石油儲罐氮封閥裝置設(shè)計(jì)規(guī)范

石油儲罐氮封閥裝置設(shè)計(jì)規(guī)范

儲罐的“氮封"技術(shù)在安全檢查和事故報(bào)告中頻繁出現(xiàn)，凸顯了其在安全管理中的核心地位。然而，由于部分人員對氮封的理解不足，導(dǎo)致其未被妥善設(shè)置，或因日常管理疏忽而失效，進(jìn)而引發(fā)安全事故。儲罐氮封技術(shù)通過隔絕氧氣，抑制燃燒，保護(hù)物料，減少損失，并通過平衡壓力來保護(hù)罐體結(jié)構(gòu)，在安全管理中至關(guān)重要。



02石油儲罐氮封閥裝置設(shè)計(jì)規(guī)范儲罐類型與氮封要求

【 甲B類液體儲存要求 】

根據(jù)4-2014《石油庫設(shè)計(jì)規(guī)范》第6.1.2條規(guī)定，對于儲存沸點(diǎn)低于45℃或37.8℃且飽和蒸氣壓大于88kPa的甲B類液體，需采用壓力儲罐、低壓儲罐或低溫常壓儲罐，并需遵循以下規(guī)范要求。在選用壓力儲罐或低壓儲罐的情況下，必須采取有效的措施來防止空氣進(jìn)入罐內(nèi)，同時(shí)確保罐內(nèi)排出的氣體能夠得到密閉回收處理。若選用低溫常壓儲罐，應(yīng)采取有效措以確保液體蒸氣壓不超過88kPa。根據(jù)相關(guān)規(guī)范，儲存沸點(diǎn)低于45℃或37.8℃且蒸氣壓大于88kPa的甲B類液體，需采用壓力儲罐或低壓儲罐，有效防止空氣進(jìn)入并回收排出氣體。

【 石油儲罐氮封閥裝置設(shè)計(jì)規(guī)范乙A類液體儲存要求 】

根據(jù)GB 50074-2014《石油庫設(shè)計(jì)規(guī)范》第6.1.3條的規(guī)定，對于儲存沸點(diǎn)不低于45℃或在37.8℃時(shí)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，推薦使用外浮頂儲罐或內(nèi)浮頂儲罐。當(dāng)有特殊儲存需求時(shí)，也可選擇容量小于或等于10000m3的固定頂儲罐、低壓儲罐，或容量不大于100m3的臥式儲罐，但需采取上述任一措施進(jìn)行保護(hù)。氮?dú)饷芊獗Ｗo(hù)系統(tǒng)是，同時(shí)應(yīng)確保罐內(nèi)排出的氣體得到密閉回收處理。儲存沸點(diǎn)不低于45℃且蒸氣壓不大于88kPa的液體推薦使用外浮頂或內(nèi)浮頂儲罐，確保氮封保護(hù)系統(tǒng)和溫度控制。

【 石油儲罐氮封閥裝置設(shè)計(jì)規(guī)范內(nèi)浮頂與固定頂儲罐 】

根據(jù)GB 50074-2014《石油庫設(shè)計(jì)規(guī)范》第6.1.8條的規(guī)定，對于儲存Ⅰ、Ⅱ級毒性的甲B、乙A類液體，單罐容量不應(yīng)超過5000m3，并應(yīng)設(shè)置氮封保護(hù)系統(tǒng)。內(nèi)浮頂儲罐需配備氮?dú)饷芊獗Ｗo(hù)系統(tǒng)并監(jiān)控溫度，固定頂儲罐則需氮?dú)獗Ｗo(hù)及滿足溫度低于閃點(diǎn)5℃的要求，以確保儲罐安全。






03石油儲罐氮封閥裝置設(shè)計(jì)規(guī)范氮封系統(tǒng)設(shè)計(jì)與管理

【 設(shè)計(jì)規(guī)范與要求 】

在氮封系統(tǒng)設(shè)計(jì)方面，SH/T 3184-2017《石油化工罐區(qū)自動化系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》提供了具體指導(dǎo)。氮封系統(tǒng)設(shè)計(jì)需遵循相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，氮封閥應(yīng)設(shè)在靠近罐頂入口的氮?dú)夤芫€上，壓力設(shè)定與儲罐正常操作壓力一致，確保安全性。氮封閥的壓力設(shè)定點(diǎn)應(yīng)設(shè)定為儲罐的正常操作壓力，并確保壓力設(shè)定值可調(diào)范圍適中，以覆蓋最大操作壓力。同時(shí)，氮封閥的氮?dú)馊肟诠艿缿?yīng)設(shè)置壓力表進(jìn)行監(jiān)測。

