儲罐頂部氮封閥裝置故障分析及處理 在煉油或石油化工廠中,存放著各種油品或石化產(chǎn)品。儲罐大都建造在室外,為使這些油品或產(chǎn)品不與空氣中的氧氣接觸,常采用罐頂充氮氣法,使之與外界隔絕。氮封閥的作用就是要當(dāng)儲罐液面下降壓力降低時,向罐內(nèi)補(bǔ)充氮氣,當(dāng)儲罐液面上升壓力增加時,停止補(bǔ)充氮氣,同時被壓縮的氮氣從呼吸閥適量排出,從而始終保持罐內(nèi)的氮氣壓力微量正壓(壓力一般在400~1000Pa之間)。只有這樣才能做到既隔絕空氣,又保證儲罐不變形。主要用于儲罐頂部氮氣壓力恒定控制,以保護(hù)罐內(nèi)物料不被氮化及儲罐安全。氮封閥由ZZDQ快速泄放閥及ZZV自力式微壓調(diào)節(jié)閥兩大部分組成。快速泄放閥由壓力控制器及ZMQ-16K型單座切斷閥組成。 儲罐內(nèi)壓力升高至設(shè)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(shè)定,從0.5Kpa 至66 Kpa以下,介質(zhì)溫度溫度≤80℃。 儲罐頂部氮封閥裝置故障分析及處理的工作原理 如圖1所示,當(dāng)?shù)忾y關(guān)閉時,主閥的活塞是在一個密封室內(nèi),當(dāng)儲罐壓力等于或大于設(shè)定的壓力時,膜片就被向上頂起,氣導(dǎo)閥在彈簧的作用下向上移動,把氣導(dǎo)閥上的密封圈緊緊壓在閥座上,關(guān)閉了控制氣的進(jìn)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(nèi)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(guān)死。 如圖2所示,氮封閥打開時,當(dāng)儲罐壓力稍微低于設(shè)定壓力時,膜片因為感應(yīng)壓力下降而向下移動,推動氣導(dǎo)閥打開,氮氣經(jīng)過孔板、氣導(dǎo)閥的出口進(jìn)入儲罐,使儲罐內(nèi)的壓力增加,同時氣導(dǎo)閥的特殊閥芯室的壓力下降,氮氣通過內(nèi)部通道從特殊閥芯室進(jìn)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(dāng)儲罐壓力稍微低于設(shè)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(guān)閉,氮氣只從氣導(dǎo)閥進(jìn)入儲罐。 P1S1=P2S2 + F + G 式中:P1- 主閥入口壓力;P2- 主閥閥芯室壓力;S1- 主閥閥座孔面積;S2- 主閥閥芯活塞面積;F- 彈簧彈力;G- 主閥重量。 當(dāng)儲罐壓力下降較大時,由于流過氣導(dǎo)閥的氮氣量增加,主閥閥芯室壓力繼續(xù)下降,當(dāng)P1=P2•S2/S1+ F/S1+ G/S1時,主閥打開,氦氣大量流人儲罐,壓力迅速升高。在診斷壓力口,安裝診斷壓力表,測量主閥閥芯室壓力,然后將該壓力同氮氣總管壓力比較,便可知氣導(dǎo)閥和主閥的運行情況。
儲罐頂部氮封閥裝置故障分析及處理故障分析及處理 (1)某大芳烴裝置開車初期,發(fā)現(xiàn)24臺氮封閥工作都不正常。拆閥檢查,發(fā)現(xiàn)氮封閥的氣導(dǎo)閥、主閥和兩個閥芯室內(nèi)壁等沾了一層厚厚的污垢,經(jīng)過擦拭,涂潤滑脂后能正常使用。在閥座處還發(fā)現(xiàn)了一些焊渣導(dǎo)致開車后管道內(nèi)的鐵銹、殘存的雜物等被氮氣吹到了氮封閥內(nèi),使主閥不能回到閥座上。 (2)導(dǎo)壓管堵塞。如果導(dǎo)壓管堵塞,氮封閥沒有反饋信號,也會造成氮氣不停地向罐內(nèi)補(bǔ)充,按照如圖3所示的步驟檢查是否屬于此類原因。 (3)彈簧彈力變小。如果氣導(dǎo)閥、主閥和兩個閥芯室不臟,而且導(dǎo)壓管也未堵塞,應(yīng)檢查氣導(dǎo)閥下面小彈簧的彈力,若彈力減小,會使氮封閥不停地補(bǔ)氣。可以將彈簧拉長,增加其彈力。 (4)密封圈損壞。氣導(dǎo)閥在工作過程中動作較頻繁。使密封圈經(jīng)常受到閥座的沖擊,導(dǎo)致密封圈磨損或斷裂,起不到密封作用,更換密封圈即可。
