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石化油罐氮封閥氮氣密封裝置設計原理

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石化油罐氮封閥氮氣密封裝置設計原理

我公司油庫#2燃油罐罐頂氮氣密封裝置于廣泛用于石油,化工等行業。氮封裝置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;泄氮裝置由內反饋的壓開型微壓調節閥組成。氮氣壓力一般設為100mmH20,通過氮封裝置準確控制。

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,降至泄氯裝置壓力設定點時,泄氮裝置自動關閉。當儲罐出液閥開啟,用戶放料時,液面下降,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。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??焖傩狗砰y由壓力控制器及ZMQ-16K型單座切斷閥組成。正式投入使用(#1燃油罐因其為備用,未充氮氣),現將其工作原理、技術規范及運行維護總結如下:

ZZYVP型帶指揮器調壓閥27.jpg

一、石化油罐氮封閥氮氣密封裝置設計原理工作原理

利用惰性氣體氮氣作為密封氣體,充入燃油罐內上部空間,并保持微正壓運行,避免燃油與空氣中的氧直接接觸形成可燃性的油氣,確保燃油罐的安全運行。
氮封裝置是本廠自主開發、為了維持容器頂部的保護氣體(通常為氮氣)的壓力恒定而開發的自操作微壓力控制系統,可避免容器中的材料與空氣直接接觸,以防止揮發,氧化,和容器的安全性。特別適用于各種大型儲罐的氣體密封保護系統。該產品具有節能,動作靈敏,運行可靠,操作維護方便的特點。

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。

ZZYVP型帶指揮器調壓閥28.jpg

石化油罐氮封閥氮氣密封裝置設計原理工作原理

供氮裝置結構,將設在罐頂的取壓點的介質經導壓管引入檢測機構(7)、介質在檢測元件上產生一個作用力與彈簧(8)、預緊力相平衡。當罐內壓力降低至低于供氮裝置壓力設定點時,平衡破壞,使指揮器閥芯(6)打開,使閥前氣體經減壓閥(5)、節流閥(4)、進入主閥執行機構(3)上、下膜室,打開主閥閥芯(2)、向罐內充注氮氣;當罐內壓力升至供氮裝置壓力設定點,由于預設彈簧力,關閉指揮器閥芯(6)、由于主閥執行機構中彈簧作用,關閉主閥,停止供氮。

泄氮裝置工作原理

泄氮裝置結構,該裝置采用內反饋結構,介質直接經閥蓋進入檢測機構(2),介質在檢測元件上產生一個作用力與預設彈簧(3)預緊力相平衡。當罐內壓力升高至高于泄氮裝置壓力設定點時,平衡被破壞,使閥芯(1)上移,打開閥門,向外界泄放氮氣;當罐內壓力降至泄氮裝置壓力設定點,由于預設彈簧力作用,關閉閥門。

氮封系統09.jpg

二、石化油罐氮封閥氮氣密封裝置設計原理設備技術規范

1、氮氣密封充氣站

利用氮氣瓶做為氮氣充裝設備。氮氣瓶內為高純度(99%以上)、高壓力氮氣(13MPa左右)。

燃油罐氮氣密封充氣站內共放置四個充裝正常的氮氣瓶,分別通過氮氣減壓閥連接充氣站四個接口。

2、氮氣密封自動補氣閥

#1、2燃油罐頂各安裝一組氮氣密封自動補氣閥組,做為燃油罐頂補充氮氣的回路。正常運行時投入自動補氣閥主回路(其前后手動門開啟),旁路門只在或檢修后置換時使用,正常運行時,旁路門嚴禁開啟。

自動補氣閥其定壓為+25mm水柱(250Pa),其工作原理是根據燃油罐內氣體壓力自動進行補氣,即燃油罐內氣體壓力低于250Pa時打開,達到或高于250Pa是關閉,保持燃油罐內氮氣微正壓運行。

3、燃油罐頂呼吸閥

燃油罐頂的呼吸閥定壓為100mm/-20mm水柱(1000Pa/-200Pa),其工作原理是當燃油罐內氣體壓力達到1000Pa時,其打開排氣;當燃油罐內氣體壓力低至-200Pa時,打開吸氣,保證燃油罐內正常的氣壓。同時防止于外部直接相通。

氮封閥01.jpg

石化油罐氮封閥氮氣密封裝置設計原理氮封裝置零件材料

零件名稱

材料

閥體

ZG230-450 ZG1Cr18i9Ti

閥桿、閥芯、閥座

1Cr18i9Ti

膜片

丁腈橡膠夾增強絳綸織物

彈簧

60Si2Mn

波紋管

1Cr18i9Ti


石化油罐氮封閥氮氣密封裝置設計原理氮封裝置主要技術參數

公稱通徑DN(mm)

20

25

32

40

50

65

80

100

額定流量系數(KV)

