固定頂罐氮封系統(tǒng)示意流程設(shè)計方案
接下來，我們將深入探討自力式氮封閥的各項細(xì)節(jié)，包括其工作原理、安裝調(diào)試的具體步驟、日常操作方法，以及維護(hù)保養(yǎng)的關(guān)鍵要點。這些詳盡的說明，旨在為用戶提供全面的使用指南。自力式氮封閥，這一自動控制裝置，專為儲罐頂部的氮氣壓力調(diào)節(jié)而設(shè)計。它憑借其獨特的感應(yīng)功能，無需外接電源即可感知儲罐內(nèi)的壓力波動，并據(jù)此智能調(diào)節(jié)氮氣的補給量。通過這一系列精準(zhǔn)操作，它能夠有效地維持罐內(nèi)的微正壓狀態(tài)，這一壓力范圍通常控制在0.5至5千帕之間，從而有力地阻止了空氣的侵入及介質(zhì)的揮發(fā)。
自力式氮封閥的工作原理主要依賴于其內(nèi)部的壓力感應(yīng)元件。這些敏感元件，如膜片或波紋管，能夠?qū)崟r監(jiān)測儲罐內(nèi)的壓力變化。當(dāng)罐內(nèi)壓力低于預(yù)設(shè)的安全范圍時，閥門會自動開啟，補充適量的氮氣以維持微正壓狀態(tài)。而當(dāng)壓力超過設(shè)定上，閥門則會自動關(guān)閉或通過泄壓閥釋放多余壓力，確保儲罐的安全運行。調(diào)節(jié)閥，供氮閥，泄氮閥，以閥后壓力為動力源，引入閥后壓力到指揮器膜片上以控制指揮器閥芯位置，改變流經(jīng)指揮器閥芯的介質(zhì)壓力和流量，使閥門后端壓力保持恒定的調(diào)節(jié)閥。進(jìn)口自力式氮封閥壓力設(shè)定在指揮器上的彈簧上實現(xiàn)，擰緊壓縮彈簧閥后壓力變大，反之則變小，操作簡單因而存在方便、便捷、比一般的直接取壓自力式壓力調(diào)節(jié)閥精度要高;一般用于儲罐氮封系統(tǒng);調(diào)節(jié)和穩(wěn)定儲罐的氮氣壓力，控制精度極其靈敏，控制精度閥后能達(dá)到0.0001MPa (100pa，0.1kp)運行過程中壓力可以連續(xù)調(diào)節(jié),特別適合是控制微壓場合的工況。 氮封閥無需外加能源，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。該閥控制精度高，比一般直接操作型調(diào)壓閥高一倍左右。減壓比大，反應(yīng)靈敏，極小的壓力或極小的壓力變化都可以感知出來，對同一臺閥而言，調(diào)節(jié)范圍比普通自力式調(diào)節(jié)閥廣，壓力設(shè)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(shè)定。自力式氮封閥是無需外源動力（電力、氣源），依靠儲罐內(nèi)介質(zhì)壓力與氮氣壓力自動平衡，通過內(nèi)置膜片、彈簧組件感知壓力變化，調(diào)節(jié)氮氣進(jìn)氣量或介質(zhì)泄放量，使儲罐內(nèi)維持微正壓氮氣密封環(huán)境的閥門。其核心優(yōu)勢在于 “自動氮封 + 無動力依賴”，適配化工、石油、食品等需防止儲罐內(nèi)介質(zhì)揮發(fā)、氧化或污染的場景，符合 GB/T 13927、HG/T 20507 標(biāo)準(zhǔn)，保障儲罐密封的安全性與經(jīng)濟(jì)性。
固定頂罐氮封系統(tǒng)示意流程設(shè)計方案自力式氮封閥關(guān)鍵參數(shù)
