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石油化工罐區(qū)氮封閥裝置設計規(guī)范 |
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| 詳細介紹 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
石油化工罐區(qū)氮封閥裝置設計規(guī)范 氮封或其他惰性氣體保護系統(tǒng)可有效防止儲罐發(fā)生火災爆炸事故。從近幾年對各類企業(yè)隱患排查的情況來看，部分企業(yè)尤其是精細化工企業(yè)在儲罐氮封系統(tǒng)設置和管理上存在一些問題。儲存Ⅰ、Ⅱ級毒性的甲B、乙A類液體儲罐應設置氮封保護系統(tǒng)。有些甲B、乙A類液體化工品有防聚合等特殊儲存需要，不適宜采用內(nèi)浮頂儲罐，可選用固定頂儲罐、低壓儲罐和容量小于或等于50m3的臥式儲罐，但應采取氮封等安全保護措施，典型的易自聚不穩(wěn)定的丁二烯、苯乙烯儲罐，應設置氮封系統(tǒng)，防止空氣進入儲罐。自力式氮氣調(diào)節(jié)閥(以下簡稱調(diào)壓閥),是一種無需外來能源，利用被控介質(zhì)自身能量作動力源，引入指揮器的檢測執(zhí)行機構(gòu)，以控制調(diào)壓閥的閥芯位置，改變流經(jīng)閥門的介質(zhì)流量，使閥后壓力保持在恒定值。該閥的特點:壓力設定值可在指揮器上實現(xiàn)，在運行中可隨意調(diào)整,因而方便、快捷、省力；控制精度比一般調(diào)壓閥高一倍左右；減壓比大;設定壓力低等。
一、石油化工罐區(qū)氮封閥裝置設計規(guī)范儲罐氮封系統(tǒng)存在的常見問題 一是應采用氮封的儲罐未設置氮封系統(tǒng)。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定在指揮器上實現(xiàn)，因而方便、快捷、省力省時可在運行狀態(tài)下連續(xù)設定。 二是后期增加的氮封系統(tǒng)未經(jīng)正規(guī)設計，系統(tǒng)不能正常使用。 三是氮封系統(tǒng)壓力得不到有效管控。如進儲罐前的氮氣管線未設置自力式調(diào)節(jié)閥、無壓力表或壓力表選型過大，僅靠手動閥門控制進氣量，無法監(jiān)控氮封壓力；氮封氣源未采用壓力分程控制，或自力式調(diào)節(jié)閥選型不合理，造成氮封壓力過高、過低，氮封系統(tǒng)不能正常使用；氮氣管線或儲罐上未設置壓力遠傳、報警，壓力得不到有效控制。 四是氮氣管線上的安全設施不足，如氮氣管線上未設置止回閥。 五是儲罐頂部未設置緊急泄放人孔(或緊急泄放閥)等保護措施。 六是因氮封壓力不穩(wěn)定或為了節(jié)約成本，將氮氣管線閥門關(guān)閉，氮封系統(tǒng)未投用等。
二、石油化工罐區(qū)氮封閥裝置設計規(guī)范哪些儲罐需要設置氮氣保護系統(tǒng) 對于氮封系統(tǒng)的設置，我們來看看國家標準到底是如何要求的？ 國家標準《石油化工企業(yè)設計防火標準（2018年版）》（GB50160-2008）、《精細化工企業(yè)工程設計防火標準》（GB 51283-2020）、《石油庫設計規(guī)范 》（GB 50074-2014）均對儲罐氮封系統(tǒng)的設置有明確要求。 《石油化工企業(yè)設計防火標準（2018年版）》（GB50160-2008）規(guī)定，當單罐容積小于或等于5000m3的內(nèi)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；儲存溫度超過120℃的重油固定頂罐應設置氮氣保護。 