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石化儲(chǔ)罐頂部氮封系統(tǒng)的具體設(shè)置要求 |
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| 詳細(xì)介紹 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
一、石化儲(chǔ)罐頂部氮封系統(tǒng)的具體設(shè)置要求氮封裝置的應(yīng)用目的 氮封裝置主要用于儲(chǔ)罐頂部,通過注入氮?dú)鈦?lái)實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)罐內(nèi)部氣相空間維持在一個(gè)惰性氣體密封的環(huán)境,隔絕空氣或氧氣的進(jìn)入。這可以使儲(chǔ)罐內(nèi)部的氣相組分始終處在爆炸下限之下或者維持一個(gè)非爆炸性的氣體混合物,從而減少物料的揮發(fā)和浪費(fèi),保護(hù)儲(chǔ)罐安全,并實(shí)現(xiàn)本質(zhì)防爆的目的。 無(wú)需外加能源,利用被調(diào)介質(zhì)自身能量為動(dòng)力源。自動(dòng)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(diǎn):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。壓力設(shè)定在指揮器上實(shí)現(xiàn),因而方便、快捷、省力省時(shí)可在運(yùn)行狀態(tài)下連續(xù)設(shè)定
二、石化儲(chǔ)罐頂部氮封系統(tǒng)的具體設(shè)置要求需要設(shè)置氮封的儲(chǔ)罐類型 根據(jù)多項(xiàng)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn),以下類型的儲(chǔ)罐通常需要設(shè)置氮封系統(tǒng): 1.?甲B、乙A類液體儲(chǔ)罐?
根據(jù)《石油化工企業(yè)設(shè)計(jì)防火標(biāo)準(zhǔn)》(GB 50160-2018),儲(chǔ)存甲B、乙A類的液體,當(dāng)單罐容積小于或等于5000m3的內(nèi)浮頂儲(chǔ)罐采用易熔材料制作的浮盤時(shí),應(yīng)設(shè)置氮?dú)獗Wo(hù)等安全措施。儲(chǔ)存溫度超過120℃的重油固定頂罐應(yīng)設(shè)置氮?dú)獗Wo(hù)。 從以上可知對(duì)儲(chǔ)罐設(shè)置氮封的強(qiáng)制性要求中,精細(xì)規(guī)的要求是的,油庫(kù)規(guī)的要求次之,石化規(guī)的要求是最寬松的(只有采用內(nèi)浮頂儲(chǔ)罐且容量不大于5000m3且同時(shí)采用了易熔材料的浮盤,三個(gè)限定條件同時(shí)滿足才需要加氮封)。
