化工儲罐氮封裝置閥門設計方案 氮封閥是本廠自主開發(fā)、研制的一套自力式微壓力控制系統(tǒng)，主要用于保持容量頂部保護氣(一般為氮氣)的壓力恒定，以避免容量內(nèi)物料與空氣直接按觸，防止物料揮發(fā)、被氧化，以及容器的安全。特別適用于各類大型儲罐的氣封保護系統(tǒng)。該產(chǎn)品具有節(jié)能、動作靈敏、運行可靠、操作與維修方便等特點。氮封閥被廣泛應用于石油、化工等行業(yè)。化工儲罐是石油化工裝置和儲運系統(tǒng)設施的重要組成部分，化學品儲運罐區(qū)中化學品數(shù)量大、種類多，而且大多為易燃易爆、有毒有害的介質(zhì)，一旦發(fā)生事故，將給人民生命和財產(chǎn)安全造成嚴重危害或者威脅。近年來，我國化學品罐區(qū)多次發(fā)生泄漏、火災或爆炸事故，其中有些事故造成了重大的社會影響，暴露出部分企業(yè)在安全管理、日常運行、安全設計等方面仍存在突出問題。因此，設計中做好儲罐的安全設計是非常有必要的，本文就將對化工儲罐幾個常用安全附件設置進行簡要論述。 
儲罐廣泛應用于化學工業(yè)，用于儲存原料、成品及中間產(chǎn)品，在保證裝置安全生產(chǎn)、節(jié)能減排、提高整體管理水平等方面具有不可替代的作用，國家戰(zhàn)略儲備也離不開各種類型的儲罐。工業(yè)儲罐一般為鋼制儲罐，根據(jù)儲存介質(zhì)特性及儲存溫度、壓力等參數(shù)選擇碳鋼、低溫鋼、不銹鋼等材料，其他材質(zhì)如玻璃鋼、塑料等由于防火、抗壓等因素，不予考慮。 
一、化工儲罐氮封裝置閥門設計方案化工儲罐的分類
化工儲罐，對這種儲罐進行區(qū)分的話，那么是能夠分為金屬、非金屬和金屬非金屬復合這三種。其間，金屬類的有不銹鋼及鋁等，非金屬類則有陶瓷和玻璃鋼等。而關(guān)于第三種，其典型代表則是為鋼襯原料的。
二、化工儲罐氮封裝置閥門設計方案罐區(qū)及儲運的安全運行
流程工業(yè)用儲罐通常都是易燃、易爆、有毒介質(zhì)，因此罐區(qū)的安全生產(chǎn)永遠的，防火、防爆、防溢、防抽空等均需要有相應的措施。對可燃介質(zhì)、有毒介質(zhì)應按規(guī)范要求設置檢測器并將報警信號引入有人值守的現(xiàn)場控制室或消防值班室。現(xiàn)場檢測器的設置應考慮介質(zhì)特性、環(huán)境條件、風向等因素，同時應考慮檢測器本身的限制。
除按防火規(guī)范進行罐區(qū)布局外，應考慮儀表本身的防火要求，通常采用阻燃電纜、金屬槽板敷設或埋地敷設，電纜應從圍堰頂部引至圍堰外，或采取有效的防火封堵措施。為避免一旦火災發(fā)生后的事故擴大，應在可燃介質(zhì)儲罐的進出口設置緊急切斷閥門，并應保證電源故障或氣源故障時閥門處于安全位置，并在圍堰的出入口處設置緊急關(guān)斷按鈕，該按鈕一般以罐組為單位進行設置，即，一旦發(fā)生火災將切斷該圍堰內(nèi)的所有進出儲罐的閥門，當采用氣動閥門時，應采用PVC或尼龍管纏繞閥體。
1 化工儲罐氮封裝置閥門設計方案呼吸閥
1.1 呼吸閥作用及選用原則
呼吸閥的作用：呼吸閥是用于降低儲罐內(nèi)揮發(fā)性液體蒸氣損耗并用來保護儲罐不受超壓或真空破壞的安全設施，同時也有利于減少氣體向外散發(fā)。
呼吸閥選用原則：
①介質(zhì)閃點小于60 ℃的儲罐，通常應設置呼吸閥； ②設置了氮封的儲罐，通常應設置呼吸閥； ③可燃介質(zhì)呼吸閥應配置阻火器，但設置了防火型呼吸閥時除外； ④呼吸閥的大小，應按儲罐最大進出液量來確定，進出液量大時可選用兩個呼吸閥。 
