氮封閥知識
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氮封裝置主要用于儲罐頂部,維持儲罐的微正壓,隔離物料與外界接觸,減少物料的揮發(fā)和浪費,保護儲罐安全。是否設氮封設施和氮封閥參考如下規定:
1)SH/T3007《石油化工儲運系統罐區設計規范》
第4.2.5條“其他甲B、乙A類(lèi)液體化工品有特殊儲存需要時(shí),可以選用固定頂儲罐、低壓儲罐和容量小于或等于100m3 的臥式儲罐,但應采取下列措施之一:
——設置氮氣或其他惰性氣體密封保護系統,密閉收集處理罐內排出的氣體;
——設置氮氣或其他惰性氣體密封保護系統,控制儲存溫度低于閃點(diǎn)5℃及以下”。
第4.2.10條“儲存Ⅰ、Ⅱ級毒性的甲B、乙A類(lèi)液體儲罐不應大于10000m3,且應設置氮氣或其他惰性氣體密封保護系統”。
2)《石油化工儲運罐區VOCs治理項目指導意見(jiàn)》規定:“甲B、乙A類(lèi)中間原料儲罐、芳烴類(lèi)儲罐、輕污油儲罐、酸性水罐、排放氣中含有較高濃度油氣和硫化物等需對排放氣體進(jìn)行收集治理的儲罐應設置氮氣密封系統”。
3)其他為防止儲罐揮發(fā)性有毒或可燃氣體泄放到罐外危害安全或防止儲罐內物料與氧接觸氧化或發(fā)生化學(xué)反應等場(chǎng)合。
在儲罐上設置氮封系統,維持罐內氣相空間壓力在工藝要求范圍(以VOCs項目為例,如0.2~0.5KPa)左右,當氣相空間壓力高于設定值(例如0.4KPa)時(shí),氮封閥關(guān)閉,停止氮氣供應;當氣相空間壓力低于設定值(例如0.4KPa)時(shí),氮封閥開(kāi)啟,開(kāi)始補充氮氣。
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0.5~0.7MPa。
氮封閥無(wú)需外加能源,利用介質(zhì)自身能量為動(dòng)力源,自動(dòng)控制閥門(mén)介質(zhì)流量,使閥后壓力保持恒定的壓力穩定裝置。氮封閥控制精度高,調節壓差比大,特別適合微壓氣體控制。壓力設定值在指揮器上實(shí)現,方便、快捷、省時(shí)省力,可在運行狀態(tài)下通過(guò)調節彈簧連續設定。
國內使用較多的兩款進(jìn)口閥門(mén)產(chǎn)品圖片
氮封閥閥體結構示意圖
氮封閥關(guān)閉示意圖
氮封閥打開(kāi)示意圖
1)氮封閥宜選用先導型或自力式開(kāi)關(guān)型氮封閥
2)根據閥前和閥后壓力確定閥門(mén)的公稱(chēng)壓力
3)閥門(mén)口徑應根據閥門(mén)的流量-壓力曲線(xiàn)和進(jìn)罐最大氮氣流量及壓力確定。
4)設定開(kāi)啟/關(guān)閉壓差不應大于0.2KPa
5)一般有直通式法蘭連接和角式法蘭連接(入口水平,出口垂直向下)兩種形式,優(yōu)先選用角式法蘭連接。
6)閥門(mén)應帶過(guò)濾器。
目前專(zhuān)業(yè)氮封閥多為先導式氮封閥,該閥有如下特點(diǎn):
1)隔絕空氣和水分(產(chǎn)品的完整性)。
2)使蒸汽空間的氧含量低于可燃范圍。
3)提高蒸汽濃度,所以蒸汽濃度超出了可燃范圍。
4)稀釋有毒氣體濃度達到安全排放水平(環(huán)境保護)。
5)儲罐內部的腐蝕防護。
6)儲罐建造標準的要求。
7)快速開(kāi)關(guān),無(wú)偏差。
8)大通量。
9)緊密關(guān)斷、故障關(guān)。
10)低的壓力設定點(diǎn)。
經(jīng)常會(huì )有一線(xiàn)維護人員反應氮封閥使用效果不好,是真的產(chǎn)品缺陷導致還是有其他原因呢?經(jīng)勘察現場(chǎng)和交流發(fā)現絕大多數都是設計不合理、施工不規范、安裝不合理、維護不到位所致。有如下問(wèn)題和經(jīng)驗希望引起大家的重視:
1)導壓管不應太長(cháng),建議不超過(guò)4米。
2)導壓管應自閥體(先導閥體接導壓管位置)向儲罐傾斜,以防特殊情況下導壓管內有水或其他冷凝物,可順流至罐內。
3)工藝專(zhuān)業(yè)應按要求合理設定氮封閥關(guān)閉設定值,自控專(zhuān)業(yè)合理選擇彈簧調壓范圍。
4)嚴把施工質(zhì)量,確保按圖紙和產(chǎn)品說(shuō)明書(shū)要求進(jìn)行施工,盡量減少彎頭,提高取壓精度。
5)氮封閥和罐頂壓力變送器不應共用1個(gè)取壓口,建議分開(kāi)。
6)現場(chǎng)維護人員應熟悉所用產(chǎn)品,正確維護和操作。
7)安裝前對氮氣管道進(jìn)行吹掃,以清除塵土、沙粒,避免堵塞管道,有條件的時(shí)候最好在氮封閥入口加裝一個(gè)主線(xiàn)過(guò)濾器,過(guò)濾器約5~40μm,其流通能力至少大于等于閥的流通能力。
8)取壓管線(xiàn)在靠近主氮氣管線(xiàn)一側宜設置一道截止閥或球閥。
9)合理選擇和設定氮封閥關(guān)閉壓力值的范圍,避免和呼吸閥開(kāi)啟壓力產(chǎn)生交集,防止氮封閥不關(guān)閉一直補氣(浪費氮氣、串氣),呼吸閥不關(guān)閉一直排放(介質(zhì)浪費、火災隱患)。
1)首先應確保彈簧范圍是否在要求的設定點(diǎn)內,如果不在設定點(diǎn)內的則需要更換彈簧組件!
2)設定點(diǎn)調整步驟:
打開(kāi)頂部調節螺栓保護套→往上旋轉調節螺栓→儲罐里的壓力開(kāi)始泄放→在儲罐壓力開(kāi)始泄放的同時(shí)觀(guān)察氮封閥是在哪個(gè)壓力點(diǎn)開(kāi)始補氮和關(guān)閉工作的,(如設定點(diǎn)高于要求的設定點(diǎn),繼續以上操作,直至調整到所需的設定點(diǎn),如設定點(diǎn)低于要求的設定點(diǎn)則往下旋轉調節螺栓,直至調整到規定的設定點(diǎn))→確認為工藝所需要的設定點(diǎn)后,需要鎖緊調整螺母,保持定壓→如果彈簧范圍在設定點(diǎn)內,經(jīng)過(guò)調整設定點(diǎn)無(wú)法達到設定值,那么需要購買(mǎi)氮封閥內部組件進(jìn)行更換,可能氮封閥內部組件已經(jīng)開(kāi)始老化。