三、石化儲(chǔ)罐頂部氮封系統(tǒng)的具體設(shè)置要求氮封系統(tǒng)的具體設(shè)置要求 1.?氮?dú)庠醇暗獨(dú)鉂舛?:氮?dú)夤?yīng)通常采用制氮機(jī)、液氮儲(chǔ)罐或氮?dú)馄康取5庀到y(tǒng)使用的氮?dú)饧兌炔灰说陀?9.96%,氮?dú)鈮毫σ藶?.5~0.6MPa。雖然相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)中未找到關(guān)于氮封系統(tǒng)氮?dú)鉂舛鹊木唧w參數(shù)要求,但理論上可以根據(jù)各種可燃?xì)怏w介質(zhì)的極限氧濃度來(lái)選擇氮封的濃度值。實(shí)際生產(chǎn)中通常采用99.2%濃度以上的氮?dú)庠础?/p> 2.?氮封閥組設(shè)置?:在每臺(tái)儲(chǔ)罐上應(yīng)設(shè)置先導(dǎo)式氮封閥組和限流孔板旁路。正常情況下,使用氮封閥組維持罐內(nèi)氣相空間壓力在0.2~0.5kPa。當(dāng)氣相空間壓力高于0.5kPa時(shí),氮封閥關(guān)閉,停止氮?dú)夤?yīng);當(dāng)氣相空間壓力低于0.2kPa時(shí),氮封閥開啟,開始補(bǔ)充氮?dú)狻.?dāng)?shù)忾y需要檢修或出現(xiàn)故障時(shí),可使用限流孔板旁路給儲(chǔ)罐內(nèi)補(bǔ)充氮?dú)狻?br/> 3.?呼吸閥與緊急泄放閥?:呼吸閥和緊急泄放閥在氮封系統(tǒng)中起到安全作用。當(dāng)罐內(nèi)壓力超過設(shè)定值時(shí),呼吸閥或緊急泄放閥會(huì)開啟,以避免儲(chǔ)罐超壓。緊急泄放閥的定壓不應(yīng)高于儲(chǔ)罐的設(shè)計(jì)壓力上限。 4.?阻火器設(shè)置?:若在相同油品儲(chǔ)罐之間設(shè)置有氣相連通管道,每臺(tái)儲(chǔ)罐氣相出口管道均應(yīng)設(shè)置阻火器,以防止事故擴(kuò)大。阻火器應(yīng)選用安全性能滿足要求的產(chǎn)品,且阻力降不應(yīng)大于0.3kPa。5.?氮封管線布置?:氮?dú)夤芫€的入罐位置應(yīng)遠(yuǎn)離呼吸閥并伸入罐內(nèi)約200mm。氮封閥應(yīng)安裝在盡量靠近罐頂入口的氮?dú)夤芫€上,外取壓管線的取源點(diǎn)宜設(shè)在罐頂,以便檢測(cè)罐內(nèi)的真實(shí)壓力。
石化儲(chǔ)罐頂部氮封系統(tǒng)的具體設(shè)置要求技術(shù)參數(shù):
◆石化儲(chǔ)罐頂部氮封系統(tǒng)的具體設(shè)置要求外形尺寸
◆連接尺寸及標(biāo)準(zhǔn) 四、石化儲(chǔ)罐頂部氮封系統(tǒng)的具體設(shè)置要求氮封設(shè)置及工作原理
1.常見氮封設(shè)置方式一 該氮封系統(tǒng)主要由供氮閥、 泄氮閥、呼吸閥組成。 當(dāng)儲(chǔ)罐進(jìn)液閥開啟,向罐內(nèi)添加物料時(shí),液面上升,氣相部分容積減小,壓力升高,當(dāng)罐內(nèi)壓力升至高于泄氮閥開啟壓力設(shè)定值時(shí),泄氮閥打開,向外界釋放氮?dú)猓构迌?nèi)壓力下降,降至泄氮閥關(guān)閉壓力設(shè)定點(diǎn)時(shí),自動(dòng)關(guān)閉。 當(dāng)儲(chǔ)罐出液閥開啟,開始放料時(shí),液面下降,氣相部分容積增大,罐內(nèi)壓力降低,供氮閥開啟,向儲(chǔ)罐內(nèi)注入氮?dú)猓构迌?nèi)壓力上升,升至供氮閥壓力設(shè)定點(diǎn),自動(dòng)關(guān)閉。 注意:氮封系統(tǒng)氮?dú)馊肟诠芫€應(yīng)設(shè)置止回閥,且應(yīng)設(shè)置就地壓力表。 2.常見氮封設(shè)置方式二 該氮封系統(tǒng)主要由供氮閥、 單呼閥、呼吸閥組成。