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化工罐區(qū)氮封閥泄氮閥呼吸閥設(shè)計(jì)規(guī)范
氮封閥無需外加能源，利用介質(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。氮封閥控制精度高，調(diào)節(jié)壓差比大，特別適合微壓氣體控制。壓力設(shè)定值在指揮器上實(shí)現(xiàn)，方便、快捷、省時(shí)省力，可在運(yùn)行狀態(tài)下通過調(diào)節(jié)彈簧連續(xù)設(shè)定。是本廠自主開發(fā)、研制的一套自力式微壓力控制系統(tǒng)，主要用于保持容器頂部保護(hù)氣(一般為氮?dú)?的壓力恒定，以避免容器內(nèi)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。該產(chǎn)品具有節(jié)能、動(dòng)作靈敏、運(yùn)行可靠、操作與維修方便等特點(diǎn)。廣泛應(yīng)用于石油、化工等行業(yè)。
氮封閥由供氮裝置供氮閥和泄氮裝置泄氮閥兩部分組成。供氮裝置由指揮器和主閥兩部分組成；泄氮裝置由內(nèi)反饋的壓開型微壓調(diào)節(jié)閥組成。氮?dú)鈮毫σ话阍O(shè)為100mmH2O.通過氮封裝置控制。本實(shí)用 涉及ー種閥門，尤其是一種帶指揮器的自力式壓カ調(diào)節(jié)閥。防止儲(chǔ)罐等容器出現(xiàn)過壓或負(fù)壓的方法是在容器頂部設(shè)置開口;此種情況下，再向容器內(nèi)注入產(chǎn)品時(shí)，任何的多余空氣或氣體可自由離開容器；相反當(dāng)產(chǎn)品排出時(shí)，空氣可流入容器內(nèi)。但是進(jìn)入儲(chǔ)罐內(nèi)的空氣可能會(huì)污染產(chǎn)品，尤其是當(dāng)儲(chǔ)罐中存儲(chǔ)的是有機(jī)溶液與碳?xì)湮飼r(shí)，爆炸性氣體（或空氣）會(huì)在產(chǎn)品上方形成；此外，還有可能發(fā)生不良?xì)怏w與蒸氣的釋放。
ZZDQ自力式氮封閥主要用于儲(chǔ)罐頂部氮?dú)鈮毫愣刂疲员Ｗo(hù)罐內(nèi)物料不被氮化及儲(chǔ)罐安全。氮封閥由ZZDQ快速泄放閥及ZZV自力式微壓調(diào)節(jié)閥兩大部分組成。快速泄放閥由壓力控制器及ZMQ-16K型單座切斷閥組成。儲(chǔ)罐內(nèi)壓力升高至設(shè)定壓力時(shí)，快速泄放閥迅速開啟，將罐內(nèi)多余壓力泄放。微壓調(diào)節(jié)閥在儲(chǔ)罐內(nèi)壓力降低時(shí)，開啟閥門，向罐內(nèi)充注氮?dú)狻Ｒ蛭赫{(diào)節(jié)閥必須使用在壓力為0.1Mpa壓力以下，現(xiàn)場壓力較高，必須安裝ZZYP型壓力調(diào)節(jié)閥將壓力調(diào)節(jié)閥將壓力降低至0.1Mpa以下才可使用。公稱壓力0.1Mpa，壓力可按分段設(shè)定，從0.5Kpa 至66 Kpa以下，介質(zhì)溫度溫度≤80℃。
化工罐區(qū)氮封閥泄氮閥呼吸閥設(shè)計(jì)規(guī)范產(chǎn)品特點(diǎn)
（1）無需外加能源，能在無電、無氣的場合工作，既方便又節(jié)約能源，降低成本。
（2）氮封裝置供氮，泄氮壓力設(shè)定方便，可在連續(xù)經(jīng)營的條件下進(jìn)行。
（3）壓力檢測膜片有效面積大，設(shè)定彈簧剛度小、動(dòng)作靈敏、裝置工作平衡。
（4）采用無填料設(shè)計(jì)，閥桿所受磨擦力小、反應(yīng)迅速、控制精度高。
