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化工儲(chǔ)罐氮封系統(tǒng)計(jì)算設(shè)計(jì)方案

自力式氮封閥(即氮封裝置)主要用于儲(chǔ)罐頂部氮?dú)鈮毫愣刂?，自力式氮封閥是一種無(wú)須外來(lái)能源，以彈簧為動(dòng)力核心利用被調(diào)介質(zhì)自身的壓力來(lái)控制閥芯位置變化，達(dá)到自動(dòng)調(diào)節(jié)和穩(wěn)定壓力的目的，以保護(hù)罐內(nèi)物料不被氮化及儲(chǔ)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。調(diào)節(jié)閥的一部分，在根據(jù)其氮封形式的區(qū)別還會(huì)有各種不同的分類，但一般來(lái)說(shuō)其結(jié)構(gòu)和特性大多是相掛鉤的，從結(jié)構(gòu)上來(lái)看，其主要還是由呼吸閥、泄氮閥、供氮閥等組成，對(duì)于供氮來(lái)說(shuō)由多個(gè)部件組成。對(duì)于本類別的閥門，通常氮?dú)獾臍鈮涸?×10^5-10×10^5Pa左右徘徊，氮封系統(tǒng)的罐頂呼吸閥起到了在主閥失靈或管內(nèi)壓力不穩(wěn)定時(shí)對(duì)閥門運(yùn)行工作的安全作用，一般來(lái)說(shuō)泄氮閥的壓力設(shè)定點(diǎn)略大于供氮閥的壓力設(shè)定點(diǎn)，這樣可以很好的避免氮?dú)庋b置因?yàn)楣ぷ黝l率緣故而導(dǎo)致泄漏等問(wèn)題發(fā)生而影響使用操作。因?yàn)榈忸愰y門裝置在控制上的性，在使用過(guò)程對(duì)泄氮閥壓力設(shè)定值時(shí)還需要仔細(xì)。

化工儲(chǔ)罐氮封系統(tǒng)計(jì)算設(shè)計(jì)方案

1、氮?dú)饷芊庀到y(tǒng)的儲(chǔ)罐。此種物料一般具有以下特性之一：

1）、石油化工行業(yè)易揮發(fā)。如汽油、甲醇等飽和蒸汽壓高的物料，在常溫下容易揮發(fā)造成物料大量損失；

2）、工藝過(guò)程中應(yīng)控制或避免與空氣接觸的物料。

2、氮封裝置的主要作用：

1）. 防止氧化：通過(guò)向儲(chǔ)罐內(nèi)注入氮?dú)?，可以排擠罐內(nèi)的空氣，減少物料與氧氣的接觸，從而降低物料被氧化的風(fēng)險(xiǎn)。

2）. 抑制揮發(fā)：氮封可以減少儲(chǔ)罐內(nèi)物料的揮發(fā)，對(duì)于易揮發(fā)的化學(xué)物質(zhì)尤其重要。

3）. 維持壓力平衡：在物料的裝入或抽出過(guò)程中，氮封裝置可以調(diào)節(jié)儲(chǔ)罐內(nèi)部的壓力，保持壓力平衡，防止因壓力變化導(dǎo)致的儲(chǔ)罐結(jié)構(gòu)損壞。

4）. 減少VOCs排放：氮封可以減少揮發(fā)性有機(jī)化合物（VOCs）的排放，有助于環(huán)境保護(hù)和滿足工業(yè)排放標(biāo)準(zhǔn)。