        自力式氮封閥(即氮封裝置)主要用于儲罐頂部氮?dú)鈮毫愣刂?，自力式氮封閥是一種無須外來能源，以彈簧為動力核心利用被調(diào)介質(zhì)自身的壓力來控制閥芯位置變化，達(dá)到自動調(diào)節(jié)和穩(wěn)定壓力的目的，以保護(hù)罐內(nèi)物料不被氮化及儲罐的安全。該閥由ZZYVP快速泄放閥及ZZV自力式微壓調(diào)節(jié)閥兩大部分組成?？焖傩狗砰y由壓力控制器及ZMQ-16K型單座切斷閥組成。



石油儲罐氮封閥裝置設(shè)計(jì)規(guī)范工作原理

       儲罐內(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)閥在儲罐內(nèi)壓力降低時(shí)，開啟閥門，向罐內(nèi)充注氮?dú)?。因微壓調(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℃。



石油儲罐氮封閥裝置設(shè)計(jì)規(guī)范性能特點(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、氮?dú)鈮毫υO(shè)定范圍廣，低至0.5Kpa高至1000Kpa，比值達(dá)高；

7、調(diào)節(jié)調(diào)壓力檢測膜片有效面積大，設(shè)定彈簧剛度小，動作極靈敏。



石油儲罐氮封閥裝置設(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
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




石油儲罐氮封閥裝置設(shè)計(jì)規(guī)范主要外形尺寸






公稱通徑(DN)	20	25	32	40	50	65	80	100	125	150
L	150	160	180	200	230	290	310	350	400	480
H	52.5	57.5	75	75	85.5	92.5	100	110	142.5	158
H1	330	330	350	350	360	430	440	450	520	650
A	310								400







【 石油儲罐氮封閥裝置設(shè)計(jì)規(guī)范日常管理與維護(hù) 】

在日常管理中，《關(guān)于進(jìn)一步加強(qiáng)化學(xué)品罐區(qū)安全管理的通知》也明確要求有氮?dú)獗Ｗo(hù)設(shè)施的儲罐要確保氮封系統(tǒng)完好在用，以保障儲罐的安全運(yùn)行。依據(jù)通知要求，有氮?dú)獗Ｗo(hù)設(shè)施的儲罐需確保氮封系統(tǒng)完好在用，保障儲罐安全運(yùn)行，規(guī)范還規(guī)定了氮?dú)饷芊獗Ｗo(hù)下的操作壓力范圍。






1.2 ▲石油儲罐氮封閥裝置設(shè)計(jì)規(guī)范 普遍問題

首先，一些應(yīng)配備氮封系統(tǒng)的儲罐卻未設(shè)置該系統(tǒng)。其次，后期增設(shè)的氮封系統(tǒng)未經(jīng)專業(yè)設(shè)計(jì)，導(dǎo)致系統(tǒng)無法正常使用。此外，氮封系統(tǒng)的壓力管理也存在諸多問題，例如進(jìn)儲罐前的氮?dú)夤芫€缺乏自力式調(diào)節(jié)閥和壓力表，僅憑手動閥門控制進(jìn)氣量，無法有效監(jiān)控氮封壓力。同時(shí)，氮封氣源的壓力分程控制不當(dāng)或自力式調(diào)節(jié)閥選型不合理，也會造成氮封壓力過高或過低，進(jìn)而影響系統(tǒng)的正常使用。另外，氮?dú)夤芫€或儲罐上未設(shè)置壓力遠(yuǎn)傳和報(bào)警裝置，使得壓力控制變得困難。此外，氮?dú)夤芫€上的安全設(shè)施不足，例如缺乏止回閥，也是一大隱患。最后，儲罐頂部未設(shè)置緊急泄放人孔（或緊急泄放閥）等保護(hù)措施，以及為節(jié)約成本而關(guān)閉氮?dú)夤芫€閥門導(dǎo)致氮封系統(tǒng)未投用，都會增加安全風(fēng)險(xiǎn)。



1.3 ▲石油儲罐氮封閥裝置設(shè)計(jì)規(guī)范 需要設(shè)置的儲罐類型

國家標(biāo)準(zhǔn)對于儲罐氮封系統(tǒng)的設(shè)置有著明確的規(guī)定。例如，《石油化工企業(yè)設(shè)計(jì)防火標(biāo)準(zhǔn)（2018年版）》（GB50160-2008）中明確指出，當(dāng)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(shí)，應(yīng)設(shè)置氮?dú)獗Ｗo(hù)等安全措施。此外，儲存溫度超過120℃的重油固定頂罐也必須設(shè)置氮?dú)獗Ｗo(hù)。