（5）供氮裝置采用指揮器操作，減壓比可達(dá)100:1，減壓效果好、控制精度高。
（6）為確保儲(chǔ)罐的安全，需在罐頂設(shè)置呼吸閥。
（7）呼吸閥公起安全作用，避免了常規(guī)氮封裝置中啟閉頻繁易損壞的缺陷。
化工罐區(qū)氮封閥泄氮閥呼吸閥設(shè)計(jì)規(guī)范產(chǎn)品特點(diǎn)
無需外加能源，能在無電、無氣的場合工作，既方便，又節(jié)約能源，降低成本；
氮封閥壓力設(shè)定方便，可在連續(xù)生產(chǎn)的條件下進(jìn)行；
壓力檢測膜片有效面積大，設(shè)定彈簧剛度小，動(dòng)作靈敏，裝置工作平穩(wěn)；
采用無填料設(shè)計(jì)，閥桿所受摩擦力小，反應(yīng)迅速，控制精度高；
供氮裝置采用指揮器操作，減壓比可達(dá)100:1,減壓效果好，控制精度高；
為確保儲(chǔ)罐的安全，需在罐頂設(shè)置呼吸閥；
呼吸閥僅起安全作用，避免了常規(guī)氮封裝置中啟閉頻繁易損壞的缺陷。
什么時(shí)候需要設(shè)氮封措施及化工罐區(qū)氮封閥泄氮閥呼吸閥設(shè)計(jì)規(guī)范？
氮封裝置主要用于儲(chǔ)罐頂部，維持儲(chǔ)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(fèi)，保護(hù)儲(chǔ)罐安全。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(chǔ)運(yùn)系統(tǒng)罐區(qū)設(shè)計(jì)規(guī)范》
第4.2.5條“其他甲B、乙A類液體化工品有特殊儲(chǔ)存需要時(shí)，可以選用固定頂儲(chǔ)罐、低壓儲(chǔ)罐和容量小于或等于100m3 的臥式儲(chǔ)罐，但應(yīng)采取下列措施之一：
——設(shè)置氮?dú)饣蚱渌栊詺怏w密封保護(hù)系統(tǒng)，密閉收集處理罐內(nèi)排出的氣體；
——設(shè)置氮?dú)饣蚱渌栊詺怏w密封保護(hù)系統(tǒng)，控制儲(chǔ)存溫度低于閃點(diǎn)5℃及以下"。
第4.2.10條“儲(chǔ)存Ⅰ、Ⅱ級(jí)毒性的甲B、乙A類液體儲(chǔ)罐不應(yīng)大于10000m3，且應(yīng)設(shè)置氮?dú)饣蚱渌栊詺怏w密封保護(hù)系統(tǒng)"。
2）《石油化工儲(chǔ)運(yùn)罐區(qū)VOCs治理項(xiàng)目指導(dǎo)意見》規(guī)定：“甲B、乙A類中間原料儲(chǔ)罐、芳烴類儲(chǔ)罐、輕污油儲(chǔ)罐、酸性水罐、排放氣中含有較高濃度油氣和硫化物等需對(duì)排放氣體進(jìn)行收集治理的儲(chǔ)罐應(yīng)設(shè)置氮?dú)饷芊庀到y(tǒng)"。
3）其他為防止儲(chǔ)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(chǔ)罐內(nèi)物料與氧接觸氧化或發(fā)生化學(xué)反應(yīng)等場合。
化工罐區(qū)氮封閥泄氮閥呼吸閥設(shè)計(jì)規(guī)范的基本原理
在儲(chǔ)罐上設(shè)置氮封系統(tǒng)，維持罐內(nèi)氣相空間壓力在工藝要求范圍（以VOCs項(xiàng)目為例，如0.2～0.5KPa）左右，當(dāng)氣相空間壓力高于設(shè)定值（例如0.4KPa）時(shí)，氮封閥關(guān)閉，停止氮?dú)夤?yīng)；當(dāng)氣相空間壓力低于設(shè)定值（例如0.4KPa）時(shí)，氮封閥開啟，開始補(bǔ)充氮?dú)狻?/p>
