ZZDG储罐供氮氮封阀装置设计选型分析

【资料简介】

ZZDG储罐供氮氮封阀装置设计选型分析

氮封装置由供氮装置是由ZZDG-16B带指挥器操作氮封阀和泄氮装置ZZVP-16K自力式微压氮封阀两部分组成。供氮装置由指挥器和主阀两部分组成；泄氮装置由内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。氮封装置是本厂自主开发、研制的一套自力式微压力控制系统，主要用于保持容器顶部保护气(一般为氮气)的压力恒定，以避免容器内物料与空气直接接触，防止物料挥发、被氧化，以及容器的安全。该产品具有节能、动作灵敏、运行可靠、操作与维修方便等特点。广泛应用于石油、化工等行业。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。氮封阀由ZZDQ快速泄放阀及ZZVP自力式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型压力调节阀将压力调节阀将压力降低至0.1Mpa以下才可使用。公称压力0.1Mpa，压力可按分段设定，从0.5Kpa 至66 Kpa以下，介质温度温度≤80℃。

ZZDG储罐供氮氮封阀装置设计选型分析其特点如下：
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，可在连续经营的条件下进行。

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。
7、呼吸阀公起安全作用，避免了常规氮封装置中启闭频繁易损坏的缺陷。

■ZZDG储罐供氮氮封阀装置设计选型分析产品特点

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，装置工作平稳；
4、采用无填料设计，阀杆所受摩擦力小，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；
7、呼吸阀仅起安全作用，避免了常规氮封装置中启闭频繁易损坏的缺陷。

氮封和其他惰性气体保护系统，作为预防储罐火灾爆炸事故的关键措施，近年来在各类企业的隐患排查中得到了广泛重视。特别是在精细化工企业中，这些系统的设置和管理显得尤为重要。

一、ZZDG储罐供氮氮封阀装置设计选型分析常见的问题分析

在实际应用中，氮封系统存在若干常见问题。首先是部分应设置氮封的储罐未采取相应措施。其次，部分后期增设的氮封系统由于缺乏正规设计，导致无法正常运作。此外，氮封系统的压力管理也常成为问题，如缺乏有效的自动调节和监控机制，以及压力分程控制不当等。同时，氮气管线上的安全设施不足，如未设置止回阀，也是常见的问题之一。再者，部分储罐顶部未设置紧急泄放设施，增加了安全风险。最后，由于氮封压力不稳定或出于成本考虑，部分企业会关闭氮气管线阀门，导致氮封系统未得到有效应用。

■ZZDG储罐供氮氮封阀装置设计选型分析工作原理

    氮封装置由供氮阀、泄氮阀、呼吸阀组成，供氮阀由指挥器和主阀两部分组成；泄氮阀由内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。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阀压力设定值时，泄氮阀打开，向外界释放氮气，使罐内压力下降，降至泄氮阀压力设定点时，自动关闭。当储罐出液阀开启，用户放料时，液面下降，气相部分容积增大，罐内压力降低，供氮阀开启，向储罐内注入氮气，使罐内压力上升，升至供氮阀压力设定点，自动关闭。

■供氮装置工作原理

      供氮装置结构如右图所示，将设在罐顶的取压点的介质经导压管引入检测机构(7)、介质在检测元件上产生一个作用力与弹簧(8)、预紧力相平衡。当罐内压力降低至低于供氮装置压力设定点时，平衡被破坏，使指挥器阀芯(6)打开，从而使阀前气体经减压阀(5)、节流阀(4)、进入主阀执行机构(3)上、下膜室，打主开阀阀芯(2)、向罐内充注氮气；当罐内压力升至供氮装置压力设定点时，由于预设弹簧力，关闭指挥器阀芯(6)又由于主阀执行机构中弹簧作用，关闭主阀，停止供氮。                                 

■泄氮装置工作原理

      泄氮装置ZZVP-16K自力式微压氮封阀结构如右图所示，该装置采用内反馈结构，介质直接经阀盖进入检测机构(2)，介质在检测元件上产生一个作用力与预设弹簧(3)预紧力相平衡。当罐内压力升高至高于泄氮装置压力设定点时，平衡被破坏，使阀芯(1)上移，打开阀门，向外界泄放氮气；当罐内压力降至泄氮装置压力设定点时，由于预设弹簧力作用，关闭阀门。

二、ZZDG储罐供氮氮封阀装置设计选型分析的适用范围

根据国家标准，如《石油化工企业设计防火标准（2018年版）》、《精细化工企业工程设计防火标准》和《石油库设计规范》等，对于需要设置氮气保护系统的储罐类型有明确规定。例如，单罐容积较小且采用易熔材料浮盘的内浮顶储罐，储存温度较高的重油固定顶罐，以及采用固定顶罐或低压罐储存甲B、乙A类液体的储罐等，均应设置氮气保护系统。