1.2 化工儲罐氮封裝置閥門設計方案呼吸閥開啟壓力
通氣過程中，當呼吸閥的閥盤呈連續(xù)“呼出"或“吸入"狀態(tài)時的壓力稱為呼吸閥的呼氣開啟壓力或呼吸閥的吸氣開啟壓力。呼吸閥開啟壓力范圍通常為-265～+1 765 Pa。 1.3 呼吸閥的安裝
呼吸閥應安裝在儲罐頂?shù)母唿c，通常設置在罐頂中心。有毒介質(zhì)儲罐呼吸閥排氣口不應直排大氣，應集中處理或回收；易燃介質(zhì)儲罐呼吸閥排氣口設置應符合安全要求。當儲罐所在地區(qū)最冷月環(huán)境平均溫度低于或等于0 ℃時，呼吸閥應有防凍功能或者應采取防凍措施。在環(huán)境溫度下介質(zhì)有結(jié)晶可能時，呼吸閥應采取防止結(jié)晶的措施。
2 化工儲罐氮封裝置閥門設計方案阻火器
2.1 阻火器作用及安裝
阻火器是一種能夠通過氣體、具有許多細小通道或縫隙的材料組成的阻火元件。火焰進入阻火器會被元件分成許多細小的火焰流，由于傳熱或器壁效應，造成火焰熄滅。易燃、可燃液體儲罐呼吸閥上游應設置阻火器。需要注意的是，應根據(jù)介質(zhì)在實際工況下的MESG 值和火焰?zhèn)鞑ニ俣葋磉x擇合適規(guī)格的阻火器，這些數(shù)據(jù)可從工藝數(shù)據(jù)表中查到，若缺少資料，則需要進行實際測試得出相關(guān)數(shù)據(jù)。當儲罐所在地區(qū)最冷月環(huán)境平均溫度低于或等于0 ℃時，阻火器應有防凍功能或者應采取防凍措施。在環(huán)境溫度下介質(zhì)有結(jié)晶可能時，阻火器應采取防止結(jié)晶的措施。
2.2 化工儲罐氮封裝置閥門設計方案阻火器分類
阻火器按性能分為阻爆燃型阻火器和阻爆轟型阻火器。阻爆燃型阻火器用于阻止亞聲速傳播的火焰蔓延；阻爆轟型阻火器用于阻止聲速傳播的火焰蔓延。按安裝位置不同阻火器又分為管端型和普通型阻火器。阻火器按結(jié)構(gòu)分為充填型阻火器、板型阻火器、金屬網(wǎng)型阻火器、液封型阻火器和波紋型阻火器，其中，應用最多的是波紋型阻火器。
3 化工儲罐氮封裝置閥門設計方案液壓安全閥
3.1 液壓安全閥的作用與設置
液壓安全閥也是儲罐一個重要的安全附件，在寒冷地區(qū)不能保證呼吸閥時刻正常工作時，應考慮設置液壓安全閥。液壓安全閥開啟壓力高出呼吸閥開啟壓力5%～10%。液壓安全閥是在呼吸閥出現(xiàn)故障時保證儲罐不超壓的第二重安全設施，安全閥中心管應通過法蘭和阻火器連接，防止火花進入儲罐。其開啟壓力范圍通常為-490～+1 960 Pa。
3.2 化工儲罐氮封裝置閥門設計方案液壓安全閥的使用與維護
在工作過程中，會出現(xiàn)液封油揮發(fā)的情況，因此，在經(jīng)過一段時間后，應定期檢查液壓安全閥的工作情況，重點檢查閥體有無泄漏以及液封油高度是否符合規(guī)定，否則應進行閥體加油，同時應檢查液封油是否合格、封口網(wǎng)是否完好無損等，確保液壓安全閥能正常工作。
4 化工儲罐氮封裝置閥門設計方案泄壓人孔
4.1 泄壓人孔的作用