儲(chǔ)罐氮封系統(tǒng)使用的氮?dú)饧兌炔灰说陀?9.96%，氮?dú)鈮毫σ藶?.5～0.7MPa。氮封閥一般供氮壓力在300－800KPa左右，氮封設(shè)定壓力1KPa，泄氮壓力3KPa,呼吸閥呼氣壓力5KPa,吸氣-0.8kpa;（注：供氮閥入口氮?dú)鈮毫Ρ仨殹?00KPa；當(dāng)?shù)陀?00KPa時(shí)，供氮閥不起作用；當(dāng)供氮閥入口壓力為零時(shí)，供氮閥處于開啟狀態(tài)。供氮閥入口氮?dú)鈮毫Ρ仨殹?MPa，當(dāng)?shù)獨(dú)鈮毫Α?MPa時(shí)，請(qǐng)?jiān)诠┑y前加裝ZZY型自力式減壓閥進(jìn)行減壓。
罐頂呼吸閥僅起安全作用，是在主閥失靈，導(dǎo)致罐內(nèi)壓力過高或過低時(shí)，起到安全作用，在正常情況下不工作；
泄氮閥安裝在罐頂，口徑一般與進(jìn)液閥口徑一致；
化工罐區(qū)氮封閥泄氮閥呼吸閥設(shè)計(jì)規(guī)范選用注意事項(xiàng)
1）氮封閥宜選用先導(dǎo)型或自力式開關(guān)型氮封閥
2）根據(jù)閥前和閥后壓力確定閥門的公稱壓力
3）閥門口徑應(yīng)根據(jù)閥門的流量-壓力曲線和進(jìn)罐最大氮?dú)饬髁考皦毫Υ_定。
4）設(shè)定開啟/關(guān)閉壓差不應(yīng)大于0.2KPa
5）一般有直通式法蘭連接和角式法蘭連接（入口水平，出口垂直向下）兩種形式，優(yōu)先選用角式法蘭連接。
6）閥門應(yīng)帶過濾器。
為什么要用專業(yè)化工罐區(qū)氮封閥泄氮閥呼吸閥設(shè)計(jì)規(guī)范？
目前專業(yè)氮封閥多為先導(dǎo)式氮封閥，該閥有如下特點(diǎn)：
1）隔絕空氣和水分（產(chǎn)品的完整性）。
2）使蒸汽空間的氧含量低于可燃范圍。
3）提高蒸汽濃度，所以蒸汽濃度超出了可燃范圍。
4）稀釋有毒氣體濃度達(dá)到安全排放水平（環(huán)境保護(hù)）。
5）儲(chǔ)罐內(nèi)部的腐蝕防護(hù)。
6）儲(chǔ)罐建造標(biāo)準(zhǔn)的要求。
7）快速開關(guān)，無偏差。
8）大通量。
9）緊密關(guān)斷、故障關(guān)。
10）低的壓力設(shè)定點(diǎn)。
公稱通徑DN(mm) | 20 | 25 | 32 | 40 | 50 | 65 | 80 | 100 | |
額定流量 系數(shù)Kv | ZZCP/ZZVP | 8 | 11 | 20 | 32 | 50 | 80 | 100 | 160 |
ZZCN | 53 | 83 | |||||||
額定行程(mm) | 6 | 8 | 10 | 15 | 20 | ||||
公稱壓力PN(MPa) | 0.10 1.0 | ||||||||
差壓調(diào)節(jié)范圍(kPa) | 0.5～5.5 5～10 9～14 13～19 18～24 22～28 26～33 31～38 36～44 42～51 49～58 56～66 64～78 76～90 8～100 | ||||||||
介質(zhì)溫度(℃) | ≤ 80 | ||||||||
調(diào)節(jié)精度(％) | ≤ 10 | ||||||||
允許泄漏 量(l/h) | ZZCP/ZZVP | 10 -4 X閥額定容量(Ⅳ級(jí)) | |||||||
ZZCN | 5X10 -3 X閥額定容量( II級(jí)) | ||||||||
DN | 20 | 25 | 32 | 40 | 50 | 65 | 80 | 100 | |
A | 308 | 394 | 308 | 394 | 308 | 394 | 394 | 394 | |
H | ZZCP/ZZVP | 376 | 465 | 365 | 445 | 445 | 490 | 490 | 510 |
