低壓儲罐氮封閥裝置壓力設定的核心原則

低壓儲罐氮封閥裝置壓力設定的核心原則

氮封系統(tǒng)的壓力設定值是確保儲罐安全運行、介質(zhì)穩(wěn)定儲存的核心參數(shù)，需平衡 “防止空氣進入"、“避免介質(zhì)過量揮發(fā)"、“系統(tǒng)能耗" 三大目標。其設定需結(jié)合儲罐類型、介質(zhì)特性、操作工況及相關(guān)規(guī)范，具體確定方法如下：自力式氮封閥(即氮封裝置)主要用于儲罐頂部氮氣壓力恒定控制，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，達到自動調(diào)節(jié)和穩(wěn)定壓力的目的，以保護罐內(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。



低壓儲罐氮封閥裝置壓力設定的核心原則工作原理

       儲罐內(nèi)壓力升高至設定壓力時，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，開啟閥門，向罐內(nèi)充注氮氣。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，壓力可按分段設定，從0.5Kpa 至66 Kpa以下，介質(zhì)溫度溫度≤80℃。



低壓儲罐氮封閥裝置壓力設定的核心原則性能特點

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，泄氮壓力設定方便，可在連續(xù)經(jīng)營的條件下進行。

3、壓力檢測膜片有效面積大，設定彈簧剛度小、動作靈敏、裝置工作平衡。

4、采用無填料設計，閥桿所受磨擦力小、反應迅速、控制精度高。

5、供氮裝置采用指揮器操作，減壓比可達100:1，減壓效果好、控制精度高。

6、氮氣壓力設定范圍廣，低至0.5Kpa高至1000Kpa，比值達高；

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



一、低壓儲罐氮封閥裝置壓力設定的核心原則壓力設定的核心原則：

氮封系統(tǒng)的壓力設定以“微正壓"為基礎（通常表壓范圍200Pa -500Pa，特殊工況可放寬至 100 Pa -1000Pa），需滿足：

· 下限要求：壓力≥介質(zhì)的飽和蒸氣壓（或呼吸閥正壓設定值），防止空氣 / 濕氣進入罐內(nèi)，避免介質(zhì)氧化、污染或形成爆炸性混合物。

· 上限要求：壓力≤儲罐的設計允許正壓（通常常壓儲罐≤1.5kPa），防止儲罐超壓變形，同時減少氮氣消耗和介質(zhì)揮發(fā)損失。 

在儲罐上設置氮封系統(tǒng)裝置，用于維持罐內(nèi)氣相空間壓力。假設：供氮閥壓力是 1.2KPa（可根據(jù)實際工 況需求選擇壓力設定點），當氣相空間壓力高于 1.4KPa 時，供氮閥關(guān)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。假設：泄氮閥壓力設定點是 3KPa（可根據(jù)實際工況需求 選擇壓力設定點）,當氣相空間壓力高于 3KPa 時，泄氮閥開啟，泄放罐內(nèi)壓力至 3KPa 以內(nèi)。氮封系統(tǒng)裝 置主要起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作用。 儲罐氮封系統(tǒng)裝置使用的氮氣純度不宜低于 99.96%，可根據(jù)實際現(xiàn)場工況及用途選擇合適氮封系統(tǒng)裝置。

供氮閥：

指揮器操作自力式壓力調(diào)節(jié)閥，是一種無須外來能源，利用被調(diào)介質(zhì)自身的壓力變化達到自動調(diào)節(jié) 和穩(wěn)定閥后壓力為設定值的節(jié)能型壓力調(diào)節(jié)閥。
該閥壓力設定在指揮器上實現(xiàn)，方便、快捷，壓力設定值在運行中也可隨意調(diào)整；控制精度高，可比一般 ZZY 型直接操作自力式壓力調(diào)節(jié)閥高一倍，適合于控制精度要求高的場合。