(與方式一相比,將泄氮閥更換為單呼閥) 當(dāng)儲(chǔ)罐進(jìn)液閥開啟,向罐內(nèi)添加物料時(shí),液面上升,氣相部分容積減小,壓力升高,當(dāng)罐內(nèi)壓力升至高于單呼閥壓力設(shè)定值時(shí),單呼閥打開,向外界釋放氮?dú)猓构迌?nèi)壓力下降,降至單呼閥壓力設(shè)定點(diǎn)時(shí),自動(dòng)關(guān)閉。 當(dāng)儲(chǔ)罐出液閥開啟,開始放料時(shí),液面下降,氣相部分容積增大,罐內(nèi)壓力降低,供氮閥開啟,向儲(chǔ)罐內(nèi)注入氮?dú)猓构迌?nèi)壓力上升,升至供氮閥壓力設(shè)定點(diǎn),自動(dòng)關(guān)閉。 呼吸閥、緊急泄放閥或泄壓人孔僅在事故工況(如氮封閥失效、泄氮封失效、火災(zāi)工況等)啟動(dòng),避免儲(chǔ)罐運(yùn)行時(shí)呼吸閥頻繁動(dòng)作,減少呼吸閥故障率。 3.氮封管線布置 氮?dú)夤芫€的入罐位置應(yīng)遠(yuǎn)離呼吸閥并伸入罐內(nèi)約200mm。《管道儀表流程圖設(shè)計(jì)規(guī)定》(HG 20559-1993)第6.0.3.4條款。 氮封閥應(yīng)安裝在盡量靠近罐頂入口的氮?dú)夤芫€上,外取壓管線的取源點(diǎn)宜設(shè)在罐頂,以便檢測(cè)罐內(nèi)的真實(shí)壓力。《石油化工罐區(qū)自動(dòng)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》(SH/T3184-2017)第5.4.5.3條款。 4.氮封系統(tǒng)的壓力設(shè)定 采用氮封的常壓可燃液體儲(chǔ)罐,其操作壓力宜為0.2kpa-0.5kpa;其他設(shè)置有呼吸閥的儲(chǔ)罐,其操作壓力宜為1Kpa~1.5KPa。 (如:供氮閥開啟壓力宜設(shè)為0.2kpa,關(guān)閉壓力宜設(shè)為0.5kpa。當(dāng)罐內(nèi)壓力低于0.2kap時(shí),供氮閥開啟向罐內(nèi)充氮;當(dāng)罐內(nèi)壓力達(dá)到0.5kap時(shí),供氮閥關(guān)閉停止充氮) 注意:對(duì)于設(shè)置有泡沫滅火系統(tǒng)的儲(chǔ)罐,還應(yīng)考慮泡沫系統(tǒng)密封玻璃的耐壓性能,避免氮封壓力過高沖破玻璃。 5.氮封系統(tǒng)的氮?dú)夤饬坑?jì)算 根據(jù)《氣封的設(shè)置》HG/T 20570.16-95: 2.0.1.1 儲(chǔ)罐氣封裝置的供氣量應(yīng)大于或等于由于泵抽出儲(chǔ)罐內(nèi)儲(chǔ)存的液體所需的補(bǔ)充氣量與由于外界氣溫變化而產(chǎn)生的儲(chǔ)罐內(nèi)氣體冷凝和收縮所需補(bǔ)充的氣量之和。 泵抽出儲(chǔ)罐內(nèi)儲(chǔ)存的液體所需補(bǔ)充的氣量等于泵的輸出能力。 儲(chǔ)罐內(nèi)氣體冷凝和收縮所需補(bǔ)充的氣量參考HG/T 20570.16表2.0.1。 兩者所需氣量相加,即得氮封裝置所需供氣量。