5）. 防止污染：氮?dú)馐且环N惰性氣體，可以防止儲(chǔ)罐內(nèi)的物料受到外界污染，確保物料的純度和質(zhì)量。

6）. 提高安全性：通過(guò)控制儲(chǔ)罐內(nèi)的氮?dú)鈮毫Γ梢员苊庥捎趬毫^(guò)高或過(guò)低導(dǎo)致的安全事故。

7）. 保護(hù)儲(chǔ)罐結(jié)構(gòu)：氮封裝置有助于防止儲(chǔ)罐因內(nèi)部壓力波動(dòng)而產(chǎn)生的變形或損壞。

8）. 適用于多種儲(chǔ)罐：氮封裝置適用于各種類型的儲(chǔ)罐，包括化工原料儲(chǔ)罐、食品級(jí)儲(chǔ)罐、超純水儲(chǔ)罐等。

GB50160-2008石化企業(yè)防火標(biāo)準(zhǔn)[1]、 SH/T3007-2014儲(chǔ)運(yùn)罐區(qū)設(shè)計(jì)規(guī)范[2]的要求，對(duì)甲 B 、乙A 類的可燃液體儲(chǔ)罐，應(yīng)設(shè)置氮?dú)饷芊獗Ｗo(hù) 系統(tǒng)，通過(guò)調(diào)節(jié)氮?dú)饬渴怪畛漤敳靠臻g，節(jié)能降耗的同時(shí)，隔離油品與外界接觸以起到保護(hù)作用。

二、化工儲(chǔ)罐氮封系統(tǒng)計(jì)算設(shè)計(jì)方案氮封系統(tǒng)適用工況?

氮?dú)饷芊庀到y(tǒng)的應(yīng)用主要取決于罐的類型和存儲(chǔ)介質(zhì)的性質(zhì)。常適用于以下幾種工況：
（1）采用內(nèi)浮頂罐或固定頂罐儲(chǔ)存沸點(diǎn)在 45℃下，或37.8℃時(shí)的飽和蒸氣壓>88KPa的甲B 類 液體時(shí)，應(yīng)設(shè)置氮?dú)饷芊獗Ｗo(hù)系統(tǒng)；

（2）采用內(nèi)浮頂儲(chǔ)罐常壓儲(chǔ)存沸點(diǎn)≥45℃、 或37.8℃時(shí)飽和蒸氣壓≤88KPa的甲B 、乙A 類液體 時(shí)，可設(shè)置氮?dú)饷芊獗Ｗo(hù)系統(tǒng)；另，當(dāng)有特殊要 求而選擇固定頂、低壓儲(chǔ)罐或容量≤100m3的臥式 儲(chǔ)罐時(shí)，應(yīng)設(shè)置氮?dú)饷芊獗Ｗo(hù)系統(tǒng)；

（3）當(dāng)常壓存儲(chǔ)I、II級(jí)毒性的甲B 、乙A 類液 體時(shí)，應(yīng)設(shè)置氮?dú)饷芊獗Ｗo(hù)系統(tǒng)；

（4）儲(chǔ)存介質(zhì)與空氣接觸，易發(fā)生氧化、聚合等反應(yīng)，常壓儲(chǔ)存時(shí)，應(yīng)設(shè)置氮封保護(hù)系統(tǒng)；

（5）儲(chǔ)存介質(zhì)具有水溶性，并對(duì)其含水量有 嚴(yán)格要求，常壓儲(chǔ)存時(shí)，應(yīng)設(shè)置氮封保護(hù)系統(tǒng)。

三、化工儲(chǔ)罐氮封系統(tǒng)計(jì)算設(shè)計(jì)方案氮封系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案

1、壓力控制設(shè)計(jì)方案?

此方案：氮?dú)饷芊庀到y(tǒng)的設(shè)置，氮封系統(tǒng)通過(guò)控制儲(chǔ)罐內(nèi)部的壓力，保持在一個(gè)安全和穩(wěn)定的范圍內(nèi)。這通常涉及到安裝壓力調(diào)節(jié)閥，如自力式氮封閥，它無(wú)需外部能源，可以自動(dòng)控制儲(chǔ)罐內(nèi)部的壓力 。重要場(chǎng)合儲(chǔ)罐頂部通常需設(shè)置阻火呼吸閥和泄壓人孔等安全裝置。值得注意的是，氮?dú)獠僮鲏毫σ藶?.5~0.6 MPa ，通常氮?dú)獾募兌炔粦?yīng)低于99.2%。

