内浮顶储罐氮封装置改进方案

【资料简介】

内浮顶储罐氮封装置改进方案氮封装置是由供氮装置和泄氮装置两部分组成。供氮装置由指挥器和主阀两部分组成；泄氮装置由反馈的压开型微压调节阀组成。氮气压力一般设为100mmH2O，通过氮封装置精确控制。本实用新型属于石油化工油品储运领域，主要涉及需要抑制与外界空气接触的油品储存过程中的氮气密封系统。
内浮顶储罐氮封装置改进方案背景技术
根据石油化工企业职业安全卫生设计规范(SH3047-93)中，对甲醇、苯等储罐要求设置氮气密封。氮气密封技术就是用氮气补充罐内气体空间，由于氮气比油蒸气轻，所以氮气浮在油蒸气上面。当呼气时，呼出罐外的是氮气而不是油蒸气，当罐内压力降低时，氮气自动进罐补充气体空间，减少蒸发损耗，避免油品接触空气氧化。国外大部分采用自力式氮封阀作为氮封方案的核心部件。自力式氮封阀中，所谓的自力，就是靠自身压力来推动阀芯运动。如果自身压力太小，没有足够的力来推动，若要强制实现，则需要在对氮封阀做特殊处理。
目前，由于国内的自力式氮封阀市场小，生产厂家较少并且使用寿命短；而国外的自力式安全阀的成本较高，投资太大，不容易被一般用户接受。本实用新型的意义在于解决这方面的缺憾。

设在罐顶的取压点的介质经导压管引入检测机构，反馈结构的设计使得介质直接经阀盖进入检测机构，在罐顶的罐呼吸阀能起安全作用，一般泄氮阀的压力设定点略大于供氮阀的压力设定点，以免供、泄氮装置频繁工作。在流量控制方面每个阀门都配有控制流量百分比的固定板孔，气体密封系统的每个阀门尺寸根据气体流量表排列，根据提供的稳定气体压力计算适应特定需要气体密封的流量。 
 主要用于储罐顶部氮气压力恒定控制，以保护罐内物料不被氮化及储罐安全。氮封装置由ZZYP快速泄放阀及ZZV微压调节阀两大部分组成。快速泄放阀由压力控制器及ZMQ-16K型单座切断阀组成。

       储罐内压力升高至设定压力时，快速泄放阀迅速开启，将罐内多余压力泄放。微压调节阀在储罐内压力降低时，开启阀门，向罐内充注氮气。因微压调节阀必须使用在压力为0.1Mpa压力以下，现场压力较高，必须安装ZZYP型压力调节阀

       氮封阀中的氮气可以起到置换装置介质、平衡系统的压力等功能，用于保持容器顶部保护气的压力恒定，一般的氮气压力是常压，主要作用在于减少挥发，如苯罐，二是放置介质与空气的反应，如碱罐。进罐压力一般减压至1bar。适用于各类大型储罐的气封保护系统，运行可靠，并广泛适用于石油、化工等行业。 
       当储罐进液阀开启，向罐内添加物料时，液面上升，气相部分容积减小，压力升高，当罐内压力升至高于泄氮装置压力设定值时，泄氮装置打开，向外界释放氮气。使罐内压力下降，降至泄氮压力设定点时，泄氮装置自动关闭。当储罐出液阀开启，用户放料时，气相部分容积增大，罐内压力降低，供氮装置开启，向储罐注入氮气，使罐内压力上升，当罐内压力上升至供氮装置自动关闭。

