化工拱頂儲罐自力式氮封閥應用案例

隨著(zhù)儲罐設施規模大型化、運行長(cháng)周期化、罐區工藝復雜化、儲罐檢修專(zhuān)業(yè)化等影響，儲運設施本質(zhì)安全和安全管理重要性日益顯著(zhù)該建議明確了常壓儲罐VOCs治理安全安全附件的要求，以進(jìn)一步規范常壓儲罐VOCs治理安全改造風(fēng)險防范工作，本文對該文件進(jìn)行解讀分享，如下：

  自力式氮封閥工作原理
    工作原理（1）當氮封閥關(guān)閉時(shí)，主閥的活塞是在一個(gè)密封室內，當儲罐壓力等于或大于設定的壓力時(shí)，膜片就被向上頂起，氣導閥在彈簧的作用下向上移動(dòng)，把氣導閥上的密封圈緊緊壓在閥座上，關(guān)閉了控制氣的進(jìn)口，同時(shí)特殊閥芯室的壓力增加并接近氮氣總管的壓力，此壓力通過(guò)內部通道，從特殊閥芯室傳到主閥閥芯室。主閥的活塞就處于氮氣總管壓力的作用，由于主閥閥芯上、下所受氣體壓力平衡，所以主閥閥芯在自重和彈簧的作用下將閥門(mén)緊密關(guān)死。
    （2）氮封閥打開(kāi)時(shí)，當儲罐壓力稍微低于設定壓力時(shí)，膜片因為感應壓力下降而向下移動(dòng)，推動(dòng)氣導閥打開(kāi)，氮氣經(jīng)過(guò)孔板、氣導閥的出口進(jìn)入儲罐，使儲罐內的壓力增加，同時(shí)氣導閥的特殊閥芯室的壓力下降，氮氣通過(guò)內部通道從特殊閥芯室進(jìn)入主閥閥芯室。由于主閥閥芯的活塞面積大于主閥閥座孔面積，并有彈簧的彈力和主閥的重量，所以當儲罐壓力稍微低于設定點(diǎn)時(shí)，特殊閥芯室和主閥閥芯室的壓力降低很小，主閥仍然保持關(guān)閉，氮氣只從氣導閥進(jìn)入儲罐。

化工拱頂儲罐自力式氮封閥應用案例

（一）儲罐附件的本質(zhì)安全水平低
目前，我國在立式鋼結構儲罐主體（罐底、罐壁和罐頂）的設計、建造及驗收等環(huán)節有著(zhù)嚴格的技術(shù)標準和管理流程，但在儲罐安全附件要求方面存在空缺，認證、檢驗程序不規范，儲罐安全附件多作為單一產(chǎn)品進(jìn)行管理。在采購、使用和日常維護過(guò)程中，其優(yōu)劣基本多憑借甲方的經(jīng)驗和乙方的宣傳，對其性能沒(méi)有嚴謹的檢驗手段和管理辦法，使用單位把自身的安全需求寄托于廠(chǎng)家自身質(zhì)量保證。具體表現為以下幾個(gè)方面：
1. 內浮盤(pán)可靠性低。
內浮盤(pán)的本質(zhì)安全水平與其自身的“密封性"、“穩定性"、“耐火性"和“可維修性"密切相關(guān)，浮盤(pán)應具備一定強度的“穩定性"和“耐火性"，可避免儲罐閃爆之后，浮盤(pán)失穩或失效引發(fā)全面積火災。
2. 呼吸閥和浮盤(pán)的密閉性是企業(yè)提質(zhì)增效的重要保障
呼吸閥和浮盤(pán)的密封性是減少油品損耗、提升氮封系統運行效率和滿(mǎn)足無(wú)組織排放達標的重要保障。一方面，當前氮封系統壓力控制范圍狹窄，壓力控制閥（呼吸閥、單呼閥、氮封閥）的控制壓力相互之間易產(chǎn)生交集，易導致氮封系統失效。另一方面，《揮發(fā)性有機物無(wú)組織排放控制標準》（GB 37822-2019）標準的實(shí)施，要求氮封儲罐的呼吸閥和無(wú)氮封儲罐的罐頂 通氣孔位置的油氣濃度不應超過(guò)5000μmol/mol(重點(diǎn)地區為 2000μmol/mol，中石化要求為 4000μmol/mol)。由于氮封儲罐罐內油氣濃度普遍較高，如果呼吸閥密閉性不達標，呼吸閥口將無(wú)法滿(mǎn)足排放標準。
3. 阻火器是保障儲罐及連通系統安全的基石
儲罐氣相連通支線(xiàn)管道和罐頂中央通氣孔上設置的阻火器性能是否達標，是確保儲罐安全運行的重要保障。

（二）儲罐安全附件的檢測和評估能力不足
由于儲罐不屬于特種設備，最能反映儲罐安全狀況的全面檢驗只對罐體腐蝕和裂紋進(jìn)行檢測，儲罐安全附件檢驗技術(shù)要求不明確，其優(yōu)劣基本多憑借使用經(jīng)驗和廠(chǎng)家宣傳。當前國內相關(guān)機構尚不具備能力對儲罐的安全附件進(jìn)行有效、全面的檢測和評估，如浮盤(pán)、呼吸閥、氮封閥、緊急泄壓閥和阻火器等。
（三）儲罐安全附件的技術(shù)標準要求低或規范缺失。
如我國對呼吸閥的泄漏量要求為 0.4m3/h，遠低于 API 和 ISO 要求的 0.014m3/h 和部分國家要求的 0.0017 m3/h。另外，呼吸閥、單呼閥、氮封閥等安全附件在產(chǎn)品和使用方面技術(shù)標準不完備或可操作性差

