上海申弘閥門有限公司
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一、化工原料儲罐氮封閥壓力控制設(shè)計方案基本原理
在儲罐上設(shè)置氮封系統(tǒng),維持罐內(nèi)氣相空間壓力在1.2KPa左右,當(dāng)氣相空間壓力高于1.4KPa時,氮封閥關(guān)閉,停止氮氣供應(yīng);當(dāng)氣相空間壓力低于0.8KPa時,氮封閥開啟,開始補(bǔ)充氮氣,保證儲罐在正常運行過程中不吸進(jìn)空氣,防止形成爆炸性氣體。采用氮氣充填于固定頂儲罐的氣相空間謂之氮封。因氮氣的密度小于有機(jī)氣體而浮于其上故而形成氮封。設(shè)在罐頂?shù)娜狐c的介質(zhì)經(jīng)導(dǎo)壓管引入檢測機(jī)構(gòu),反饋結(jié)構(gòu)的設(shè)計使得介質(zhì)直接經(jīng)閥蓋進(jìn)入檢測機(jī)構(gòu),在罐頂?shù)墓藓粑y能起安全作用,一般泄氮閥的壓力設(shè)定點略大于供氮閥的壓力設(shè)定點,以免供、泄氮裝置頻繁工作。在流量控制方面每個閥門都配有控制流量百分比的固定板孔,氣體密封系統(tǒng)的每個閥門尺寸根據(jù)氣體流量表排列,根據(jù)提供的穩(wěn)定氣體壓力計算適應(yīng)特定需要氣體密封的流量. 氮封閥中的氮氣可以起到置換裝置介質(zhì)、平衡系統(tǒng)的壓力等功能,用于保持容器頂部保護(hù)氣的壓力恒定,一般的氮氣壓力是常壓,主要作用在于減少揮發(fā),如苯罐,二是放置介質(zhì)與空氣的反應(yīng),如堿罐。進(jìn)罐壓力一般減壓至1bar。適用于各類大型儲罐的氣封保護(hù)系統(tǒng),運行可靠,并廣泛適用于石油、化工等行業(yè)。
品 名 | 型 號 及 規(guī) 格 | 單位 | 數(shù)量 | 單 價 (元) | 金 額 (元) | 閥體材質(zhì) 及其它 |
氮封閥 | 氮封閥ZZYP-II DN150 PN10進(jìn)口壓力 3KPA, 出口壓力 0.2-0.5KPA | 臺 | 1 | 0 | 0 | 鑄鋼, V=5000m3 |
泄壓閥 | 泄壓閥ZXD-10C DN125 PN10起跳壓力2KPA | 臺 | 1 | 0 |
| 鑄鋼, V=5000m3 |
氮封閥 | 氮封閥ZZYP-II DN100 PN10進(jìn)口壓力 3KPA, 出口壓力 0.2-0.5KPA | 臺 | 1 | 0 |
| 鑄鋼, V=2000m3 |
泄壓閥 | 泄壓閥ZXD-10C DN100 PN10起跳壓力2KPA | 臺 | 1 | 0 |
| 鑄鋼, V=2000m3 |
氮封的作用是防止儲罐揮發(fā)性有毒或可燃?xì)怏w泄放到罐外危害安全,以一定的微壓氮氣在罐內(nèi)保持一定的壓力,相比自力式閥 氮封閥可以從閥前的幾公斤壓力一次性減壓到需要的微正壓,應(yīng)用自力式閥可能會需要多級降壓才能達(dá)到這么小的壓力和精度。
氮封具有以下特點:
①氮封可減少有機(jī)氣體揮發(fā);
②氮封能有效防止有毒氣體對周圍環(huán)境的污染;
③氮封可防止儲罐內(nèi)爆炸性混合氣體的形成,且對儲存物質(zhì)的性質(zhì)無任何影響;
④氮封可以減少吸水性物質(zhì)對空氣中水分的吸收;
⑤氮封可以隔絕易氧化物質(zhì)與空氣中氧氣發(fā)生氧化反應(yīng)。
基于安全和環(huán)保的要求,儲存易燃易爆物料的大型儲罐多采用氮氣密封.本文介紹了一種新的氮封設(shè)計方法,該方法旨在增加儲罐的安全性和降低氮封系統(tǒng)的復(fù)雜性.以1000m3正己烷儲罐為例,將新方法與API 2000-2014中的方法相比較以說明各自的特點,希望為氮封設(shè)計提供一種新的思路.