化工儲(chǔ)罐氮封系統(tǒng)計(jì)算設(shè)計(jì)方案氮封閥的作用有哪些？
    1、首先是切斷功能，這反映閥門的一個(gè)內(nèi)在質(zhì)量。
    2、其次是閥門的耐壓能力，這主要反映了閥門的一些安全指標(biāo)以及閥門強(qiáng)度，這和閥門的泄漏指標(biāo)等都是息息相關(guān)的，而選型上來(lái)看對(duì)金屬材料的選擇大多也是鑄鋼為主。
    3、第三是壓差能力，這一般來(lái)說(shuō)采用閥門關(guān)閉時(shí)的壓差來(lái)參考，如果設(shè)置不妥當(dāng)極有可能在運(yùn)行中閥芯會(huì)出現(xiàn)問(wèn)題。
    4、第四個(gè)是耐蝕功能，對(duì)于耐腐蝕而言一些特殊場(chǎng)合環(huán)境使用的閥門大多會(huì)有所需求，而氮封閥在抵抗介質(zhì)腐蝕和沖蝕能力上也有很高的要求，這樣閥門的使用壽命也長(zhǎng)了，這點(diǎn)尤其要注意一些管道介質(zhì)有含有顆粒等運(yùn)輸?shù)慕橘|(zhì)，常會(huì)有此類需求。
    5、第五個(gè)是耐溫性，在耐溫性上來(lái)說(shuō)這是此系列閥門的必須，能夠適應(yīng)在不同條件下閥門對(duì)溫度的適應(yīng)，這必須有較高的耐溫強(qiáng)度和安全指標(biāo)的技術(shù)保障。

化工儲(chǔ)罐氮封系統(tǒng)計(jì)算設(shè)計(jì)方案工作原理

       儲(chǔ)罐內(nèi)壓力升高至設(shè)定壓力時(shí)，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(chǔ)罐內(nèi)壓力降低時(shí)，開啟閥門，向罐內(nèi)充注氮?dú)?。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(chǎng)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(shè)定，從0.5Kpa 至66 Kpa以下，介質(zhì)溫度溫度≤80℃。

化工儲(chǔ)罐氮封系統(tǒng)計(jì)算設(shè)計(jì)方案性能特點(diǎn)

1、無(wú)需外加能源，能在無(wú)電、無(wú)氣的場(chǎng)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(shè)定方便，可在連續(xù)經(jīng)營(yíng)的條件下進(jìn)行。

3、壓力檢測(cè)膜片有效面積大，設(shè)定彈簧剛度小、動(dòng)作靈敏、裝置工作平衡。

4、采用無(wú)填料設(shè)計(jì)，閥桿所受磨擦力小、反應(yīng)迅速、控制精度高。

5、供氮裝置采用指揮器操作，減壓比可達(dá)100:1，減壓效果好、控制精度高。

6、氮?dú)鈮毫υO(shè)定范圍廣，低至0.5Kpa高至1000Kpa，比值達(dá)高；

7、調(diào)節(jié)調(diào)壓力檢測(cè)膜片有效面積大，設(shè)定彈簧剛度小，動(dòng)作極靈敏。

化工儲(chǔ)罐氮封系統(tǒng)計(jì)算設(shè)計(jì)方案主要技術(shù)參數(shù)

化工儲(chǔ)罐氮封系統(tǒng)計(jì)算設(shè)計(jì)方案主要外形尺寸

四、化工儲(chǔ)罐氮封系統(tǒng)計(jì)算設(shè)計(jì)方案充氮量計(jì)算

一般來(lái)說(shuō)，充氮量Q等于儲(chǔ)罐物料的排出量 Q1 與由溫度變化導(dǎo)致的吸氣量Q2 之和。

例：下面以罐區(qū)中3000m3苯罐所需充氮量的計(jì)算為例進(jìn)行說(shuō)明。根據(jù)化工部“鋼制立式圓筒形內(nèi)浮頂罐系 列"HG21502.2-1992可查表得[5]，3000m3儲(chǔ)罐內(nèi) 徑D=17m，罐壁高度H1 =15.85m，拱頂球冠高度 H2 =1.841m，本次計(jì)算按照浮盤沉底考慮，即取設(shè) 計(jì)液位h=1.8m來(lái)計(jì)算儲(chǔ)罐內(nèi)最大氣體的體積 Vm 。Vm 等于罐體圓柱部分氣相空間體積V1 與罐頂 球冠空間體積V2 之和。其中：

3000m3儲(chǔ)罐內(nèi)氣體體積最大值Vm=3400m， 當(dāng)儲(chǔ)罐內(nèi)部氣體溫度T（35℃）隨外界氣溫變化一小時(shí)內(nèi)降至T′（20℃） 罐內(nèi)操作壓力由 1000Pa（G）降至0Pa（G）時(shí)，根據(jù)理想氣體狀態(tài) 方程：