同樣，《精細(xì)化工企業(yè)工程設(shè)計(jì)防火標(biāo)準(zhǔn)》（GB 51283-2020）也規(guī)定了氮?dú)饣蚨栊詺怏w密封措施的應(yīng)用場景。例如，當(dāng)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(shí)，應(yīng)采用氮?dú)饣蚨栊詺怏w進(jìn)行密封。這些液體包括甲醇、甲苯等甲B類物質(zhì)，以及可燃液體二硫化碳等。

另外，《石油庫設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB 50074-2014）也詳細(xì)規(guī)定了不同情況下儲罐氮封系統(tǒng)的設(shè)置要求。例如，當(dāng)選用內(nèi)浮頂儲罐、固定頂儲罐儲存沸點(diǎn)低于45℃或在37.8℃時(shí)的飽和蒸氣壓大于88kPa的甲B類液體時(shí)，應(yīng)設(shè)置氮?dú)饷芊獗Ｗo(hù)系統(tǒng)。同時(shí)，對于某些有特殊儲存需求的甲B、乙A類液體化工品，如易自聚不穩(wěn)定的丁二烯、苯乙烯等，也應(yīng)設(shè)置氮封系統(tǒng)以防止空氣進(jìn)入儲罐。

綜上所述，根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，多種情況下的儲罐都需要設(shè)置氮?dú)獗Ｗo(hù)系統(tǒng)以確保安全。



1.4 ▲ 石油儲罐氮封閥裝置設(shè)計(jì)規(guī)范如何合理設(shè)置

采用氮封的儲罐，通常為常壓或低壓狀態(tài)，因此，防止儲罐內(nèi)氮?dú)鈮毫Τ拗陵P(guān)重要。在化工標(biāo)準(zhǔn)《氣封的設(shè)置》（HG/T 20570.16-1995）中，詳細(xì)規(guī)定了氮?dú)夤饬康挠?jì)算方法。該標(biāo)準(zhǔn)指出，儲罐氣封裝置的供氣量必須足夠補(bǔ)充因泵抽取液體和外界氣溫變化導(dǎo)致的氣體冷凝與收縮。然而，規(guī)范中提供的補(bǔ)氣量僅為經(jīng)驗(yàn)值，實(shí)際工作中需根據(jù)具體情況進(jìn)行精確計(jì)算，以確定合適的氮?dú)夤軓胶偷忾y型號。對于專業(yè)技術(shù)力量薄弱的企業(yè)，建議委托專業(yè)設(shè)計(jì)單位進(jìn)行補(bǔ)氣量的合理計(jì)算，以確保既滿足氮封要求又避免資源浪費(fèi)。

此外，《石油化工儲運(yùn)系統(tǒng)罐區(qū)設(shè)計(jì)規(guī)范》（SH/T 3007-2014）也明確了氮?dú)獗Ｗo(hù)儲罐的操作壓力范圍，宜控制在0.2Kpa至0.5Kpa之間。同時(shí)，為防范儲罐超壓，除合理計(jì)算補(bǔ)氣量外，還應(yīng)采取其他措施，如安裝就地壓力表并連接至DCS或PLC控制系統(tǒng)進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控、設(shè)置雙呼吸閥以應(yīng)對單一呼吸閥故障等。特別需要注意的是，對于粘度大或易結(jié)晶的介質(zhì)，需采取特殊措施防止呼吸閥堵塞，并對補(bǔ)氣管線和排氣管線進(jìn)行伴熱處理，以提高系統(tǒng)的安全性和可靠性。同時(shí)，事故泄壓設(shè)備的選擇也至關(guān)重要，應(yīng)滿足在氮?dú)夤艿老到y(tǒng)和呼吸閥出現(xiàn)故障時(shí)保障儲罐安全通氣的需求。