泄氮閥：

◇ 一般供氮氣壓力在 3×10^5-10×10^5Pa 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，口徑一般與進液閥口徑一致
◇ 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 響設備的使用壽命。
◇ 該裝置廣泛應用于化工、石油、冶金、電力、輕紡等工業(yè)部門中用作生產(chǎn)過程的自動調(diào)節(jié)。

二、低壓儲罐氮封閥裝置壓力設定的核心原則關(guān)鍵影響因素與設定依據(jù)：






1. 介質(zhì)特性

· 揮發(fā)性與毒性：

高揮發(fā)性介質(zhì)（如汽油、甲醇）：需較低的正壓（200-300Pa），避免壓力過高導致介質(zhì)通過呼吸閥 / 緊急泄放閥泄漏，增加損耗和安全風險。

低揮發(fā)性或毒性介質(zhì)（如原油、）：可適當提高壓力（300-500Pa），強化密封效果，防止空氣進入引發(fā)變質(zhì)。

·  飽和蒸氣壓：

氮封壓力需 ≥介質(zhì)在操作溫度下的飽和蒸氣壓（至少高 50-100Pa），否則空氣會因罐內(nèi)壓力低于蒸氣壓而滲入（尤其低溫時）。

示例：若某介質(zhì) 20℃時飽和蒸氣壓為 150Pa，氮封設定壓力需≥200Pa（150+50）。

2. 儲罐結(jié)構(gòu)與設計參數(shù)

· 儲罐設計壓力：常壓儲罐的最大允許正壓通常為 1.5kPa（GB 50341《立式圓筒形鋼制焊接油罐設計規(guī)范》），氮封壓力需遠低于此值（一般不超過 50%），預留安全余量。

· 呼吸閥/緊急泄放閥設定值：氮封壓力需: 低于呼吸閥正壓設定值（通常低 100-200Pa），避免正常操作時呼吸閥開啟導致氮氣浪費或介質(zhì)泄漏。

示例：若呼吸閥正壓設定為 600Pa，氮封壓力宜設為 400 Pa -500Pa。

3. 操作工況

· 進出料頻率與速率：

頻繁出料或大流量出料時，罐內(nèi)壓力波動大，需設定稍高壓力（如 400-500Pa），減少壓力驟降導致的空氣吸入。

長期靜置的儲罐，可設較低壓力（200-300Pa），降低氮氣消耗。

· 環(huán)境溫度變化：晝夜溫差大的地區(qū)，需考慮溫度升高導致的罐內(nèi)壓力上升（氣體膨脹），設定值需預留膨脹空間，避免超壓泄放。

經(jīng)驗值：溫差每 10℃，罐內(nèi)壓力約上升 30-50Pa，設定時需扣除該部分潛在升壓。

4. 安全與環(huán)保要求

· 防爆需求：對于易燃易爆介質(zhì)（如溶劑油），氮封壓力需確保罐內(nèi)氧含量≤8%（體積分數(shù)），通過壓力抑制空氣滲入，此時壓力需根據(jù)介質(zhì)爆炸極限計算（通常需更高壓力，如 400-600Pa）。

· 環(huán)保合規(guī)：揮發(fā)性有機物（VOCs）排放控制嚴格的場景，需提高氮封壓力（如 300-500Pa），減少介質(zhì)通過密封面的無組織排放。