式中：P0 ：標(biāo)準(zhǔn)大氣壓（取0.101325MPa （A））；
P1 ：操作壓力（MPa（A））；
V0 ：標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的氣體體積（Nm3）；
V1 ：操作狀態(tài)下的氣體體積（m3，我們?nèi)∫何粫r(shí)的Vm值）； T0 ：標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的氣體溫度（273.15K）；
T1 ：操作狀態(tài)下的氣體溫度（K）。
得：在儲(chǔ)罐內(nèi)液位，標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，35℃ 時(shí)，罐內(nèi)氣體體積V0 為3044Nm3；同理可得25℃ 時(shí)，罐內(nèi)氣體體積V0 '為3168Nm3。因此，此降溫過(guò) 程內(nèi)需要補(bǔ)充的氮?dú)饬縌為124m3/h。

因 此，為避免浪費(fèi)氮?dú)赓Y源，可在參考SH/T3007 2014表5.1.6中推薦的氣量規(guī)范值的基礎(chǔ)上根據(jù)實(shí)際工況進(jìn)行計(jì)算。

化工儲(chǔ)罐氮封系統(tǒng)計(jì)算設(shè)計(jì)方案

一、儲(chǔ)罐氮封的作用

儲(chǔ)罐是儲(chǔ)存各類氣體和液體的重要設(shè)施。在儲(chǔ)罐中貯存易燃、易爆、有毒有害氣體、液體等化學(xué)品時(shí)，由于外部因素如火源、靜電等可能引起燃爆或爆炸的危險(xiǎn)性較大，因此需要對(duì)儲(chǔ)罐進(jìn)行有效的防護(hù)。儲(chǔ)罐設(shè)置氮封是一種有效的防護(hù)措施。設(shè)置氮?dú)夥獯娴哪康氖峭ㄟ^(guò)增加罐內(nèi)氮?dú)獾臐舛?，降低?chǔ)罐內(nèi)氧氣的含量，避免化學(xué)品在一定條件下產(chǎn)生爆炸的危險(xiǎn)。

二、儲(chǔ)罐氮封的原理

儲(chǔ)罐設(shè)置氮封是通過(guò)注入高濃度的氮?dú)鈦?lái)代替原有的空氣，降低罐內(nèi)氧氣含量的方式進(jìn)行防護(hù)。具體原理如下：

1. 降低氧氣濃度

儲(chǔ)罐內(nèi)的氮?dú)鉂舛仍黾?，空氣中的氧氣含量比例減少，從而降低了氧氣濃度，使得化學(xué)品在儲(chǔ)罐內(nèi)的燃燒、爆炸等危險(xiǎn)條件減少。

2. 防止火源進(jìn)入

氮?dú)馐且环N不易燃燒的氣體，注入高濃度的氮?dú)饪梢詫⒐迌?nèi)氧氣含量降低到安全范圍內(nèi)，從而達(dá)到在不引入火源的情況下避免爆炸事故的發(fā)生。

3. 保護(hù)儲(chǔ)罐內(nèi)壁

儲(chǔ)罐中的氧氣、水等物質(zhì)會(huì)導(dǎo)致腐蝕、銹蝕等不良反應(yīng)，導(dǎo)致儲(chǔ)罐損壞。通過(guò)注入大量氮?dú)?，可以有效保護(hù)儲(chǔ)罐內(nèi)壁，防止化學(xué)品對(duì)儲(chǔ)罐造成不良影響。

三、化工儲(chǔ)罐氮封系統(tǒng)計(jì)算設(shè)計(jì)方案結(jié)論

儲(chǔ)罐氮封是一種有效的防護(hù)措施，可以有效降低儲(chǔ)罐內(nèi)氧氣含量，降低爆炸事故的危險(xiǎn)性。通過(guò)注入高濃度氮?dú)?，可以保護(hù)儲(chǔ)罐內(nèi)壁，防止化學(xué)品對(duì)儲(chǔ)罐造成不良影響。因此，在儲(chǔ)存易燃、易爆、有毒有害化學(xué)品時(shí)，采取儲(chǔ)罐氮封措施是非常必要的。