《精細化工企業(yè)工程設計防火標準》（GB 51283-2020）規(guī)定，當采用固定頂罐或低壓罐（單罐容積不小于100m3）儲存甲B、乙A類液體時，應采用氮氣或惰性氣體密封措施。如常見的甲醇、甲苯等甲B類物質(zhì)；再如可燃液體二硫化碳，自燃點、沸點及閃點均較低，具有的揮發(fā)性、易燃性和爆炸性，采用固定頂罐水封加氮封儲存比采用單純的內(nèi)浮頂罐儲存更安全可靠。 《石油庫設計規(guī)范 》（GB 50074-2014）規(guī)定，當選用內(nèi)浮頂儲罐、固定頂儲罐儲存沸點低于45℃或在37.8℃時的飽和蒸氣壓大于88kPa的甲B類液體時，應設置氮氣密封保護系統(tǒng)。當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時，應設置氮氣密封保護系統(tǒng)。
二、石油化工罐區(qū)氮封閥裝置設計規(guī)范結(jié)構(gòu)與原理 2.1．結(jié)構(gòu) 指揮器、主閥、節(jié)流閥、過濾減壓器所組成，見圖一(a)、(b)。 1、閥體 2、閥座 3、閥芯組件 4、閥桿 5、密封套筒 6、壓蓋 7、支桿 8、執(zhí)行機構(gòu) 9、彈簧 10、指揮器11、過濾減壓器 12、取壓管 13、截止閥 14、取壓接管 圖一 ZZYP-16BII系列指揮器操作型自力式壓力調(diào)節(jié)閥內(nèi)部結(jié)構(gòu)簡圖 2.2．作用原理 調(diào)壓閥由指揮器、主閥、節(jié)流閥、過濾減壓器所組成(見圖一)。介質(zhì)由箭頭方向進入閥體,經(jīng)閥芯、閥座節(jié)流后輸出。同時閥前介質(zhì)經(jīng)過濾減壓器過濾減壓后進入指揮器閥體，經(jīng)指揮器調(diào)節(jié)后進入主閥執(zhí)行機構(gòu)上下膜室。閥后介質(zhì)經(jīng)接管引入指揮器檢測膜室，當輸出壓力升高時，經(jīng)指揮器和節(jié)流閥作用關(guān)閉主閥,直到閥后壓力降低到設定值為止。同理，當輸出壓力降低時，經(jīng)指揮器和節(jié)流閥作用開啟主閥,直到閥后壓力上升到設定值為止。 2.3、執(zhí)行機構(gòu)部分 表1 執(zhí)行機構(gòu)主要技術(shù)參數(shù)
二、石油化工罐區(qū)氮封閥裝置設計規(guī)范零件資料：
四、石油化工罐區(qū)氮封閥裝置設計規(guī)范技術(shù)參數(shù)：
三、石油化工罐區(qū)氮封閥裝置設計規(guī)范如何設置氮封系統(tǒng) 采用氮封的儲罐，一般為常壓罐或低壓罐，因此，防止儲罐氮氣超壓是一個重要問題。在化工標準《氣封的設置》（HG/T 20570.16-1995）中，給出了氮氣供氣量的計算方式，“儲罐氣封裝置的供氣量應大于或等于由于泵抽出儲罐內(nèi)儲存的液體所需的補充氣量與由于外界氣溫變化而產(chǎn)生的儲罐內(nèi)氣體冷凝和收縮所需補充的氣量之和"。規(guī)范中計算的補氣量只是一個經(jīng)驗值，工作中還需結(jié)合實際，計算出更符合需求的數(shù)值，以此來確定氮氣管線管徑和氮封閥型號。建議專業(yè)技術(shù)力量不足的企業(yè)，委托設計單位計算合理的補氣量，既能保證氮封要求也不會造成浪費。 