泄壓人孔也稱緊急泄壓人孔，是石油化工儲罐設計中經(jīng)常采用的安全設施。泄壓人孔一般與呼吸閥配對使用，在呼吸閥正常工作情況下，泄壓人孔基本保持密封狀態(tài)，儲罐處于正常壓力。當因意外原因造成儲罐內(nèi)部急劇超壓時，若單獨靠呼吸閥滿足不了儲罐緊急泄壓的要求，泄壓人孔的泄壓蓋自動頂開，進行緊急泄壓，使罐內(nèi)壓力保持正常；或者當儲罐不論何種原因發(fā)生火災或爆炸時，應保證介質(zhì)先從罐頂泄放，以確保罐體不被破壞，緊急泄壓人孔可以起到儲罐在事故狀態(tài)下的緊急泄壓作用，可以避免儲罐罐底板焊縫被撕裂，以保護儲罐內(nèi)介質(zhì)不向外泄漏。
4.2 化工儲罐氮封裝置閥門設計方案泄壓人孔設置原則
國家標準《石油化工企業(yè)設計防火標準》（GB 50160—2008）規(guī)定了采用氮氣或其他氣體氣封的甲B 和乙類液體的儲罐還應設置事故泄壓設備，氣封儲罐在設計中通常在罐頂部設置泄壓人孔。
5 化工儲罐氮封裝置閥門設計方案罐頂人孔、透光孔
5.1 罐頂人孔
罐頂人孔安裝在儲罐罐頂，主要由短節(jié)、法蘭、法蘭蓋、墊片及緊固件等組成。罐頂人孔一般為DN500、DN600、DN750，作為儲罐檢修的人員進出通道。罐頂人孔多采用常壓人孔，人孔應設置在方便進出罐的位置，并且應避開罐內(nèi)附件設施。
5.2化工儲罐氮封裝置閥門設計方案 透光孔
透光孔同樣由短節(jié)、法蘭、法蘭蓋、墊片及緊固件等組成，一般為DN500，用于儲罐安裝和檢修時的采光和通氣。透光孔應設置在罐頂距離罐壁1 m 左右位置處，小型儲罐只設置一個通光孔時，應把通光孔安裝在罐頂梯子及操作平臺附近，大型儲罐設置兩個或者兩個以上透光孔時，可以沿罐頂圓周均勻進行布置。透光孔宜與人孔相對設置，但是應保證至少有一個透光孔是安裝在罐頂梯子及操作平臺附近的。
6 化工儲罐氮封裝置閥門設計方案氮封閥
6.1 氮封閥的作用與設置
化工裝置儲罐多為易揮發(fā)介質(zhì)，通常會設置氮封以減少有毒或易燃介質(zhì)的揮發(fā)；同時氮封也阻止了外部空氣進入設備內(nèi)部，從而避免空氣與罐內(nèi)介質(zhì)混合達到爆炸極限，保證了儲罐的安全運行。氮封閥是控制罐內(nèi)氮封壓力的一種閥門。
6.2 化工儲罐氮封裝置閥門設計方案氮封閥的應用優(yōu)勢
氮封閥是用來調(diào)整儲罐內(nèi)壓力的一種自力式調(diào)節(jié)閥門，它采用壓力平衡先導式，供氣壓力不會影響閥門動作設定值。氮封閥具有傳統(tǒng)的自力式調(diào)節(jié)閥門的優(yōu)點，同時也克服了一般自力式調(diào)節(jié)閥容易受儲罐壓力波動影響的缺點，在儲罐氮封系統(tǒng)中具有明顯的應用優(yōu)勢。
■ 化工儲罐氮封裝置閥門設計方案說明 ·一般供氮氣壓力在3×105～10×105Pa之間；
·罐頂呼吸閥僅起安全作用，是在主閥失靈，導致罐內(nèi)壓力過高或過低時，起到安全作用，在正常情況下不工作；
·泄氮閥安裝在罐頂，口徑一般在進液閥口徑一致；
·一般泄氮閥的壓力設定點略大于供氮閥的壓力設定點，以免供、泄氮裝置頻繁工作，浪費氮氣、影響設備使用壽命。
·若用戶工況有與選型手冊有異，望來電與本廠技術(shù)開發(fā)部聯(lián)系，協(xié)商解決。 ■化工儲罐氮封裝置閥門設計方案主要技術(shù)參數(shù)及性能指標 
