在隔絕氧氣、抑制燃燒、保護物料、減少損失，以及平衡儲罐壓力、保護罐體結構等方面，起著積極作用，我們應加強對氮封的認識、加強管理，保證儲罐的安全。

石油庫氮封閥泄壓閥呼吸閥裝置設計規范工作原理

       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℃。

在儲罐上設置氮封系統裝置，用于維持罐內氣相空間壓力。假設：供氮閥壓力是 1.2KPa（可根據實際工 況需求選擇壓力設定點），當氣相空間壓力高于 1.4KPa 時，供氮閥關閉，停止氮氣供應；當氣相空間壓 力低于 0.8KPa 時，氮封閥開啟，開始補充氮氣。假設：泄氮閥壓力設定點是 3KPa（可根據實際工況需求 選擇壓力設定點）,當氣相空間壓力高于 3KPa 時，泄氮閥開啟，泄放罐內壓力至 3KPa 以內。氮封系統裝 置主要起保證儲罐在正常運行過程中不吸進空氣，防止形成爆炸性氣體作用。 儲罐氮封系統裝置使用的氮氣純度不宜低于 99.96%，可根據實際現場工況及用途選擇合適氮封系統裝置。

石油庫氮封閥泄壓閥呼吸閥裝置設計規范

供氮閥：

指揮器操作自力式壓力調節閥，是一種無須外來能源，利用被調介質自身的壓力變化達到自動調節 和穩定閥后壓力為設定值的節能型壓力調節閥。
該閥壓力設定在指揮器上實現，方便、快捷，壓力設定值在運行中也可隨意調整；控制精度高，可比一般 ZZY 型直接操作自力式壓力調節閥高一倍，適合于控制精度要求高的場合。

泄氮閥：

◇ 一般供氮氣壓力在 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，導致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
◇ 泄氮閥安裝在罐頂，口徑一般與進液閥口徑一致
◇ 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，浪費氮氣、影 響設備的使用壽命。
◇ 該裝置廣泛應用于化工、石油、冶金、電力、輕紡等工業部門中用作生產過程的自動調節。

石油庫氮封閥泄壓閥呼吸閥裝置設計規范性能特點

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。

石油庫氮封閥泄壓閥呼吸閥裝置設計規范

主要技術參數

石油庫氮封閥泄壓閥呼吸閥裝置設計規范主要外形尺寸

石油庫氮封閥泄壓閥呼吸閥裝置設計規范安裝、維護與調試

1、石油庫氮封閥泄壓閥呼吸閥裝置設計規范安裝

（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。

（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，

（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

2、 石油庫氮封閥泄壓閥呼吸閥裝置設計規范維護：

（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、 石油庫氮封閥泄壓閥呼吸閥裝置設計規范調試

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。