8

11

20

32

50

80

100

160

額定行程(mm)

6

8

10

15

20

公稱壓力PN(Mpa)

0.10

壓力調節范圍(MP a)

0.5∽5.5、5∽10、9∽14、13∽19、18∽24、23∽28
27∽33、31∽38、36∽44、42∽51、49∽58、56∽66

介質溫度(℃)

≤80℃

調節精度(%)

±10

允許泄漏量(L/h)

10ˉ4×閥額定容量


石化油罐氮封閥氮氣密封裝置設計原理氮封裝置規格及重量

公稱通徑DN

20

25

32

40

50

65

80

100

A

192

232

308

H

629

631

652

666

689

797

837

1050

L

150

160

180

200

230

290

310

350

G(Kg)

18

19

21

23

25

37

50

59


石化油罐氮封閥氮氣密封裝置設計原理氮封裝置法蘭規格

ZZYVP型帶指揮器調壓閥43.jpg

公稱通徑DN

20

25

32

40

50

65

80

100

D

105

115

140

150

165

185

200

220

D1

75

85

100

110

125

145

160

180

B

16

18

20

22

n-ф

4-14

4-18

8-18

f1×D2

2×56

3×65

3×76

3×84

3×99

3×118

3×132

3×156

三、石化油罐氮封閥氮氣密封裝置設計原理運行維護

1、正常運行維護

1.1正常運行時氮氣密封充氣站內四個氮氣瓶兩運兩備(即兩個氮氣打開,兩個關閉備用)。通過氮氣瓶專用的減壓閥將氮氣瓶供氣壓力控制在0.05~0.1MPa之間,保證充氣站內氮氣母管壓力表的壓力在0.05~0.1MPa之間。

1.2投入燃油罐頂氮氣密封自動補氣閥回路,開啟其進出口手動門,關閉旁路門,自動補氣閥根據燃油罐內氣體壓力自動補充氮氣。

1.3檢查發現充氣站內氮氣母管壓力低于500Pa時,應及時氮氣瓶減壓閥,保證充氮母管壓力正常。若氮氣瓶內氮氣量無法滿足要求時,及時切換備用氮氣瓶,并通知部門。

ZZYVP型帶指揮器調壓閥68.jpg

2、石化油罐氮封閥氮氣密封裝置設計原理注意事項

2.1燃油量大幅度消耗時,會引起罐內上部空間變化,導致罐內氣體壓力發生變化,此時應注意檢查氮氣密封充氣站自動充氣工作正常。

2.2卸油時,會造成燃油罐內氣體空間減小,引起氣壓上升,此時應注意事項檢查罐體呼吸閥排氣正常,確保罐內壓力正常。

2.3經常檢查充氣站氮氣瓶及氮氣母管壓力,保證其壓力正常,必要時切換備用氮氣瓶。同時應檢查各氮氣瓶接口、充氣母管等各部件無漏氣。

2.4正常運行時氮氣旁路嚴禁開啟。

2.5運行人員不要擅自移動氮氣瓶,嚴禁用扳手或其它硬物對氮氣瓶進行敲打。

2.6不要直接用口、鼻對著氮氣排氣口,防止產生窒息危害。氮氣排氣口外應加強通風。
在工業生產和儲存過程中,許多物質如化學品、顏料、溶劑等都是屬于易潮濕的物質,存儲時受空氣中濕度和氧氣影響,會讓這些物質質量發生變化,嚴重影響使用效果。這時候我們就需要氮氣封裝器,通過氮氣的作用,可以消除這些氧氣和水分的影響,保持物質質量的穩定性。

ZZYVP型帶指揮器調壓閥65.jpg

石化油罐氮封閥氮氣密封裝置設計原理可以安全儲存易燃易爆物質
氧氣是一種使易燃易爆物質在空氣中燃燒的氣體,所以一些易燃易爆氣體的貯存必須排除氧氣,這種情況下,氮氣幾乎是的選擇,因為氮氣具有不可燃性和不支持燃燒的特性。通過加裝氮氣,可以降低儲存空間內易燃易爆氣體的濃度,并且避免了由于空氣中氧氣存在而引起的安全隱患。
儲罐中加裝氮封裝器的好處不僅僅局限于以上兩點。在生產實踐中,還有其他方方面面的好處,如:延長儲存期限、排除雜質、預防氧化等,因此,無論是在工業生產過程中,還是在向消費者提供產品的過程中,儲罐中加裝氮封裝器都具有的重要性。

氮封閥裝置系統圖.jpg

石化油罐氮封閥氮氣密封裝置設計原理結尾】
總的來說,儲罐加裝氮封裝器是一項必要而有效的措施,可以保障儲存物質的質量穩定性和安全性,而這對于工業生產和消費者的使用都具有非常重要的意義。

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