1 化工儲罐氮封裝置閥門設計方案主要技術(shù)參數(shù)及性能指標 | 公稱通徑DN（mm） | 25 | 32 | 40 | 50 | 65 | 80 | 100 | | 閥座直徑dn（mm） | 5 | 6 | 7 | 8 | 10 | 12 | 15 | 20 | 25 | 32 | 40 | 50 | 65 | 80 | 100 | | 額定流量系數(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(mm) | 8 | 10 | 14 | 20 | 25 | | 流量特性 | 快開 | | 壓力調(diào)節(jié)范圍（kPa） | 0.4～5.5、5～10、9～14、13～19、18～24、22～28
27～33、31～38、36～44、42～51、49～58、56～66 | | 公稱壓力PN（MPa） | 1.6 2.5 4.0 | | 被調(diào)介質(zhì)溫度(℃) | ≤80 | | 調(diào)節(jié)精度(％) | ±5％ | | 允許泄漏等級 | 標準級：Ⅳ級(GB/T4213-92) 嚴密型：Ⅵ級（GB/T4213-92） |
2化工儲罐氮封裝置閥門設計方案主要技術(shù)參數(shù)及性能指標 
| 公稱通徑DN（mm） | 20 | 25 | 32 | 40 | 50 | 65 | 80 | 100 | | 額定流量系數(shù)Kv | 6.9 | 11 | 30 | 30 | 48 | 75 | 80 | 190 | | 額定行程L(mm) | 8 | 10 | 14 | 20 | 25 | | 流量特性 | 快開 | | 壓力調(diào)節(jié)范圍（kPa） | 0.4～5.5、5～10、9～14、13～19、18～24、22～28
27～33、31～38、36～44、42～51、49～58、56～66 | | 公稱壓力PN（MPa） | 0.1 | | 被調(diào)介質(zhì)溫度(℃) | ≤80 | | 調(diào)節(jié)精度(％) | ±5％ | | 允許泄漏等級 | 標準級：Ⅳ級(GB/T4213-92) 嚴密型：Ⅵ級（GB/T4213-92） |
化工儲罐氮封裝置閥門設計方案安裝及日常維護： 
1、化工儲罐氮封裝置閥門設計方案安裝：
（1）安裝前，檢查整機零件是否缺損或者松動，對管道應進行清洗，介質(zhì)流向應與閥體箭頭指向一致。
（2) 為便于現(xiàn)場維修與操作，閥四周應留有適當?shù)目臻g。
（3）閥門應正立垂直安裝在水平管道上，閥體與管道的法蘭連接，要注意軸度，并應安裝在環(huán)境溫度不超過-25~55°C的場合使用。 
2、化工儲罐氮封裝置閥門設計方案使用
（1）開啟閥前截止閥，使介質(zhì)緩慢流入閥體
（2)擰開指揮器護罩，松開指揮器調(diào)節(jié)螺釘
（3）調(diào)節(jié)指揮器主彈簧，使閥后壓力定值
（4）固定指揮器調(diào)節(jié)螺釘，裝好護罩，調(diào)壓閥即可開始工作
（5）不用時，關(guān)閉閥前截止閥 
3、化工儲罐氮封裝置閥門設計方案維護
（1）拆卸閥門時，要保護好精密零件的表面，拆裝閥座時，要使用專用工具
（2）閥芯與閥座，不管修理或者更換，密封面都必須進行研磨
（3）彈簧若有裂縫跡象，必須更換
（4）密封墊片與0型圈每次檢修時全部更換，膜片根據(jù)檢查結(jié)果而定。
（5）閥門平時維護，只有觀察閥后導壓器上的壓力表是否符合設計值要求即可。另外若發(fā)現(xiàn)各連接處有滲漏，可擰緊螺母與螺釘或更換密封墊片與0型圈。
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