化工拱頂儲罐自力式氮封閥應用案例規格用技術(shù)參數：
主要參數及主要性能指標見(jiàn)表一             表一

2、壓力調節范圍見(jiàn)表二                                 表二

3、化工拱頂儲罐自力式氮封閥應用案例主要零件材料見(jiàn)表三  表三

七、化工拱頂儲罐自力式氮封閥應用案例壓力調節范圍確定
    設定壓力調節范圍分段詳見(jiàn)規格與技術(shù)參數表，應盡量將常用壓力設定值選取在范圍的中間值附近。
    ZZYVP-16B帶指揮器型自力式壓力氮封閥本身是一種調節系統，主閥需一定的推動(dòng)壓力，即閥前壓力不得低于200KPa（表壓）。

化工拱頂儲罐自力式氮封閥應用案例閥門(mén)的安裝與維護：
1、閥門(mén)安裝：
　?。?）安裝前須檢查產(chǎn)品型號、位號及規格是否吻合，檢查整機零件是否缺損與松動(dòng)。
　?。?）在安裝前，對管道應進(jìn)行清洗，閥門(mén)入口處要有足夠的直管段，并配有過(guò)濾器。閥體與管道的法蘭連接，要注意同軸度。
　?。?）閥門(mén)安裝前，應先清洗管道。
　?。?）安裝場(chǎng)地應考慮到人員設備的安全，既便于操作，又有利于拆裝與維護。
　?。?）閥門(mén)應正立垂直安裝在水平管道上，不得已時(shí)可傾斜安裝，盡量避免水平安裝，閥自重量較大或有振動(dòng)的場(chǎng)合，要用支撐架。
　?。?）介質(zhì)流動(dòng)方向應與閥體上的箭頭指向一致。氣源應干燥、無(wú)油。閥門(mén)應在環(huán)境溫度-20~55℃場(chǎng)所使用。 
2、閥門(mén)維護：
　?。?）清洗閥門(mén)：對清洗一般介質(zhì)，只要用水洗凈就可以。但對清洗有害健康的介質(zhì)，首先要了解其性質(zhì)，再選用相應的清洗辦法。
　?。?）閥門(mén)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(shí)應使用專(zhuān)用工具。
　?。?）閥座：密封面有較小的銹斑與磨損，可用機械加工的方法進(jìn)行，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(jìn)行研磨。
　?。?）閥桿：表面損壞，只能換新。
　?。?）推桿、導向與密封表面的損壞：對反作用執行機構必須換新，而對正作用執行機構，可用適當的修理后使用。
　?。?）壓縮彈簧：如有裂紋等影響強度的缺陷，必須換新。
　?。?）易損零件：填料、密封墊片與O型圈，每次檢修時(shí)，全部換新。閥芯、膜片必須檢查是否有預示將來(lái)可能發(fā)生的裂紋、老化與腐蝕痕跡，根據檢查結果，決定是否更換，但膜片使用期一般最多2-3年。
（8） 閥門(mén)組裝要注意對中，螺栓要在對角線(xiàn)上擰緊，滑動(dòng)部分要加潤滑油。組裝后應按產(chǎn)品出廠(chǎng)測試項目與方法調試，并在這期間，可準確地調整填料壓緊力、閥芯關(guān)閉位置。

 化工拱頂儲罐自力式氮封閥應用案例工作原理
    自力式氮封閥氮封裝置，由控制閥門(mén)、執行器、壓力彈簧、指揮器、脈沖管等部件組成。主要用于保持容器頂部保護氣體（一般為氮氣）的壓力恒定，以避免容器內物料與空氣直接接觸，防止物料揮發(fā)、被氧化，以及容器的安全。特別適用于各類(lèi)大型儲罐的氣封保護系統。該產(chǎn)品具有節能、動(dòng)作靈敏、運行可靠、操作與維修方便等特點(diǎn)。廣泛應用于石油、化工等行業(yè)。
    供氮裝置，將設在罐頂的取壓點(diǎn)的介質(zhì)經(jīng)導壓管引入檢測機構，介質(zhì)在檢測元件上產(chǎn)生一個(gè)作用力與與彈簧、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(diǎn)時(shí)，平衡破壞，使指揮器閥芯，打開(kāi)，使閥前氣體經(jīng)減壓閥，節流閥、進(jìn)入主閥執行機構上、下膜室，打開(kāi)主閥閥芯，向罐內充注氮氣；當罐內壓力升至供氮裝置壓力設定點(diǎn)，由于預設彈簧力，關(guān)閉指揮器閥芯、由于主閥執行機構中的彈簧作用，關(guān)閉主閥，停止供氮。
    泄氮裝置，該裝置采用內反饋結構，介質(zhì)直接經(jīng)閥蓋進(jìn)入檢測機構，介質(zhì)在檢測元件上產(chǎn)生一個(gè)作用力與預設彈簧預緊力相平衡。當罐內壓力升高至高于泄氮裝置壓力設定點(diǎn)時(shí)，平衡被破壞，使閥芯上移，打開(kāi)閥門(mén)，向外界泄放氮氣；當罐內壓力降至泄氮裝置壓力設定點(diǎn)，由于預設彈簧力作用，關(guān)閉閥門(mén)。