閥體與密封參數(shù)：閥體材質(zhì)選碳鋼 WCB（無腐蝕介質(zhì)，耐溫≤425℃）、304 不銹鋼（弱腐蝕 / 食品級介質(zhì)，耐溫≤425℃）、316L 不銹鋼（強(qiáng)腐蝕介質(zhì)，耐溫≤450℃）；公稱壓力 PN1.0-4.0MPa（適配儲罐微壓工況，通常實際工作壓力 0.1-5kPa）；公稱通徑 DN20-80（中小通徑為主）；工作溫度 - 40-260℃（按材質(zhì)分檔，軟密封≤150℃，硬密封≤260℃）；密封形式為軟密封（PTFE/FKM，泄漏率≤1×10??MPa?m³/s，適配清潔介質(zhì)）或硬密封（金屬對金屬，適配高溫場景）；控壓精度 ±5%（確保儲罐內(nèi)壓力穩(wěn)定）。
調(diào)節(jié)與性能參數(shù)：動作方式分進(jìn)氣型（儲罐壓力低于設(shè)定值時補氮氣）、泄壓型（壓力高于設(shè)定值時泄放介質(zhì) / 混合氣）、組合型（兼具進(jìn)氣與泄壓功能）；設(shè)定壓力范圍 0.1-50kPa（微壓調(diào)節(jié)為主，可通過更換彈簧調(diào)整）；流通能力 Cv 值 0.05-10（DN20 Cv≈0.1，DN80 Cv≈10，按氮氣補量核算）；耐壓強(qiáng)度為公稱壓力 1.5 倍；適配介質(zhì)為儲罐內(nèi)儲存的汽油、甲醇、乙醇、食用油、化工溶劑等易揮發(fā)或易氧化介質(zhì)。
自力式氮封閥選型要點
選型先明確需求：根據(jù)儲罐介質(zhì)特性選材質(zhì)（強(qiáng)腐蝕選 316L，食品級選 304）；按儲罐是否需補氮或泄壓選動作方式（多數(shù)場景選組合型）。其次匹配參數(shù)：按儲罐容積、介質(zhì)揮發(fā)量核算氮氣補量，結(jié)合 Cv 值選通徑；低溫清潔場景選 PTFE 軟密封，高溫場景選硬密封。最后關(guān)注細(xì)節(jié)：安裝在儲罐頂部，進(jìn)氣端接氮氣源，泄壓端接尾氣處理裝置；需加裝過濾器（防止雜質(zhì)堵塞閥芯）。
自力式氮封閥應(yīng)用場景
在石油行業(yè)，用于汽油儲罐氮封，304 不銹鋼閥體防腐蝕，自動補氮維持微壓，防止汽油揮發(fā)與空氣進(jìn)入引發(fā)安全隱患；化工行業(yè)，用于甲醇儲罐氮封，組合型閥體平衡壓力，避免甲醇揮發(fā)污染環(huán)境與氧化變質(zhì)；食品行業(yè)，用于食用油儲罐氮封，食品級 304 材質(zhì) + PTFE 密封，防止食用油氧化酸敗，保障品質(zhì)；此外，在制藥行業(yè)溶劑儲罐、日化行業(yè)香精儲罐中，也用于氮封保護(hù)，提升儲存安全性。
自力式氮封閥與相似產(chǎn)品比較
與自力式壓力調(diào)節(jié)閥比較：氮封閥專注儲罐微壓氮封（0.1-50kPa），帶氮氣密封功能；壓力閥控制常規(guī)壓力（≥0.1MPa），無密封功能，按壓力范圍與密封需求劃分適用范圍。
與氣動氮封閥比較：自力式無需氣源，結(jié)構(gòu)簡單成本低；氣動需氣源，控壓精度高（±1%），適配高精度氮封場景，按是否有氣源劃分適用范圍。
與電動氮封閥比較：自力式無需電力，免維護(hù)，適配無電源場景；電動需電源，可遠(yuǎn)程監(jiān)控壓力，適配智能儲罐系統(tǒng)，按是否有電源與遠(yuǎn)程控制需求劃分適用范圍。
