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化工儲罐供氮裝置工作原理

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化工儲罐供氮裝置工作原理

氮封裝置(氮封閥)常規情況是由供氮閥、泄氮閥和呼吸閥三大部份組成。本發明涉及閥門技術領域,具體地說,涉及一種自力式氮封閥.其包括閥體和安裝在所述閥體頂部的氣動執行器,所述氣動執行器的內部安裝有膜片,所述膜片將氣動執行器內部分為傳動腔和排氣腔,所述膜片中心位置安裝有卡套,所述卡套的內部安裝有推桿,所述推桿的一端安裝有驅動桿.通過本發明的結構設計,實現閥體的自力式調節,且膜片不占用氣動執行器內部空間面積,提高空間利用率,同時驅動桿的輸出推力大,便于控制閥桿運動,提高傳動的工作效率.

 防止儲罐等容器出現過壓或負壓的方法是在容器頂部設置開口;此種情況下,再向容器內注入產品時,任何的多余空氣或氣體可自由離開容器;相反當產品排出時,空氣可流入容器內。但是進入儲罐內的空氣可能會污染產品,尤其是當儲罐中存儲的是有機溶液與碳氫物時,爆炸性氣體(或空氣)會在產品上方形成;此外,還有可能發生不良氣體與蒸氣的釋放。

氮封閥立邦涂料1.jpg

化工儲罐供氮裝置工作原理

防止儲罐等容器出現過壓或負壓方法是在容器頂部設置開口。在這種情況下,在向容器內注入產品時,任何的多余空氣或氣體可自由離開容器;相反當產品排出時,空氣可流入容器內。此類系統還可因溫度波動而使容器出現“透氣"現象,這通常會導致體積發生巨大變化。

然而出于多種原因,此方法并不適用于所有產品。進入儲罐內的空氣可能會污染產品,尤其是當儲罐中存儲的是有機溶液與碳氫物時,爆炸性氣體/空氣會在產品上方形成。此外,還有可能發生不良氣體與蒸氣的釋放。由于必須避免這些情況,因此需要將儲罐密封。然而,需要將儲罐存放在常壓條件下,從而避免在對其灌裝或溫度升高時出現過壓,更為重要的是避免在排放產品時出現真空。大型儲罐尤其無法承受低壓。

ZZYVP型帶指揮器調壓閥65.jpg

氮封系統可確保儲罐頂部空間處于惰性空氣保護與常壓控制之下。實現這一結果的方法之一是連續充入氮氣,這是一種相對簡單且安全的解決方案。盡管這種方法需要少量初期投資,但由于其不斷消耗氮氣,因此操作成本很高。為*做法是基于壓力的氮封工藝。一般來說,此類氮封系統由下列組件構成:

氮封閥裝置系統圖.jpg

化工儲罐供氮裝置工作原理

• 一只在任何時候需要時允許惰性氣體進入儲罐的氮封閥或調節器;

• 一只允許頂部空間氣體流出儲罐的通風裝置閥或蒸氣回收閥。

• 一只用于防止儲罐出現過壓或真空的安全壓力/真空泄放閥(后者可導致儲罐內爆,這種風險會隨著儲罐尺寸的增大而提高)

•連接管與惰性氣體氣源在該應用當中,通氣閥會在頂部空間體積變小時打開,從而將頂部空間氣體排出儲罐。當將產品泵抽出儲罐或者溫度下降時,覆蓋調節器將會打開,并向儲罐頂部空間充氮,避免壓力不足。保持恒定表壓可確保空氣以及氧氣不會進入儲罐。溫度與天氣條件的變化意味著儲罐需要連續通氣。

氮封閥01.jpg

化工儲罐供氮裝置工作原理

氮封閥關閉,停止氮氣供應;當氣相空間壓力低于0.5KPa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。儲罐氮封系統裝置使用的氮氣純度不宜低于99.96%,氮氣壓力宜為0.2~0.6MPa。

當罐內壓力超過1.1KPA(G)時,泄氮閥工作,確保罐頂壓力低于1KPA(G).

供氮裝置,將設在罐頂的取壓點的介質經導壓管引入檢測機構,介質在檢測元件上產生一個作用力與與彈簧、預緊力相平衡。

當罐內壓力降低至低于供氮裝置壓力設定點時,平衡破壞,使指揮器閥芯,打開,使閥前氣體經減壓閥,節流閥、進入主閥執行機構上、下膜室,打開主閥閥芯,向罐內充注氮氣;當罐內壓力升至供氮裝置壓力設定點,由于預設彈簧力,關閉指揮器閥芯、由于主閥執行機構中的彈簧作用,關閉主閥,停止供氮。