					技术参数表				编号	20200305
									编制	YUYX
									审核	WANGXF
									日期	2020/3/5
客户名称								位号
产品名称		指挥器操作型衬氟自力式压力调节阀						用途	供氮阀
产品型号		ZZYPF-16BII						数量	1
								阀门规格
								公称通径DN(mm)		25
								阀座直径(mm)		12
								管道尺寸(mm)
								公称压力(MPa)		1.6
								流量特性		快开
								额定Kv值		2.5
								固有可调比R		30
								额定行程（mm）		5
								泄漏量等级		Ⅵ JB/T11049-2010
								阀盖形式		标准型
								连接方式		法兰式
								法兰标准		HG/T20592-2009
								配法兰规格及型式		PN16   DN25   RF
								法兰标准
								执行机构
								类型		衬氟膜片式
								有限面积（cm²)		600
								作用方式		压闭型（控制阀后型）
								压力设定值Kpa.G		1
								压力调节范围Kpa.G		0.5～1.5
DN	D	D0	n-φd	H	L	A		附件及规格
25	115	85	4--14	570	160	395		取压接头：		带
阀门材质								导压管：		带
阀体				WCB+F46				截止阀：
阀芯				304+F46				过滤器：		带
阀座				F46				冷凝器：
阀杆				304+F46				取压管：
填料				PTFE				法兰、紧固件及密封圈：
工艺参数
介质		状态		氮气		气体		单位	MAX	NOR	MIN
介质密度		kg/Nm3		1.25			阀前压力	MPa(G)	0.6	0.4
工作温度		℃		20			阀后压力	MPa(G)	0.001	0.001
关闭压差		MPa(G)		0.6			流量	Nm3/h	64	55
							计算Kv		0.53	0.64
							开度	%	10	13	#VALUE!
说明NOTE  用于：有机溶剂、微量、HCL、次氯酸储罐氮气保护

内浮顶储罐氮封装置改进方案发明内容
本实用新型的目的在于，克服现有的氮封装置存在的缺陷，而提供一种用于储罐的氮封装置，所要解决的技术问题是使氮封装置的使用寿命长，降低成本，容易被一般用户接受，从而更加适于实用。
本实用新型的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本实用新型提出的一种用于储罐的氮封装置，其特征在于包括：
本实用新型的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。前述的用于储罐的氮封装置，其中所述智能控制器(6)的压强不高于储罐(1)的压强上限2.0Kpa，不低于储罐(1)的压强低限-0.5Kpa。前述的用于储罐的氮封装置，其中所述阻火器(10)的阻力降不大于0.3KPa。
产品特点：
1、无需外加能源,能在无电,无气的场合工作,既方便,又节约能源,降低成本;
2、氮封装置供氮,泄氮压力设定方便,可在连续生产的条件下进行;
3、压力检测膜片有效面积大,设定弹簧刚度小,动作灵敏,装置工作平衡;
4、采用无填料设计,阀杆所受磨擦力小,反应迅速,控制精度高;
5、供氮装置采用指挥器操作,减压比可达100:1,减压效果好,控制精度高;
6、为确保储罐的安全,需在罐顶设置呼吸阀，呼吸阀起安全作用,避免了常规氮封装置中启闭频繁易损坏的缺陷.

借由上述技术方案，本实用新型至少具有下列优点：
采用发明可以保证安全生产。由于采用了氮气密封技术，储罐内气体空间是易燃液体气相蒸气和氮气的混合气体，降低了的浓度，处于气体爆炸极限范围外，罐内不具备发生燃烧爆炸条件并且防止物料挥发、被氧化，确保物料质量安全；可降低大、小呼吸损耗，提高经济效益。由于氮气普遍比易燃液体蒸气轻，浮在蒸气的上面，因此向罐外呼气时主要是呼出氮气，吸气时，氮气会自动快速补入罐内，提高罐内压力，有效抑制易燃液体蒸发，从而大大降低大、小呼吸损耗，提高经济效益；同时采用PLC或DSC自动控制，无需操作人员，运行稳定可靠，维护保养方便；使用核心部件为普通气动调节阀，安装及后期维护成本低、寿命长。

上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本实用新型的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。
内浮顶储罐氮封装置改进方案附图说明图1是本实用新型内浮顶储罐的流程示意图。