石化儲(chǔ)罐頂部氮封系統(tǒng)的具體設(shè)置要求氮封系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)常見問題隱患 隱患1描述:儲(chǔ)罐氮封系統(tǒng)氮?dú)馊肟诠芫€未設(shè)置止回閥;氮封閥閥前手閥處于關(guān)閉狀態(tài),前后手閥未管控。 管控措施:1.氮?dú)馊肟诠芫€應(yīng)設(shè)置止回閥,防止罐內(nèi)氣體在異常工況下倒串進(jìn)入公共氮?dú)庀到y(tǒng);2.氮封閥前后手閥應(yīng)保持常開狀態(tài),并進(jìn)行管控,確保氮封正常投用。 隱患2描述:甲類罐區(qū)甲醇儲(chǔ)罐V1113遠(yuǎn)傳氣相壓為-0.31KPa。經(jīng)確認(rèn)此時(shí)該儲(chǔ)罐無(wú)出料操作,氮封未正常投用。 管控措施:加強(qiáng)儲(chǔ)罐氮封系統(tǒng)管理,定期檢查儲(chǔ)罐氮封系統(tǒng),設(shè)定高、低壓報(bào)警功能,及時(shí)檢測(cè)壓力變化情況確保氮封系統(tǒng)完好在用。 隱患3描述:乙醇中間罐氮封閥及取壓管設(shè)置在罐底氮?dú)夤艿郎稀#ù藭r(shí)氮封閥取壓點(diǎn)與中間儲(chǔ)的真實(shí)壓力可能存在偏差,如果儲(chǔ)罐內(nèi)乙醇快速進(jìn)出儲(chǔ)罐導(dǎo)致壓力驟變,氮封系統(tǒng)不能及時(shí)作出反應(yīng),無(wú)法及時(shí)調(diào)整氮?dú)獾难a(bǔ)充,無(wú)法有效維持儲(chǔ)罐內(nèi)的壓力穩(wěn)定,會(huì)出現(xiàn)呼吸閥頻繁動(dòng)作的風(fēng)險(xiǎn);氮封閥裝在罐底,還要考慮閥后凝液的排放問題)。 管控措施:氮封閥應(yīng)安裝在盡量靠近罐頂入口的氮?dú)夤芫€上,外取壓管線的取源點(diǎn)宜設(shè)在罐頂,以便檢測(cè)罐內(nèi)的真實(shí)壓力。 隱患4描述:某甲醇儲(chǔ)罐氮封系統(tǒng)未設(shè)置氮封閥,使用手閥控制。(氮封系統(tǒng)使用手閥控制,手閥常開,儲(chǔ)罐內(nèi)持續(xù)通入氮?dú)猓粑y處于常開狀態(tài),造成大量的氮?dú)饫速M(fèi);另外,若手閥開度過大,儲(chǔ)罐氣相壓力升高,當(dāng)呼吸閥泄放量不能滿足要求時(shí),儲(chǔ)罐存在超壓風(fēng)險(xiǎn))。 管控措施:儲(chǔ)罐應(yīng)設(shè)置氮封閥,氮封閥應(yīng)安裝在盡量靠近罐頂入口的氮?dú)夤芫€上。 隱患5描述:某甲醇儲(chǔ)槽罐頂設(shè)置了1臺(tái)壓力變送器(量程范圍為0-2.5kPa)、1臺(tái)現(xiàn)場(chǎng)就地壓力表(量程為0-1MPa),均未考慮負(fù)壓工況且壓力表量程范圍過大,量程選型錯(cuò)誤。 管控措施:儲(chǔ)罐就地壓力表應(yīng)選擇真空壓力表,壓力監(jiān)測(cè)儀表的量程范圍應(yīng)包含負(fù)壓,且量程的選型應(yīng)符合要求,一般正常操作壓力為儀表量程的1/3~2/3。 石化儲(chǔ)罐頂部氮封系統(tǒng)的具體設(shè)置要求氮封系統(tǒng)相關(guān)問題思考
問題1:氮封廢氣(泄氮閥、單呼閥及呼吸閥產(chǎn)生的廢氣)是否需要密閉回收處理? 認(rèn)為氮封廢氣應(yīng)密閉回收處理,原因: 氮封廢氣往往為可燃?xì)怏w和氮?dú)獾幕旌衔铮苯优欧趴赡軙?huì)對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重污染,一些密度比空氣重的可燃?xì)怏w可能會(huì)在低洼處積聚,存在安全風(fēng)險(xiǎn)。《石油庫(kù)規(guī)》、《石化規(guī)》等規(guī)范中有提出對(duì)氮封罐應(yīng)密閉回收處理罐內(nèi)排出的氣體的要求。