二、ZZDG储罐供氮氮封阀装置设计选型分析主要技术参数

阀体形式	直通铸造球型阀
公称通径	DN20～150mm
公称压力	PN1.0、1.6MPa
法兰标准	GB/T9113、 JB/T79、HG20594及其他标准
连接形式	法兰(FF RF RTJ)、焊接(SW BW)、螺纹(适用于1″以内)
阀盖形式	标准型(一体式)
压盖型式	螺栓压紧式
密封填料	V型聚四氟乙烯填料、含浸聚四氟乙烯石棉填料、石棉纺织填料、石墨填料
阀体材料	铸钢(WCB)、不锈钢(CF8、CF8M、CF3、CF3M)
阀芯形式	单座柱塞型阀芯
流量特性	快开、线性
阀芯材料	PTFE、不锈钢 (304、304L、316、316L)

三、氮封阀 主要性能指标

公称通径(mm)	20	25	40	50	80	100	150
阀座直径(mm)	6	15	20	25	32	40	50	65	80	100	125	150
额定流量系数Kv	3.2	5	8	10	20	32	50	80	100	160	250	400
压力调节范围	0.5～70 20～120 60～400 300～700 500～1000 KPa
公称压力PN	1.0、1.6 MPa
被调介质温度	80、200 ℃
流量特性	快开型
调节精度	≤5%
允许压降(MPa)	1.6	1.6	1.1	0.6	0.4
薄膜有效面积(C㎡)	200	280	400
允许泄漏量	符合ANSIB16.104—1976 IV级

四、氮封阀 主要连接尺寸

公称通径(DN)	20	25	32	40	50	65	80	100	125	150
L	150	160	180	200	230	290	310	350	400	480
H	老型	105	117	120	139	144	188	208	220	268	278
精小型	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

三、ZZDG储罐供氮氮封阀装置设计选型分析的设置要点

在设置氮封系统时，关键在于确保储罐氮气压力的稳定性和安全性。根据化工标准，应合理计算氮气供气量，并结合实际情况确定氮气管线管径和氮封阀型号。此外，规范中对于氮封系统的操作压力也有明确要求，企业应遵循相关标准，确保系统正常运行。

为防止储罐超压，应采取多项措施。首先，在罐顶安装压力表并设置压力远传功能，以便及时检测压力变化。其次，设置双呼吸阀以防呼吸阀故障。对于易结晶或粘度较大的介质，还需对补气管线和排气管线进行伴热处理。最后，应设置紧急泄放人孔，以在事故时保护储罐安全。　氮封阀门氮气压力一般设为100mmH2O.通过氮封阀装置精确控制。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，降至泄氮装置压力设定点时，泄氮装置自动关闭。当储罐出液阀开启，用户放料时，液面下降，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。
　　氮封阀选型装置泄氮阀说明：
　　一般供氮气压力在3×10^5-10×10^5Pa之间，罐顶呼吸阀仅起安全作用，是在主阀失灵，导致罐内压力过高或过低时，起到安全作用。在正常情况下，不工作泄氮阀安装在罐顶，口径一般与进液阀口径一致，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，浪费氮气、影响设备的使用寿命。

三、ZZDG储罐供氮氮封阀装置设计选型分析装置安装：
　　(1)安装氮封阀前，检查整机零件是否缺损或者松动，对管道应进行清洗，介质流向应与阀体箭头指向一致。
　　(2) 为便于现场维修与操作，氮封阀四周应留有适当的空间。
　　(3)氮封阀应正立垂直安装在水平管道上，阀体与管道的法兰连接，要注意轴度，并应安装在环境温度不超过-25~55°C的场合使用。

四、ZZDG储罐供氮氮封阀装置设计选型分析的使用
　　(1)开启阀前的美国威盾VTON进口截止阀，使介质缓慢流入阀体
　　(2)拧开指挥器护罩，松开指挥器调节螺钉
　　(3)调节指挥器主弹簧，使阀后压力至设定值
　　(4)固定指挥器调节螺钉，装好护罩，调压阀即可开始工作
　　(5)不用时，关闭阀前截止阀

　　3、ZZDG储罐供氮氮封阀装置设计选型分析维护
　　(1)拆卸阀门时，要保护好精密零件的表面，拆装阀座时，要使用专用工具
　　(2)阀芯与阀座，不管修理或者更换，密封面都必须进行研磨
　　(3)弹簧若有裂缝迹象，必须更换
　　(4)密封垫片与0型圈每次检修时全部更换，膜片根据检查结果而定。
　　(5)阀门平时维护，只有观察阀后导压器上的压力表是否符合设计值要求即可。另外若发现各连接处有渗漏，可拧紧螺母与螺钉或更换密封垫片与0型圈

四、ZZDG储罐供氮氮封阀装置设计选型分析的管理策略

为确保氮封系统的有效运行，企业需要加强管理工作。首先，在操作规程中明确氮封系统的操作步骤和安全要求，并对相关人员进行培训。其次，通过监控系统实时关注储罐压力变化，并规范设置报警值。此外，应将氮封系统的检查纳入罐区隐患排查中，并定期对呼吸阀、压力表等关键部件进行检查和检验。

综上所述，氮封和其他惰性气体保护系统在预防储罐火灾爆炸事故中发挥着重要作用。企业应加强对这些系统的设置和管理，确保其有效运行，从而提高储罐的安全性。