氮封閥作為儲罐氮封系統(tǒng)的重要組件，包括ZZDG供氮閥、ZZDX泄氮閥及呼吸閥。這些關(guān)鍵組件在需要隔絕空氣的場合發(fā)揮著關(guān)鍵作用，如儲罐氮封、超純水氮封及導(dǎo)熱油氮封等氮封保護(hù)系統(tǒng)。
固定頂罐氮封系統(tǒng)示意流程設(shè)計方案
當(dāng)罐內(nèi)壓力超過設(shè)定值時，供氮閥在罐內(nèi)壓力過高時關(guān)閉，而泄氮閥則會自動打開，釋放多余壓力。反之，當(dāng)罐內(nèi)壓力降低時，泄氮閥將關(guān)閉，供氮閥打開，注入所需氮氣。
為保證裝置的可靠性和使用效果，特別值得一提的是，供氮閥前的壓力應(yīng)控制在1.0Mpa以下。若現(xiàn)場壓力過高，可在供氮閥前加裝ZZYP型自力式壓力調(diào)節(jié)閥進(jìn)行減壓。
此外，氮封裝置的供（泄）氮壓力設(shè)定簡便，可在生產(chǎn)過程中進(jìn)行靈活調(diào)整。通過調(diào)節(jié)供氮閥頂部的調(diào)節(jié)螺絲，可以輕松改變彈簧力，從而設(shè)定新的工藝壓力值。同時，呼吸閥的設(shè)定值也應(yīng)適當(dāng)調(diào)整，以確保其安全作用得到充分發(fā)揮。
02固定頂罐氮封系統(tǒng)示意流程設(shè)計方案氮封閥的安裝注意事項
在安裝方面，泄氮閥通常被安裝在罐頂，且其口徑應(yīng)與進(jìn)液閥口徑一致。通過這些精細(xì)的設(shè)計和安裝，氮封閥能夠確保儲罐在添加物料時，壓力能夠得到及時有效的控制。
當(dāng)儲罐的出液閥被打開，用戶開始放料時，隨著液面的下降，氣相部分的容積會相應(yīng)增大。這導(dǎo)致罐內(nèi)的壓力開始降低。安裝過程中精細(xì)設(shè)計確保了儲罐在加料時壓力得到控制，通過自動注入氮氣維持罐內(nèi)壓力平衡，供氮裝置會自動啟動，向儲罐內(nèi)注入氮氣，從而使得罐內(nèi)的壓力逐漸回升。一旦罐內(nèi)的壓力上升到供氮裝置設(shè)定的自動關(guān)閉值，該裝置便會停止注入氮氣。
1 固定頂罐氮封系統(tǒng)示意流程設(shè)計方案儲罐氮封控制原理
氮封裝置主要用于儲罐頂部，維持儲罐的微正壓，隔離物料與外界接觸，減少物料的揮發(fā)和浪費，保護(hù)儲罐安全。
在儲罐上設(shè)置氮封系統(tǒng), 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, 氮封閥關(guān)閉, 停止氮氣供應(yīng); 當(dāng)氣相空間壓力低于0.2kPa 時,氮封閥開啟, 開始補充氮氣, 保證儲罐在正常運行過程中不吸進(jìn)空氣, 防止形成爆炸性氣體。
儲 罐 氮 封 系 統(tǒng) 使 用 “的 氮 氣 純 度 不 宜 低 于99.96% , 氮氣壓力宜為0.5~0.6 MPa。
2 固定頂罐氮封系統(tǒng)示意流程設(shè)計方案儲罐氮封的設(shè)置要求
是否設(shè)氮封設(shè)施和氮封閥參考如下規(guī)定：
1）SH/T3007《石油化工儲運系統(tǒng)罐區(qū)設(shè)計規(guī)范》第4.2.5條“其他甲B、乙A類液體化工品有特殊儲存需要時，可以選用固定頂儲罐、低壓儲罐和容量小于或等于100m³的臥式儲罐，但應(yīng)采取下列措施之一：
①設(shè)置氮氣或其他惰性氣體密封保護(hù)系統(tǒng)，密閉收集處理罐內(nèi)排出的氣體；
