化工儲罐氮封系統壓力調試的貯罐內液體上端覆蓋氮氣,其壓力一般在100mmH2O左右,通過氮封裝置加以控制。出液閥開啟釋放液體時,貯罐內液位下降,此時,氮封裝置開度增大,向貯罐內補充氮氣使壓力增加到設定值為止?;S儲存可燃液體的儲罐常采用氮氣作為保護性氣體,以避免儲存物料和空氣中的氧氣接觸形成爆炸性混合物,而發生燃爆風險。氮封方法是利用氮封閥、泄氮閥、呼吸閥組成氮封系統(如圖1所示),使儲罐在進料、出料和無操作的過程中,始終保持一定的正壓,防止空氣進入儲罐內。
常用的氮封系統在實際使用過程中存在呼吸閥密封不好,導致儲罐在無操作時氮氣會從呼吸閥漏出的問題,一方面會導致氮氣消耗量增加,另一方面氮氣會夾帶物料到排空和尾氣處理系統,從而增加物料損失和VOC排放。此外,氮封閥、泄氮閥和呼吸閥三個設備保養和維護工作量也比較大。
進液閥開啟充入液體時,液位上升氣箱部分容積減小,氮氣壓力上升,此時,供氮裝置關閉;而泄氮裝置在壓力控制器作用下開啟,排出氮氣使壓力降至設定值。
為確保儲罐安全,應在罐頂設置呼吸閥。在儲罐上設置氮封系統,維持罐內氣相空間壓力在1.2KPa左右,當氣相空間壓力高于1.4KPa時,氮封閥關閉,停止氮氣供應;當氣相空間壓力低于0.8KPa時,氮封閥開啟,開始補充氮氣,保證儲罐在正常運行過程中不吸進空氣,防止形成爆炸性氣體。
儲罐氮封系統使用的氮氣純度不宜低于99.96%,氮氣壓力宜為0.5-0.6MPa。
OFFER |
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NITROGEN SUPPLY VALVE |
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| FROM | TO |
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進口壓力 | 0.2 | 0.8 | MPa | |
進口壓力 | 29 | 116 | Psig | |
進口壓力 | 2 | 8 | Bar g | |
閥門打開 | 罐內壓力小于 | 罐內壓力小于 |
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| 1 Kpag | 1 Kpag |
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閥門關閉 | 罐內壓力大于 | 罐內壓力大于 |
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| 1 Kpag | 1 Kpag |
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出口壓力 | 1 | 1 | Kpa g | |
出口壓力 | 0.15 | 0.15 | Psig | |
出口壓力 | 0.01 | 0.01 | Bar g | |
出口壓力 | 4.0 | 4.0 | Inch WC g | |
出口壓力 | 0.30 | 0.30 | Inch Hg g |
OFFER |
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NITROGEN VENT VALVE |
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| 常關狀態 | 打開狀態 |
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進口壓力 | 1 | 2 | Kpa g | |
進口壓力 | 0.15 | 0.29 | Psig | |
進口壓力 | 14.82 | 14.97 | Psia | |
進口壓力 | 0.01 | 0.02 | Bar g | |
進口壓力 | 4.0 | 8.0 | Inch WC g | |
進口壓力 | 0.30 | 0.59 | Inch Hg g | |
閥門打開 | 罐內壓力大于 |
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| 1 Kpag |
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閥門關閉 | 罐內壓力小于 |
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| 1 Kpag |
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當地大氣壓出口壓力 |
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出口壓力 | 14.68 | 14.68 | Psia | |
出口壓力 | 1.012 | 1.012 | Bara | |
出口壓力 | 1,012 | 1,012 | miliBara | |
出口壓力 | 406.4 | 406.4 | INCH WC ab | |
出口壓力 | 29.88 | 29.88 | INCH Hg ab |
化工儲罐氮封系統壓力調試工藝方案
以4臺輕質油內浮頂儲罐組成的罐組為例,設計方案如下:
1)內浮頂儲罐改造
a) 封堵儲罐罐壁(頂)的通氣口。
b) 核算罐頂呼吸閥是否滿足設置氮封后的需求。
c) 在儲罐罐頂增加氮氣接入口和引壓口.為確保壓力取值的準確性,兩開口之間的距離不宜小于1m。
d) 量油孔應加導向管,確保量油作業時不影響氮封壓力。
e) 儲罐罐頂增加緊急泄壓人孔接口。
2)化工儲罐氮封系統壓力調試工藝流程
a) 在每臺儲罐上設置先導式氮封閥組和限流孔板旁路,正常情況下使用氮封閥組維持罐內氣相空間壓力在1.2KPa左右,當氣相空間壓力高于1.4KPa時,氮封閥關閉,停止氮氣供應;當氣相空間壓力低于0.8KPa時,氮封閥開啟,開始補充氮氣;當氮封閥需要檢修或故障時,使用限流孔板旁路給儲罐內補充氮氣,壓力高于1.5KPa時,通過帶阻火器的呼吸閥外排(短時間連續補充氮氣)。
b) 當氮封閥事故失靈不能及時關閉,造成罐內壓力超過1.5Kpa時,通過帶阻火器的呼吸閥外排;當氮封閥事故失靈不能及時開啟時,造成罐內壓力降低至-0.3Kpa時,通過帶阻火器呼吸閥向罐內補充空氣,確保罐內壓力不低于儲罐的設計壓力低限(-0.5Kpa)。
c) 為確保設置氮封儲罐事故工況下的安全排放,應在儲罐上設置緊急泄放閥,緊急泄放閥定壓不應高于儲罐的設計壓力上限(2.0Kpa)。
d) 當需要使用限流孔板旁路補充氮氣時,流量宜等于油品出罐流量,氮氣管道的管徑為DN50,氮氣的操作壓力為0.5MPa。
e) 若在相同油品儲罐之間設置有氣相聯通管道,每臺儲罐出口均應設置阻火器,以防止事故擴大。
f) 阻火器應選用安全性能滿足要求的產品,且阻力降不應大于0.3KPa。
供氮壓力調整:在氮封裝置選定一設定值如1KPa(100mmH2O),通過調整主彈簧的預壓縮(拉伸)量來達到。
泄氮壓力調整:在氮封裝置泄放閥中的壓力控制部分,通過調整主彈簧的預壓縮(拉伸)量達到,一般為避免氮封裝置啟閉頻繁,泄氮設定值應遠離供氮壓力設定值,如2KPa(200mmH2O)。
呼吸閥設定值調整:在上述兩設定值調整好后,為避免呼吸閥啟閉頻繁,呼吸閥設定值應大于泄氮閥設定值,兩者設定值也不能靠得太近。
供氮裝置壓力設定值為PC,泄氮裝置壓力設定值為P1,PC與P1兩者不能靠得太近,以免閥門工作太頻繁。呼吸閥的排放壓力P2的設定值應大于P1,P2與P1兩值也不能靠得太近。三者關系PC<P1<P2。
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