【主要元件符号说明】
1：储罐                        2：限流孔板旁路
3：过滤器                      4：普通气动调节阀
5：阀门定位器                  6：智能控制器
7：智能压力变送器              8：内浮顶顶部
9：呼吸阀                      10：阻火器
11：紧急泄压人孔               A：氮气入口
内浮顶储罐氮封装置改进方案具体实施方式
为更进一步阐述本实用新型为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本实用新型提出的一种用于储罐的氮封装置其具体实施方式、结构、特征、使用方法及其功效，详细说明如后。

为了实现本实用新型的目的，本实用新型提出以下设计方法，以内浮顶储罐改造为例：
(一)封堵储罐1罐壁(顶)的通气口。
(二)核算罐顶呼吸阀9是否满足设置氮封后的需求。
(三)量油孔应加导向管，确保量油作业时不影响氮封压力。
(四)储罐1罐顶增加紧急泄压人孔11接口。
(五)氮气线上增加过滤器3。
(六)储罐1罐顶设置智能压力变送器7，将罐顶压力指示连锁到普通气动调节阀4上，用普通气动调节阀4控制氮气的进气量。
下面结合附图对本实用新型进一步描述。是本实用新型内浮顶储罐的流程示意图。如图1所示，在此仅以内浮顶储罐为例，而拱顶储罐同此类似。

(一)每台储罐1上设置普通压力控制阀组和限流孔板旁路2，维持罐内气相空间压力在1.1KPa左右，当气相空间压力高于1.1KPa时，氮气供气管线普通气动调节阀4关闭，停止氮气供应；当气相空间压力低于1.1KPa时，氮气供气管线普通气动调节阀4开启，开始补充氮气，保证储罐1在正常运行过程中不吸进空气，使储罐内介质挥发部分与外界隔绝；当普通气动调节阀4需要检修或故障时，使用限流孔板旁路2给储罐1内补充氮气，压力高于1.5KPa时，通过带阻火器10的呼吸阀9外排(短时间连续补充氮气)。
(二)当普通气动调节阀4事故失灵不能及时关闭，造成储罐1罐内压力超过1.5Kpa时，通过带阻火器10的呼吸阀9外排；当普通气动调节阀4事故失灵不能及时开启时，造成储罐1罐内压力降低至-0.2pa时，通过带阻火器10的呼吸阀9向罐内补充空气，确保储罐1罐内压力不低于储罐的设计压力低限(-0.5Kpa)。
(三)为确保设置氮封储罐事故工况下的安全排放，应在储罐1上设置紧急泄放人孔11，所述紧急泄放人孔11定压不应高于储罐1的设计压力上限(2.0Kpa)，不应低于储罐1的设计压力低限(-0.5Kpa)。
(四)当需要使用限流孔板旁路2补充氮气时，流量宜等于油品出罐流量，氮气管道的管径为DN50，氮气的操作压力为0.5MPa。
(五)若在相同油品储罐之间设置有气相联通管道，每台储罐出口均应设置阻火器10，以防止事故扩大。
(六)阻火器10应选用安全性能满足要求的产品，且阻力降不应大于0.3KPa。紧急泄放人孔11说明：一般供氮气压力在3×105～10×105Pa之间罐顶呼吸阀9仅起安全作用，是在普通气动调节阀4失灵，导致储罐1罐内压力过高或过低时，起到安全作用，在正常情况下不工作；紧急泄放人孔11安装在罐顶，口径一般与进液阀口径一致，一般紧急泄放人孔11的压力设定点略大于普通气动调节阀4的压力设定点，以免供、泄氮装置频繁工作，浪费氮气、影响设备的使用寿命。

特别地，本实用新型不限于内浮顶储罐，本实用新型也适用于拱顶储罐。防止储罐挥发性有毒或可燃气体泄放到罐外危害安全,以一定的微压氮气在罐内保持一定的压力，相比自力式阀 氮封阀可以从阀前的几公斤压力一次性减压到需要的微正压，应用自力式阀可能会需要多级降压才能达到这么小的压力和精度。