氮封廢氣應(yīng)通過尾氣回收系統(tǒng)處理后,經(jīng)催化燃燒再排入大氣。 問題2: 氮封閥取壓管的取壓源點(diǎn)一定要設(shè)置在儲(chǔ)罐罐頂?是否可以設(shè)置在氮封閥閥后的氮?dú)夤芫€上? 認(rèn)為氮封閥取壓管的取壓源點(diǎn)應(yīng)盡量選擇在罐頂;取源點(diǎn)如要設(shè)置在氮封閥閥后管道上,應(yīng)確保閥后管道的管徑和管道當(dāng)量長(zhǎng)度符合要求。 原因: 氮封閥測(cè)取的壓力信號(hào)應(yīng)能真實(shí)反映儲(chǔ)罐內(nèi)的工作壓力,也就是氮封閥取壓管的取壓源點(diǎn)的位置是否合適的問題。取源點(diǎn)設(shè)在氮封閥閥后管道上時(shí),應(yīng)考慮管道阻力降的問題,此時(shí)要選取合適的管徑,使管道阻力降相對(duì)于氮封閥的設(shè)定壓力(表壓)要比較小,否則就會(huì)影響氮封閥的控制。(阻力降跟管道長(zhǎng)度成正比,跟管徑成反比) 問題3:如精細(xì)化工企業(yè)一個(gè)50m3甲醇儲(chǔ)罐,是否需要設(shè)置氮封?《精細(xì)化工企業(yè)工程設(shè)計(jì)防火標(biāo)準(zhǔn)》GB 51283-2020 :6.2.2 單罐容積不小于 100m3的甲B、乙A液體當(dāng)采用固定頂罐或低壓罐儲(chǔ)罐時(shí),應(yīng)采用氮?dú)饣蚨栊詺怏w密封。
認(rèn)為應(yīng)設(shè)置氮封,原因:雖然從合規(guī)性角度來(lái)看,50m3的甲醇儲(chǔ)罐不設(shè)置氮封也滿足標(biāo)準(zhǔn)要求。但從風(fēng)險(xiǎn)角度,設(shè)置氮封十分必要。有二方面原因: 一、從氮封的目的來(lái)看,是為了隔絕空氣進(jìn)入,實(shí)現(xiàn)防爆。如果未設(shè)置氮封,儲(chǔ)罐內(nèi)部氣相空間就始終處于一個(gè)爆炸性混合氣體的狀態(tài)。這樣的后果就是現(xiàn)場(chǎng)一旦有動(dòng)火作業(yè)、設(shè)備工具不防爆、防雷防靜電失效,就極可能會(huì)造成事故。除非你現(xiàn)場(chǎng)動(dòng)火、電氣設(shè)施防爆功能一直完好,防雷防靜電設(shè)施持續(xù)可靠(企業(yè)真能做到嗎?)。 二、從事故追責(zé)來(lái)看,我們現(xiàn)階段生產(chǎn)安全事故的追責(zé)機(jī)制是十分嚴(yán)厲的,處處要留痕,事事要追責(zé)。即使調(diào)查組沒有追究企業(yè)加不加氮封的責(zé)任,但會(huì)追究企業(yè)諸如“隱患排查不"、“風(fēng)險(xiǎn)辨識(shí)不全面"、“安全主體責(zé)任落實(shí)不到位"等無(wú)法辯解的責(zé)任,所以責(zé)任肯定是無(wú)法逃脫的。 氮封閥通過監(jiān)測(cè)儲(chǔ)罐內(nèi)壓力的變化來(lái)自動(dòng)調(diào)節(jié)惰性氣體的流入,保持儲(chǔ)罐頂部惰氣體層的穩(wěn)定。氮封閥的核心功能是調(diào)節(jié)儲(chǔ)罐頂部惰氣體層的壓力。當(dāng)儲(chǔ)罐內(nèi)的壓力降至低于預(yù)設(shè)值時(shí),氮封閥會(huì)感應(yīng)到這一變化并自動(dòng)開啟,允許惰性氣體流入。而一旦壓力回升至設(shè)定值,閥門便隨之關(guān)閉,停止惰性氣體的進(jìn)一步流入。