三、低壓儲罐氮封閥裝置壓力設定的核心原則壓力設定值的具體確定步驟：

1. 收集基礎參數(shù)：

介質(zhì)飽和蒸氣壓（操作溫度下，可查手冊或?qū)嶒灉y定）；

儲罐設計最大允許正壓（查設計文件）；

呼吸閥 / 緊急泄放閥的正壓設定值（通常由儲罐安全泄放計算確定）；

介質(zhì)爆炸極限、毒性等級及環(huán)保排放標準。

2. 計算理論范圍：

下限值：Pmin=介質(zhì)飽和蒸氣壓+(50～100)Pa（確保優(yōu)于介質(zhì)自身密封能力）；

上限值：Pmax=min[呼吸閥正壓設定值?(100～200Pa), 0.5×儲罐設計正壓]。

3. 結(jié)合工況修正：

若進出料頻繁，取下限值與上限值的中高值（如上限值的 80%）；

若環(huán)境溫差大，取中低值（如下限值的 1.2 倍）；

若介質(zhì)易燃易爆，優(yōu)先滿足氧含量控制，可適當接近上限值。

4. 驗證與調(diào)整：

試運行時監(jiān)測壓力波動（正常操作應穩(wěn)定在設定值 ±50Pa 內(nèi)）；

若頻繁觸發(fā)呼吸閥泄放，需降低設定值；若氧含量超標，需提高設定值。

四、低壓儲罐氮封閥裝置壓力設定的核心原則典型介質(zhì)的壓力設定參考：






序號	品  名	型 號 及 規(guī) 格	單位	數(shù)量
1	氮封閥	氮封閥ZZYVP-II DN15 PN10 進口壓力 0.3-0.8 MPA,出口壓力   1KPA 對角螺絲孔中心距65MM 4個螺絲孔，螺絲孔大小14MM	臺	1
2	泄氮閥	泄氮閥ZXD-10P D15 PN10 起跳壓力2KPA 對角螺絲孔中心距65MM 4個螺絲孔，螺絲孔大小14MM	臺	1
3	阻火呼吸閥	防爆阻火呼吸閥ZFQ-10P DN50  PN10 級:正壓3 KPa; 負壓-298PA 對角螺絲孔中心距125MM 4個螺絲孔，螺絲孔大小18MM	臺	1













低壓儲罐氮封閥裝置壓力設定的核心原則主要技術(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	標準型 (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




低壓儲罐氮封閥裝置壓力設定的核心原則主要外形尺寸






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




五、低壓儲罐氮封閥裝置壓力設定的核心原則規(guī)范依據(jù):

國內(nèi)：《石油化工儲運系統(tǒng)罐區(qū)設計規(guī)范》（SH/T 3007-2014）規(guī)定，氮封系統(tǒng)的設定壓力應高于介質(zhì)操作溫度下的飽和蒸氣壓，且低于呼吸閥正壓設定值，通常取 200-500Pa。

國際：API 2000《常壓和低壓儲罐的通氣》建議，氮封壓力需確保罐內(nèi)氣體空間氧含量≤5%（針對易燃介質(zhì)），并與呼吸閥設定值協(xié)調(diào)。

通過以上方法，可確定既能保障儲罐安全、介質(zhì)穩(wěn)定，又能控制能耗的氮封壓力設定值，實際應用中需結(jié)合現(xiàn)場調(diào)試優(yōu)化。





低壓儲罐氮封閥裝置壓力設定的核心原則安裝、維護與調(diào)試


1、安裝

（1） 檢查整機零件是否缺損與松動，對使用有害人體健康的介質(zhì)，必須進行強度、密封、泄漏 與精度測試。

（2） 在安裝前，對管道進行清洗（否則由于焊渣等管道垃圾，損壞閥芯密封面，導致閥門不能 正常工作），閥門入口處要有足夠的直管段，并配有過濾器。閥體與管道的法蘭連接，要 注意同軸度。

（3） 安裝場地應考慮到人員與設備的安全，即便于操作，又有利于拆裝與維修。 （4） 閥門應正立垂直安裝在水平管道上，導壓管必須安裝在距離閥出口至少六倍于公稱通徑的 閥后管道上。閥自重較大與有振動的場合，要用支撐架，盡量避免水平安裝。

（5） 介質(zhì)流動方向應與閥體上的箭頭指向一致。因微壓閥屬于精密儀表，其中指揮器膜片直接 承受介質(zhì)壓力，若閥門反裝或管道有反沖壓力，則指揮器膜片由于受壓過高導致膜片損壞， 閥門不能工作。閥門應在環(huán)境溫度-25～+55℃場所使用。