ZZCN | 536 | 536 | |||||||
L | ZZCP/ZZVP | 150 | 160 | 180 | 200 | 230 | 290 | 310 | 350 |
ZZCN | 222 | 222 | |||||||
重量 G(Kg) | 12 | 13 | 15 | 17 | 20 | 28 | 38 | 43 | |
導(dǎo)壓管螺紋接頭 | M16X1.5 | ||||||||
化工罐區(qū)氮封閥泄氮閥呼吸閥設(shè)計(jì)規(guī)范主要技術(shù)參數(shù)
| 公稱通徑(mm) | 20 | 25 | 40 | 50 | 80 | 100 | 150 | |||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 閥座直徑(mm) | 6 | 15 | 20 | 25 | 32 | 40 | 50 | 65 | 80 | 100 | 125 | 150 |
| 額定流量系數(shù)Kv | 3.2 | 5 | 8 | 10 | 20 | 32 | 50 | 80 | 100 | 160 | 250 | 400 |
| 壓力調(diào)節(jié)范圍 | 0.5～70 20～120 60～400 300～700 500～1000 KPa | |||||||||||
| 公稱壓力PN | 1.0、1.6 MPa | |||||||||||
| 被調(diào)介質(zhì)溫度 | 80、200 ℃ | |||||||||||
| 流量特性 | 快開型 | |||||||||||
| 調(diào)節(jié)精度 | ≤5% | |||||||||||
| 允許壓降(MPa) | 1.6 | 1.6 | 1.1 | 0.6 | 0.4 | |||||||
| 薄膜有效面積(C㎡) | 200 | 280 | 400 | |||||||||
| 允許泄漏量 | 符合ANSIB16.104—1976 IV級(jí) | |||||||||||
| 閥蓋形式 | 標(biāo)準(zhǔn)型 (整體式) | |||||||||||
| 壓蓋型式 | 螺栓壓緊式 | |||||||||||
| 密封填料 | V型聚四氟乙烯填料、含浸聚四氟乙烯石棉填料、石棉紡織填料、石墨填料 | |||||||||||
| 閥芯形式 | 單座型閥芯 | |||||||||||
| 流量特性 | 直線性 | |||||||||||
目前化工罐區(qū)氮封閥泄氮閥呼吸閥設(shè)計(jì)規(guī)范在使用中存在問題分析
經(jīng)常會(huì)有一線維護(hù)人員反應(yīng)氮封閥使用效果不好，是真的產(chǎn)品缺陷導(dǎo)致還是有其他原因呢？經(jīng)勘察現(xiàn)場和交流發(fā)現(xiàn)絕大多數(shù)都是設(shè)計(jì)不合理、施工不規(guī)范、安裝不合理、維護(hù)不到位所致。有如下問題和經(jīng)驗(yàn)希望引起大家的重視：
1）導(dǎo)壓管不應(yīng)太長，建議不超過4米。
2）導(dǎo)壓管應(yīng)自閥體（先導(dǎo)閥體接導(dǎo)壓管位置）向儲(chǔ)罐傾斜，以防特殊情況下導(dǎo)壓管內(nèi)有水或其他冷凝物，可順流至罐內(nèi)。
3）工藝專業(yè)應(yīng)按要求合理設(shè)定氮封閥關(guān)閉設(shè)定值，自控專業(yè)合理選擇彈簧調(diào)壓范圍。
4）嚴(yán)把施工質(zhì)量，確保按圖紙和產(chǎn)品說明書要求進(jìn)行施工，盡量減少彎頭，提高取壓精度。
5）氮封閥和罐頂壓力變送器不應(yīng)共用1個(gè)取壓口，建議分開。