②設(shè)置氮氣或其他惰性氣體密封保護(hù)系統(tǒng)，控制儲存溫度低于閃點5℃及以下”。第4.2.10條“儲存Ⅰ、Ⅱ級毒性的甲B、乙A類液體儲罐不應(yīng)大于10000m³，且應(yīng)設(shè)置氮氣或其他惰性氣體密封保護(hù)系統(tǒng)”。
2）《石油化工儲運罐區(qū)VOCs治理項目指導(dǎo)意見》規(guī)定：“甲B、乙A類中間原料儲罐、芳烴類儲罐、輕污油儲罐、酸性水罐、排放氣中含有較高濃度油氣和硫化物等需對排放氣體進(jìn)行收集治理的儲罐應(yīng)設(shè)置氮氣密封系統(tǒng)”。
3）其他為防止儲罐揮發(fā)性有毒或可燃?xì)怏w泄放到罐外危害安全或防止儲罐內(nèi)物料與氧接觸氧化或發(fā)生化學(xué)反應(yīng)等場合。
3 固定頂罐氮封系統(tǒng)示意流程設(shè)計方案儲罐氮封工藝流程
① 在每臺儲罐上設(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, 氮封閥關(guān)閉, 停止氮氣供應(yīng); 當(dāng)氣相空間壓力低于0.2kPa 時, 氮封閥開啟, 開始補充氮氣; 當(dāng)?shù)忾y需要檢修或出現(xiàn)故障時, 使用限流孔板旁路給儲罐內(nèi)補充氮氣, 壓力高于1.5kPa 時, 通過帶阻火器的呼吸閥外排 (短時間連續(xù)補充氮氣) 。
② 當(dāng)?shù)忾y因故障失靈不能及時關(guān)閉, 造成罐內(nèi)壓力超過1.5kPa 時, 通過帶阻火器的呼吸閥外排;當(dāng)?shù)忾y因故障失靈不能及時開啟, 造成罐內(nèi)壓力降低至-0.3kPa 時, 通過帶阻火器的呼吸閥向罐內(nèi)補充空氣, 確保罐內(nèi)壓力不低于儲罐的設(shè)計壓力低限(-0.5kPa) 。
③ 為確保設(shè)置氮封儲罐事故工況下的安全排放,應(yīng)在儲罐上設(shè)置緊急泄放閥, 緊急泄放閥定壓不應(yīng)高于儲罐的設(shè)計壓力上限 (2.0kPa) 。
④ 當(dāng)需要使用限流孔板旁路補充氮氣時, 流量宜等于油品出罐流量, 氮氣管道的管徑為DN50mm,氮氣的操作壓力為0.5MPa。
⑤ 若在相同油品儲罐之間設(shè)置有氣相連通管道,每臺儲罐氣相出口管道均應(yīng)設(shè)置阻火器, 以防止事故擴(kuò)大。
⑥ 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。
4 固定頂罐氮封系統(tǒng)示意流程設(shè)計方案氮封系統(tǒng)示意流程圖
下面圖-1是固定頂罐的一種簡單氮封方式。在這種設(shè)計中，氮封閥的設(shè)定值和呼吸閥的呼及吸的設(shè)定值需合理選擇，氮封閥的設(shè)定值介于二者之間，呼吸閥設(shè)定值的大小會影響氮氣的消耗量。
對于常壓罐或容器，還可以采用圖-2的方式，通過進(jìn)口（氮氣進(jìn)）和出口（氣相放空）的壓力控制實現(xiàn)氮封。在罐內(nèi)總是保持一定的壓力，最高不超過10KPa（表壓）。
固定頂罐氮封系統(tǒng)示意流程設(shè)計方案
| 序號 | 品 名 | 型 號 及 規(guī) 格 | 單位 | 數(shù)量 |