▍ 石化儲(chǔ)罐頂部氮封系統(tǒng)的具體設(shè)置要求關(guān)鍵接口功能此外,氮封閥依賴三個(gè)關(guān)鍵接口進(jìn)行有效的壓力調(diào)節(jié),分別是與儲(chǔ)罐的接口、惰性氣體源接口和出氣口連接儲(chǔ)罐的接口。其一,連接閥門與儲(chǔ)罐的接口,用于測(cè)量?jī)?chǔ)罐內(nèi)的壓力;其二,連接惰性氣體源與閥門的接口,作為惰性氣體的供應(yīng)源;其三,連接閥門出氣口與儲(chǔ)罐的接口,確保為儲(chǔ)罐持續(xù)提供必要的惰性氣體。 02氮封閥的作用與注意事項(xiàng) ▍ 工作原理與安全氮封閥,作為調(diào)節(jié)儲(chǔ)罐頂部惰氣體層壓力的關(guān)鍵設(shè)備,其工作原理相當(dāng)重要。氮封閥在壓力變化時(shí)自動(dòng)開啟或關(guān)閉,保證儲(chǔ)罐安全。當(dāng)儲(chǔ)罐內(nèi)壓力低于預(yù)設(shè)值時(shí),氮封閥會(huì)感應(yīng)到這一變化并自動(dòng)開啟,允許惰性氣體流入。而當(dāng)壓力回升至設(shè)定值時(shí),閥門則會(huì)自動(dòng)關(guān)閉,停止惰性氣體的進(jìn)一步流入。這一系列動(dòng)作,確保了儲(chǔ)罐內(nèi)壓力的穩(wěn)定,從而保證了儲(chǔ)罐的安全與穩(wěn)定運(yùn)行。 1、氮封閥裝置必須保持完好無(wú)損,同時(shí)確保惰性氣體的供應(yīng)充足。一旦閥門出現(xiàn)故障或供應(yīng)不足,儲(chǔ)罐內(nèi)的氧氣濃度可能會(huì)上升,這與蒸發(fā)介質(zhì)混合后可能產(chǎn)生易燃物質(zhì),帶來(lái)安全隱患。 2、惰性氣體應(yīng)通過有效輸送方式引入罐槽中,以確保其能夠均勻分布并達(dá)到預(yù)期效果。 3、必須嚴(yán)格防范任何可能污染惰性氣體的來(lái)源。惰性系統(tǒng)應(yīng)配備適當(dāng)?shù)某凉裨O(shè)備,以盡可能降低濕度,確保氣體質(zhì)量。 ▍ 石化儲(chǔ)罐頂部氮封系統(tǒng)的具體設(shè)置要求維護(hù)性和特性
此外,氮封閥還具備以下現(xiàn)場(chǎng)可維護(hù)性和特性:材料多樣,包括不銹鋼金屬部件,以及等柔軟密封和墊圈產(chǎn)品;凈化技術(shù),高凈化填充應(yīng)用于高凈化產(chǎn)品,確保氣體純凈;專門設(shè)計(jì),針對(duì)罐槽填充進(jìn)行優(yōu)化,滿足特定需求;運(yùn)行壓力范圍在10PSIG到200PSIG的供應(yīng)壓力下有效工作;標(biāo)準(zhǔn)接口采用NPT入口和出口,方便連接;壓力平衡閥確保穩(wěn)定運(yùn)行;法蘭連接選項(xiàng)有ANSI150磅或300磅,靈活選擇;補(bǔ)給管過濾器提供額外保護(hù),確保氣體質(zhì)量;自力式結(jié)構(gòu)自動(dòng)感應(yīng)并調(diào)節(jié)填充氣體流入;設(shè)定點(diǎn)穩(wěn)定性不受供應(yīng)壓力影響,保持一致;流量調(diào)整,通過多種尺寸的阻流器,輕松適應(yīng)不同大小的儲(chǔ)罐。 |
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