《石油化工儲運系統(tǒng)罐區(qū)設計規(guī)范》（SH/T 3007-2014）規(guī)定，采用氮氣保護的儲罐，其操作壓力宜為0.2Kpa～0.5Kpa；其他設置有呼吸閥的儲罐，其操作壓力宜為1Kpa～1.5KPa。為防止儲罐超壓，除計算符合實際的補氣量外，還應采取其他措施。 （1）罐頂安裝就地壓力表，并設置壓力遠傳功能至DCS或PLC控制系統(tǒng)，設定高、低壓報警功能，及時檢測壓力變化情況。 （2）設置雙呼吸閥防止呼吸閥故障。但對于粘度較大、易發(fā)生結(jié)晶的介質(zhì)，容易造成呼吸閥堵塞，建議采取其他措施，并對補氣管線、排氣管線進行伴熱處理，降低物料粘結(jié)和結(jié)晶對閥門和管線的影響，提高安全系數(shù)。 （3）設置緊急泄放人孔，事故時打開保護儲罐。根據(jù)《石油化工儲運系統(tǒng)罐區(qū)設計規(guī)范》（SHT 3007-2014）的規(guī)定：事故泄壓設備的開啟壓力應大于呼吸閥的排氣壓力，并應小于或等于儲罐的設計正壓力；事故泄壓設備的吸氣壓力應小于呼吸閥的進氣壓力，并應大于或等于儲罐的設計負壓力；事故泄壓設備應滿足氮氣管道系統(tǒng)和呼吸閥出現(xiàn)故障時保障儲罐安全通氣的需要；事故泄壓設備宜選用公稱直徑不小于500mm的呼吸人孔。如儲罐設置有備用呼吸閥，事故泄壓設備也可選用公稱直徑不小于500mm的緊急放空人孔蓋。
三、石油化工罐區(qū)氮封閥裝置設計規(guī)范安裝與維護 3.1安裝 ?安裝前應檢查產(chǎn)品型號、規(guī)格是否符合要求，管道應進行清洗，清除焊渣與雜物等，閥門應正立、垂直安裝在管道上，介質(zhì)流向應與閥體箭頭一致。如有可能應設置旁通閥。 ?為確保調(diào)壓閥正常工作，在閥前應設置過濾器、壓力表與手控閥，安裝圖見圖二。 ?緩慢將調(diào)節(jié)閥前、后截止閥開到大，此時因介質(zhì)引入調(diào)節(jié)閥，可觀察壓力表示值。 ?逐漸關(guān)閉旁通閥，打開殼罩，并調(diào)整彈簧預緊力，直到壓力表示值達到工藝要求為止。 ?鎖緊螺母，蓋上殼罩。 3.2維護保養(yǎng) 該裝置投入正常運行后無需特殊維護,但需定期對指揮器、節(jié)流閥和過濾減壓器進行清洗,若出現(xiàn)故障，按表四進行處理。 表2 常見故障與排除
四、石油化工罐區(qū)氮封閥裝置設計規(guī)范如何管理氮封系統(tǒng)
為了保證氮封系統(tǒng)有效運行，除了正確設置，企業(yè)還需做好以下管理工作： 一是在操作規(guī)程中完善氮封系統(tǒng)的操作步驟和安全要求，明確壓力控制范圍和報警值、偏離正常工況的后果、防止和糾正偏離正常工況的方法及步驟等，并對相關(guān)崗位人員進行培訓。 二是監(jiān)控控制系統(tǒng)中的儲罐壓力，規(guī)范設置報警值，監(jiān)控報警信息，分析報警原因并采取改進措施；加強日常巡檢，將氮封系統(tǒng)壓力表、調(diào)節(jié)閥等運行狀態(tài)列入到巡檢要求中，發(fā)現(xiàn)問題及時處置。 三是將氮封系統(tǒng)的檢查納入罐區(qū)隱患排查中，構(gòu)成重大危險源的企業(yè)，將氮封系統(tǒng)的檢查納入到操作負責人包保責任的履職檢查表中，通過隱患排查治理，確保系統(tǒng)有效投用。 四是定期對呼吸閥、壓力表等進行檢查和檢驗。確保呼吸閥的外觀無異常銹蝕、泄漏和雜物堵塞，開啟壓力、通氣量和泄漏量滿足設計要求，保證泄壓設施的完好。 |
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3.2石油化工罐區(qū)氮封閥裝置設計規(guī)范使用