| 1 | 氮封閥 | 氮封閥ZZYVP-16P DN20 PN16 進(jìn)口壓力 0.3-0.6 MPA, 出口壓力1 KPA 泄露等級：0 泄露 法蘭尺寸HG/T20592-2009 對角螺絲孔中心距75MM 4個螺絲孔，螺絲孔大小14MM | 臺 | 19 |
| 2 | 泄氮閥 | 泄氮閥ZZVP-16P DN50 PN16起跳壓力2.5KPA 泄露等級：0 泄露 起跳壓力以下零泄漏 法蘭尺寸HG/T20592-2009 對角螺絲孔中心距125MM 4個螺絲孔，螺絲孔大小18MM | 臺 | 19 |
| 3 | 球閥 | 球閥Q41F-16C DN150 PN16 介質(zhì)循環(huán)水 法蘭尺寸HG/T20592-2009 對角螺絲孔中心距240MM 8個螺絲孔，螺絲孔大小23MM | 臺 | 1 |
| 4 | 球閥 | 球閥Q41F-16C DN125 PN16 介質(zhì)循環(huán)水 法蘭尺寸HG/T20592-2009 對角螺絲孔中心距210MM 8個螺絲孔，螺絲孔大小18MM | 臺 | 2 |
| 5 | 過濾器 | Y型過濾器GL41H-16C DN125 PN16 介質(zhì)循環(huán)水，過濾精度50 μm,300目 法蘭尺寸HG/T20592-2009 對角螺絲孔中心距210MM 8個螺絲孔，螺絲孔大小18MM | 臺 | 2 |
| 公稱通徑 | DN25、32、40、50、65、80、100mm | |
| 公稱壓力 | PN1.0M Pa JB/T79.1-94、79.2-94等 | |
| 法蘭標(biāo)準(zhǔn) | ||
| 閥體材料 | 鑄鐵（HT200）、鑄鋼（ZG230-450）、鑄不銹鋼（ZG 1Cr18Ni9Ti、ZG1Cr18Ni12Mo2Ti） | |
| 閥芯材料 | 硬密封 | 不銹鋼（1Cr18Ni9Ti、1Cr18Ni12Mo2Ti） 不銹鋼鑲嵌橡膠圈 |
| 軟密封 | ||
| 閥桿材料 | 不銹鋼（1Cr18Ni9Ti、1Cr18Ni12Mo2Ti） | |
| 流量特性 | - | |
| 使用溫度 | ||
| 壓力設(shè)定范圍(KPa) | 0.4～0.5 5～10 9～14 13～19 18～24 22～28 27～33 36～44 42～51 49～58 56～66 |
| 膜蓋材料 | A3、A4鋼板涂四氟乙烯 |
| 膜片材料 | 丁晴橡膠、乙炳橡膠、氟橡膠、耐油橡膠 |
| 設(shè)定值偏差±5% | 允許泄露量 | |
| 允許泄露量 | 標(biāo)準(zhǔn)型 | IV級（符合GB/T4312-92標(biāo)準(zhǔn)） |
| 嚴(yán)密型 | VI級（符合GB/T4312-92標(biāo)準(zhǔn)） | |
| 公稱通徑DN | 25 | 32 | 40 | 50 | 65 | 80 | 100 | ||||||||
| 閥座通徑Dn | 5 | 6 | 7 | 8 | 10 | 12 | 15 | 20 | 25 | 32 | 40 | 50 | 65 | 120 | 100 |
| 流量系數(shù)Kv | 0.2 | 0.32 | 0.5 | 0.8 | 1.8 | 2.8 | 4.4 | 6.9 | 11 | 20 | 30 | 48 | 75 | 120 | 190 |
| 額定行程L | 8 | 10 | 14 | 20 | 25 | ||||||||||
| 公稱通徑DN | 20 | 25 | 32 | 40 | 50 | 65 | 80 | 100 |