儲罐氮封系統(tǒng)使用的氮氣純度不宜低于99.96%,氮氣壓力宜為0.5~0.6MPa。
二、化工原料儲罐氮封閥壓力控制設(shè)計方案工藝方案
氮封流程是目前儲罐工藝設(shè)計的常用流程,用于密閉儲罐氣相空間,隔絕有害氣體溢出,在儲運化工領(lǐng)域得到了普遍的應(yīng)用。氮封可有效提高我國石化企業(yè)庫區(qū)節(jié)能環(huán)保工業(yè)水平。在現(xiàn)主流設(shè)計思路,氮封流程由機(jī)械式調(diào)節(jié)閥控制,對于儲罐氣相流程目前并沒有良好的水力計算依據(jù)及流程參考參數(shù)。這些問題將導(dǎo)致氮封設(shè)計無理可依,并可能造成重大安全事故。本文將對上述問題進(jìn)行闡述,通過分析水力模型給予改進(jìn)性意見。以輕質(zhì)油內(nèi)浮頂儲罐組成的罐組為例,設(shè)計方案如下:
1.內(nèi)浮頂儲罐改造
1)封堵儲罐罐壁(頂)的通氣口。
2)核算罐頂呼吸閥是否滿足設(shè)置氮封后的需求。呼吸閥的數(shù)量及規(guī)格按照《石油化工儲運系統(tǒng)罐區(qū)設(shè)計規(guī)范》SH/T 3007-2007確定(見表一)。呼吸量除滿足儲罐的大、小呼吸外,還應(yīng)考慮
氮封閥不能關(guān)閉時的進(jìn)氣量等因素。
3)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(zhǔn)確性,兩開口之間的距離不宜小于1m。
4)量油孔應(yīng)加導(dǎo)向管,確保量油作業(yè)時不影響氮封壓力。
5)儲罐罐頂增加緊急泄壓人孔接口。
2.化工原料儲罐氮封閥壓力控制設(shè)計方案工藝流程
1)在每臺儲罐上設(shè)置先導(dǎo)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(nèi)氣相空間壓力在1.2KPa左右,當(dāng)氣相空間壓力高于1.4KPa時,氮封閥關(guān)閉,停止氮氣供應(yīng);當(dāng)氣相空間壓力低于0.8KPa時,氮封閥開啟,開始補(bǔ)充氮氣;當(dāng)?shù)忾y需要檢修或故障時,使用限流孔板旁路給儲罐內(nèi)補(bǔ)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(xù)補(bǔ)充 氮氣)。
2)當(dāng)?shù)忾y事故失靈不能及時關(guān)閉,造成罐內(nèi)壓力超過1.5Kpa時,通過帶阻火器的呼吸閥外排;當(dāng)?shù)忾y事故失靈不能及時開啟時,造成罐內(nèi)壓力降低至-0.3Kpa時,通過帶阻火器呼吸閥向
罐內(nèi)補(bǔ)充空氣,確保罐內(nèi)壓力不低于儲罐的設(shè)計壓力低限(-0.5Kpa)。
3)為確保設(shè)置氮封儲罐事故工況下的安全排放,應(yīng)在儲罐上設(shè)置緊急泄放閥,緊急泄放閥定壓不應(yīng)高于儲罐的設(shè)計壓力上限(2.0Kpa)。
4)當(dāng)需要使用限流孔板旁路補(bǔ)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。
5)若在相同油品儲罐之間設(shè)置有氣相聯(lián)通管道,每臺儲罐出口均應(yīng)設(shè)置阻火器,以防止事故擴(kuò)大。
6)阻火器應(yīng)選用安全性能滿足要求的產(chǎn)品,且阻力降不應(yīng)大于0.3KPa。