1.5 ▲ 石油儲罐氮封閥裝置設(shè)計(jì)規(guī)范日常管理措施

為確保氮封系統(tǒng)的持續(xù)有效運(yùn)行，企業(yè)需實(shí)施一系列的日常管理措施。首先，在操作規(guī)程中詳細(xì)規(guī)定氮封系統(tǒng)的操作流程、安全標(biāo)準(zhǔn)及應(yīng)急處理方案，并對相關(guān)員工進(jìn)行必要的培訓(xùn)。其次，利用監(jiān)控控制系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)控儲罐壓力，合理設(shè)置報(bào)警閾值，并對任何異常報(bào)警做出及時(shí)響應(yīng)和分析。此外，日常巡檢中應(yīng)特別關(guān)注氮封系統(tǒng)各組件（如壓力表、調(diào)節(jié)閥等）的運(yùn)行狀態(tài)，確保其處于良好工作狀態(tài)。同時(shí)，將氮封系統(tǒng)的檢查納入罐區(qū)的隱患排查體系，對于構(gòu)成重大危險(xiǎn)源的企業(yè)，更是應(yīng)將其作為操作負(fù)責(zé)人履職檢查的重要內(nèi)容。最后，定期對呼吸閥、壓力表等關(guān)鍵部件進(jìn)行檢查和校驗(yàn)，確保其性能符合設(shè)計(jì)要求，從而保障氮封系統(tǒng)的整體安全與穩(wěn)定。

SH/T 3184-2017《石油化工罐區(qū)自動化系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》第5.4.5.4條明確指出，氮封閥的壓力設(shè)定點(diǎn)應(yīng)與儲罐的正常操作壓力相一致。此外，SH/T 3007-2014《石油化工儲運(yùn)系統(tǒng)罐區(qū)設(shè)計(jì)規(guī)范》第3.5條也規(guī)定了采用氮?dú)饷芊獗Ｗo(hù)的可燃液體儲罐，其操作壓力宜控制在0.2kPa至0.5kPa之間，以確保氮封系統(tǒng)的有效性。

自力式氮封閥是一種廣泛應(yīng)用于儲罐等設(shè)備的保護(hù)系統(tǒng)，主要用于防止儲罐內(nèi)物質(zhì)與外界空氣的直接接觸，從而避免物質(zhì)氧化、污染等問題。其核心工作原理在于利用閥體內(nèi)的氮?dú)鈮毫εc彈簧力的平衡關(guān)系，來控制閥門的開啟與關(guān)閉。

具體來說，當(dāng)儲罐內(nèi)壓力降低時(shí)，氮?dú)鈮毫苿娱y瓣向下移動，使閥門開啟，從而向儲罐內(nèi)補(bǔ)充氮?dú)猓３謨迌?nèi)壓力的穩(wěn)定。反之，當(dāng)儲罐內(nèi)壓力升高時(shí)，彈簧力會推動閥瓣向上移動，使閥門關(guān)閉，防止儲罐內(nèi)壓力過高。這種自動調(diào)節(jié)的功能，使得自力式氮封閥在無需外部能源驅(qū)動的情況下，就能實(shí)現(xiàn)對儲罐內(nèi)壓力的有效控制。



石油儲罐氮封閥裝置設(shè)計(jì)規(guī)范正確使用方法

1. 安裝前的準(zhǔn)備：在安裝自力式氮封閥之前，首先需要檢查其型號、規(guī)格是否與儲罐等設(shè)備的接口相匹配，確保其密封性能。同時(shí)，還需清理安裝接口處的雜質(zhì)和污垢，防止影響閥門的正常工作。

2. 安裝過程：將自力式氮封閥按照正確的方向和位置安裝在儲罐等設(shè)備的接口處，并使用合適的緊固件進(jìn)行固定。在安裝過程中，應(yīng)避免對閥門造成過大的應(yīng)力或變形，以免影響其密封效果和調(diào)節(jié)性能。

3. 使用與調(diào)試：在安裝完成后，需要對自力式氮封閥進(jìn)行調(diào)試，以確保其能夠正常工作。首先，可以通過設(shè)置彈簧的預(yù)緊力來調(diào)整閥門的初始開啟壓力。然后，通過觀察閥門在實(shí)際工作過程中的開啟與關(guān)閉情況，進(jìn)一步調(diào)整其調(diào)節(jié)參數(shù)，以滿足儲罐等設(shè)備的具體需求。

4. 維護(hù)與保養(yǎng)：自力式氮封閥在長期使用過程中，需要定期進(jìn)行檢查和維護(hù)。主要包括清理閥門內(nèi)部的雜質(zhì)和污垢、檢查密封件的磨損情況并及時(shí)更換、以及定期檢查彈簧的彈性和預(yù)緊力等。這些維護(hù)措施可以延長自力式氮封閥的使用壽命，確保其長期穩(wěn)定的工作性能。

總結(jié)來說，自力式氮封閥通過其的調(diào)節(jié)原理，實(shí)現(xiàn)了對儲罐內(nèi)壓力的有效控制。而正確的使用方法則能夠確保其在實(shí)際應(yīng)用中發(fā)揮最佳效果。因此，了解和掌握自力式氮封閥的調(diào)節(jié)原理及正確使用方法，對于保障儲罐等設(shè)備的安全運(yùn)行具有重要意義。