| 閥座通徑Dn | 20 | 25 | 32 | 40 | 50 | 65 | 80 | 100 |
| 流量系數(shù)Kv | 6.9 | 11 | 20 | 30 | 48 | 75 | 120 | 190 |
| 額定行程L | 8 | 10 | 14 | 20 | 25 | |||
02固定頂罐氮封系統(tǒng)示意流程設(shè)計方案安裝與操作
首先，將自力式氮封閥垂直安裝在儲罐頂部的氮氣管線上，并確保閥體箭頭的方向與氮氣的流向保持一致。同時，應(yīng)避免將其置于振動、高溫或腐蝕性環(huán)境中。接下來，進(jìn)行管路連接，將進(jìn)口端與氮氣源相連，并確保經(jīng)過過濾和減壓，以保證氣源的清潔和干燥。出口端則應(yīng)連接至儲罐的氣相空間。最后，可根據(jù)需要選擇安裝輔助儀表，例如在閥前安裝壓力表以便觀察氮氣壓力，或者并聯(lián)安裝呼吸閥或泄壓閥以實現(xiàn)超壓保護(hù)。
初始檢查
首先，要確認(rèn)管路連接處無泄漏現(xiàn)象，并確保閥門處于關(guān)閉狀態(tài)，為接下來的調(diào)試做好準(zhǔn)備。
檢查氮氣源壓力
接下來，需要檢查氮氣源的壓力是否高于設(shè)定值，通常要求高出0.1~0.2MPa，以保證閥門的正常運行。
設(shè)定壓力
通過旋動調(diào)節(jié)螺釘（或手輪），調(diào)整彈簧預(yù)緊力至所需的設(shè)定壓力。具體操作時，可以參考閥門銘牌或說明書中的指導(dǎo)。
緩慢開啟氮氣源
在完成設(shè)定壓力后，應(yīng)緩慢開啟氮氣源，并密切觀察壓力表的變化。閥門應(yīng)在設(shè)定的壓力點自動啟閉，這是驗證設(shè)定是否成功的重要步驟。
測試運行
最后，通過模擬壓力變化的情況，如微開罐頂放空閥，來驗證閥門是否能夠及時、準(zhǔn)確地響應(yīng)壓力變化。
03固定頂罐氮封系統(tǒng)示意流程設(shè)計方案維護(hù)與故障處理
每月，應(yīng)檢查閥門的動作是否保持靈活，并清除膜片或波紋管上的雜質(zhì)，以確保其正常工作。此外，每半年還需校驗設(shè)定的壓力值，并仔細(xì)檢查密封件是否出現(xiàn)老化跡象。
若閥門出現(xiàn)不動作的情況，應(yīng)首先檢查膜片是否破損，彈簧是否卡澀，以及氣源是否暢通。若存在泄漏問題，可嘗試更換閥座密封件或緊固連接螺栓來解決。而若壓力波動過大，則需檢查設(shè)定的壓力值是否合理，或管路是否存在堵塞情況。
04固定頂罐氮封系統(tǒng)示意流程設(shè)計方案使用須知與示例參數(shù)
在使用過程中，需確保氮氣的純度達(dá)到99.9%或以上，以避免因油、水或顆粒物雜質(zhì)的存在而影響閥門的正常工作。同時，應(yīng)避免在閥門處于關(guān)閉狀態(tài)時長時間施加壓力，以防膜片因此受損。此外，若介質(zhì)為易燃易爆物質(zhì)，則必須選用防爆型的氮封閥以確保安全。
設(shè)定壓力范圍：0.5~5kPa（可靈活調(diào)整）
適用溫度：-20℃至+80℃
接口尺寸：DN25至DN50（根據(jù)儲罐實際容量選定）
若需更詳盡的型號參數(shù)或安裝圖紙，請?zhí)峁┧x用閥門的品牌及具體工作狀況，以便我們?yōu)槟峁└鼘I(yè)的分析。
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