（6） 為使自控系統(tǒng)失靈或檢修閥門時，仍能連續(xù)生產(chǎn)，應設置旁路閥。

注意：根據(jù)現(xiàn)場安裝經(jīng)驗，氮封閥在安裝時，應先與管道過濾器連接。這樣可以有效的避免管道吹掃遺 留下的固體顆粒卡壞閥門內(nèi)部件，而影響正常使用。見下圖

過濾器直接連接于供氮閥

（7） 罐頂安裝時，若不具備安裝支撐氮封系統(tǒng)裝置重量條件的情況下，可不設計或少設計安裝 截止閥等輔助型開關(guān)閥門。以減輕罐頂安裝重量。（若安裝條件允許或必須設有應急措施 的工況，請務必按國家標準管路設計安裝施工）氮封系統(tǒng)裝置罐頂安裝示意圖，見下圖

罐頂安裝方式示意圖

（8） 地面安裝，在不考慮承重的地面安裝方式中，可將管路設計的更標準化。旁通可在氮封系統(tǒng) 裝置故障時，人工應急操作使用。關(guān)閉帶指揮器自力式調(diào)節(jié)閥前后截止閥可方便返廠維修及 更換。地面安裝方式示意圖，見以下

（9） 內(nèi)襯式氮封系統(tǒng)裝置安裝，內(nèi)襯氮封閥屬微壓式壓力調(diào)節(jié)閥，閥前壓力一般控制在 30KPa 左 右，所以主管道應設計一級減壓閥（帶指揮器自力式調(diào)節(jié)閥），一級減壓閥不屬于微壓調(diào)節(jié) 閥，控制壓力一般遠大于罐內(nèi)壓力，不存在罐內(nèi)壓力倒流現(xiàn)象，故無需閥腔襯氟。以一主多 分的管道布局形式連接各處內(nèi)襯式氮封系統(tǒng)裝置。內(nèi)襯式氮封系統(tǒng)裝置安裝方式示意圖，見以下



2、 低壓儲罐氮封閥裝置壓力設定的核心原則維護：

（1） 清洗閥門：對清洗一般介質(zhì)，只要用水洗凈就可以。但對清洗有害健康的介質(zhì)，首先要了 解其性質(zhì)，在選用相應的清洗辦法。

（2） 閥門的拆卸：將外露表面生銹的零件先除銹，但在除銹前，要保護好閥座、閥芯、閥桿與 推桿等精密零件的加工表面。拆裝閥座時應使用專用工具。

（3） 閥芯、閥座：二密封面有較小的銹斑與磨損，可用機械加工的方法進行修理，如損壞嚴重 必須換新。但不管修理或更換后的硬密封面，都必須進行研磨。

（4） 閥桿：表面損壞，必須換新。

（5） 壓縮彈簧：如有裂紋等影響強度的缺陷，必須換新。

（6） 易損零件：填料、密封墊片與 O 型圈，每次檢修時，全部換新。膜片必須檢查是否有預 示將來可能發(fā)生裂紋、老化與腐蝕等痕跡，根據(jù)檢驗結(jié)果，決定是否更換，但膜片使用期 一般最多 2～3 年。

（7） 閥門組裝要注意對中，螺栓要在對角線上擰緊，滑動部分要加潤滑油。組裝后應按產(chǎn)品出 廠測試項目與方法調(diào)試，并在這期間，可更準確地調(diào)整填料壓緊力與閥芯關(guān)閉位置。

3、 低壓儲罐氮封閥裝置壓力設定的核心原則調(diào)試



所需要壓力值是通過對指揮器頂部的調(diào)節(jié)螺母的操作而得到調(diào)整，打開頂部的防塵蓋，用扳手 調(diào)整調(diào)節(jié)螺母。順時針方向旋轉(zhuǎn)使壓力增大，逆時針旋轉(zhuǎn)則壓力減小。安裝在壓力調(diào)節(jié)閥后的壓力 表，可使工作人員借以觀察調(diào)整后的壓力給定值。