泄氮裝置,該裝置采用內反饋結構,介質直接經閥蓋進入檢測機構,介質在檢測元件上產生一個作用力與預設彈簧預緊力相平衡。當罐內壓力升高至高于泄氮裝置壓力設定點時,平衡被破壞,使閥芯上移,打開閥門,向外界泄放氮氣;當罐內壓力降至泄氮裝置壓力設定點,由于預設彈簧力作用,關閉閥門。

ZZYVP型帶指揮器調壓閥堵塞24.jpg

化工儲罐供氮裝置工作原理

(1)當氮封閥關閉時,主閥的活塞是在一個密封室內,當儲罐壓力等于或大于設定的壓力時,膜片就被向上頂起,氣導閥在彈簧的作用下向上移動,把氣導閥上的密封圈緊緊壓在閥座上,關閉了控制氣的進口,同時特殊閥芯室的壓力增加并接近氮氣總管的壓力,此壓力通過內部通道,從特殊閥芯室傳到主閥閥芯室。主閥的活塞就處于氮氣總管壓力的作用,由于主閥閥芯上、下所受氣體壓力平衡,所以主閥閥芯在自重和彈簧的作用下將閥門緊密關死。

(2)氮封閥打開時,當儲罐壓力稍微低于設定壓力時,膜片因為感應壓力下降而向下移動,推動氣導閥打開,氮氣經過孔板、氣導閥的出口進入儲罐,使儲罐內的壓力增加,同時氣導閥的特殊閥芯室的壓力下降,氮氣通過內部通道從特殊閥芯室進入主閥閥芯室。由于主閥閥芯的活塞面積大于主閥閥座孔面積,并有彈簧的彈力和主閥的重量,所以當儲罐壓力稍微低于設定點時,特殊閥芯室和主閥閥芯室的壓力降低很小,主閥仍然保持關閉,氮氣只從氣導閥進入儲罐。

ZZYVP型帶指揮器調壓閥25.jpg

化工儲罐供氮裝置工作原理的產品特點

  (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,可在連續經營的條件下進行。

  (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)為確保儲罐的安全,需在罐頂設置呼吸閥。

  (7)呼吸閥公起安全作用,避免了常規氮封裝置中啟閉頻繁易損壞的缺陷。

ZZYVP型帶指揮器調壓閥26.jpg

化工儲罐供氮裝置工作原理主要技術參數及性能指標:

公稱通徑DN(mm)

20

25

40

50

80

100

150

閥座直徑dn(mm)

6

15

20

25

32

40

50

65

80

100

125

150

額定流量系數Kv

3.2

5

8

10

20

32

50

80

100

160

250

400

壓力調節范圍KPa

0.4~5.5、5~10、9~14、13~19、18~24、22~28、27~33、31~38、36~44、42~51、49~58、56~66

公稱壓力PN(MPa)

1.0  1.6

介質溫度(℃)

≤80

流量特性

快開

調節精度(%)

≤5

允許壓降(Mpa)

1.6

1.6

1.1

0.6

0.4

執行機構薄膜有效面積(C㎡)

200

280

400

允許泄漏量

符合ANSIB16.104—1976 IV級

 化工儲罐供氮裝置工作原理主要零件材料:

ZZYVP型帶指揮器調壓閥18.jpg

零件名稱

材料

閥體

ZG230-450、ZG0Cr18Ni9、ZG0Cr18Ni12Mo2

閥芯

1Cr18Ni9、0Cr18Ni12Mo2(堆焊Stellite)  PTFE

閥座

1Cr18Ni9、0Cr18Ni12Mo2(堆焊Stellite)

閥桿

1Cr18Ni9、0Cr18Ni12Mo2

橡膠膜片

丁腈橡膠夾增強滌綸織物

膜蓋

Q235、Q235涂PTFE

O形圈

耐油橡膠、聚四氟乙烯




自力式氮封閥主要用于儲罐頂部氮氣壓力恒定控制,以保護罐內物料不被氮化及儲罐安全。氮封裝置由快速泄放閥及微壓調節閥兩大部分組成。快速泄放閥由壓力控制器及單座切斷閥組成。自力式氮封閥,Self-nitrogen valve closure,也叫氮封裝置調節閥,供氮閥,泄氮閥,以閥后壓力為動力源,引入閥后壓力到指揮器膜片上以控制指揮器閥芯位置,改變流經指揮器閥芯的介質壓力和流量,使閥門后端壓力保持精確恒定的調節閥。

ZZYVP型帶指揮器調壓閥堵塞26.jpg

自力式氮封閥壓力設定在指揮器上的彈簧上實現,擰緊壓縮彈簧閥后壓力變大,反之則變小,操作簡單因而存在方便、便捷、比一般的直接取壓自力式壓力調節閥精度要高;一般用于儲罐氮封系統;調節和穩定儲罐的氮氣壓力,控制精度極其靈敏,控制精度閥后能達到0.0001MPa (100pa,0.1kp)運行過程中壓力可以連續調節,特別適合是控制微壓場合的工況