6）現(xiàn)場維護(hù)人員應(yīng)熟悉所用產(chǎn)品，正確維護(hù)和操作。
7）安裝前對(duì)氮?dú)夤艿肋M(jìn)行吹掃，以清除塵土、沙粒，避免堵塞管道，有條件的時(shí)候最好在氮封閥入口加裝一個(gè)主線過濾器，過濾器約5～40μm，其流通能力至少大于等于閥的流通能力。
8）取壓管線在靠近主氮?dú)夤芫€一側(cè)宜設(shè)置一道截止閥或球閥。
9）合理選擇和設(shè)定氮封閥關(guān)閉壓力值的范圍，避免和呼吸閥開啟壓力產(chǎn)生交集，防止氮封閥不關(guān)閉一直補(bǔ)氣（浪費(fèi)氮?dú)狻⒋畾猓粑y不關(guān)閉一直排放（介質(zhì)浪費(fèi)、火災(zāi)隱患）。
化工罐區(qū)氮封閥泄氮閥呼吸閥設(shè)計(jì)規(guī)范設(shè)定點(diǎn)可以調(diào)整嗎？如何調(diào)整？
1）首先應(yīng)確保彈簧范圍是否在要求的設(shè)定點(diǎn)內(nèi)，如果不在設(shè)定點(diǎn)內(nèi)的則需要更換彈簧組件！為使石油制品、化學(xué)品等儲(chǔ)罐氣封系統(tǒng)壓カ穩(wěn)定在設(shè)定范圍內(nèi)，通常是通過加裝自力式壓カ調(diào)節(jié)閥實(shí)現(xiàn)對(duì)儲(chǔ)罐內(nèi)壓カ進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)控制，以保護(hù)系統(tǒng)安全運(yùn)行。現(xiàn)有的氮封閥結(jié)構(gòu)復(fù)雜，零部件數(shù)量多，裝配難度大。在壓力補(bǔ)償時(shí)不能消除壓カ波動(dòng)對(duì)設(shè) 精度的影響，調(diào)節(jié)穩(wěn)定性較差。無需外加能源，利用被調(diào)介質(zhì)自身能量為動(dòng)力源引入執(zhí)行機(jī)構(gòu)控制閥芯位置，改變兩端的壓差和流量，使閥前（或閥后）壓力穩(wěn)定。具有動(dòng)作靈敏，密封性好，壓力設(shè) 波動(dòng)力小等優(yōu)點(diǎn)， 應(yīng)用于氣體、液體及蒸汽介質(zhì)減壓穩(wěn)壓或泄壓穩(wěn)壓的自動(dòng)控制。
2）化工罐區(qū)氮封閥泄氮閥呼吸閥設(shè)計(jì)規(guī)范設(shè)定點(diǎn)調(diào)整步驟：
打開頂部調(diào)節(jié)螺栓保護(hù)套→往上旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)螺栓→儲(chǔ)罐里的壓力開始泄放→在儲(chǔ)罐壓力開始泄放的同時(shí)觀察氮封閥是在哪個(gè)壓力點(diǎn)開始補(bǔ)氮和關(guān)閉工作的，（如設(shè)定點(diǎn)高于要求的設(shè)定點(diǎn)，繼續(xù)以上操作，直至調(diào)整到所需的設(shè)定點(diǎn)，如設(shè)定點(diǎn)低于要求的設(shè)定點(diǎn)則往下旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)螺栓，直至調(diào)整到規(guī)定的設(shè)定點(diǎn)）→確認(rèn)為工藝所需要的設(shè)定點(diǎn)后，需要鎖緊調(diào)整螺母，保持定壓→如果彈簧范圍在設(shè)定點(diǎn)內(nèi)，經(jīng)過調(diào)整設(shè)定點(diǎn)無法達(dá)到設(shè)定值，那么需要購買氮封閥內(nèi)部組件進(jìn)行更換，可能氮封閥內(nèi)部組件已經(jīng)開始老化。