儲罐頂部氮封閥裝置故障分析及處理泄氮裝置工作原理 泄氮裝置結(jié)構(gòu)(見圖五),該裝置采用內(nèi)反饋結(jié)構(gòu),介質(zhì)直接經(jīng)閥蓋進(jìn)入檢測機(jī)構(gòu)(2),介質(zhì)在檢測元件上產(chǎn)生一個作用力與預(yù)設(shè)彈簧(3)預(yù)緊力平衡。當(dāng)罐內(nèi)壓力升高至高于泄氮裝置壓力設(shè)定點時,平衡被破壞,使閥芯(1)上移,打開閥門,向外界泄放氮氣;當(dāng)罐內(nèi)壓力降至泄氮裝置壓力設(shè)定點,由于預(yù)設(shè)彈簧力作用,關(guān)閉閥門。 ■ 說明 ·一般供氮氣壓力在3×105~10×105Pa之間; ·罐頂呼吸閥僅起安全作用,是在主閥失靈,導(dǎo)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,口徑一般在進(jìn)液閥口徑一致; ·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,浪費氮氣、影響設(shè)備使用壽命。 ·若用戶工況有與選型手冊有異,望來電與本廠技術(shù)開發(fā)部聯(lián)系,協(xié)商解決。 ■儲罐頂部氮封閥裝置故障分析及處理主要技術(shù)參數(shù)及性能指標(biāo) 1 供氮裝置主要技術(shù)參數(shù)及性能指標(biāo) 公稱通徑DN(mm) | 25 | 32 | 40 | 50 | 65 | 80 | 100 | 閥座直徑dn(mm) | 5 | 6 | 7 | 8 | 10 | 12 | 15 | 20 | 25 | 32 | 40 | 50 | 65 | 80 | 100 | 額定流量系數(shù)Kv | 0.2 | 0.32 | 0.5 | 0.8 | 1.8 | 2.8 | 4.4 | 6.9 | 11 | 20 | 30 | 48 | 75 | 120 | 190 | 額定行程L(mm) | 8 | 10 | 14 | 20 | 25 | 流量特性 | 快開 | 壓力調(diào)節(jié)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) | 1.6 2.5 4.0 | 被調(diào)介質(zhì)溫度(℃) | ≤80 | 調(diào)節(jié)精度(%) | ±5% | 允許泄漏等級 | 標(biāo)準(zhǔn)級:Ⅳ級(GB/T4213-92) 嚴(yán)密型:Ⅵ級(GB/T4213-92) |
2泄氨裝置主要技術(shù)參數(shù)及性能指標(biāo) 公稱通徑DN(mm) | 20 | 25 | 32 | 40 | 50 | 65 | 80 | 100 | 額定流量系數(shù)Kv | 6.9 | 11 | 30 | 30 | 48 | 75 | 80 | 190 | 額定行程L(mm) | 8 | 10 | 14 | 20 | 25 | 流量特性 | 快開 | 壓力調(diào)節(jié)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) | 0.1 | 被調(diào)介質(zhì)溫度(℃) | ≤80 | 調(diào)節(jié)精度(%) | ±5% | 允許泄漏等級 | 標(biāo)準(zhǔn)級:Ⅳ級(GB/T4213-92) 嚴(yán)密型:Ⅵ級(GB/T4213-92) |
■ 儲罐頂部氮封閥裝置故障分析及處理主要零件材料 閥 體:ZG230-450、ZG1Cr18Ni9Ti 閥內(nèi)件:1Cr18Ni9Ti 膜 蓋:A3、1Cr18Ni9Ti 膜 片:夾增強(qiáng)滌綸織物丁腈橡膠、氟橡膠 彈 簧:60Si2Mn、1Cr18Ni9Ti ﹡根據(jù)用戶要求,閥體、閥內(nèi)件、膜蓋可采用其它牌號材質(zhì)。 ■ 儲罐頂部氮封閥裝置故障分析及處理外形尺寸及重量 1供氮裝置外形尺寸及重量 公稱通徑DN(mm) | 25 | 32 | 40 | 50 | 65 | 80 | 100 | L | 160 | 180 | 200 | 230 | 290 | 310 | 350 | A | 308 | 308 | 308 | 308 | 394 | 394 | 394 | H2 | 415 | 415 | 415 | 415 | 415 | 415 | 415 | H1 | 60 | 75 | 80 | 85 | 95 | 105 | 120 | H | 720 | 730 | 730 | 750 | 790 | 840 | 890 | 重量(kg) | 32 | 35 | 40 | 50 | 90 | 115 | 280 |
2泄氮裝置外形尺寸及重量 公稱通徑DN(mm) | 25 | 32 | 40 | 50 | 65 | 80 | 100 | L | 160 | 180 | 200 | 230 | 290 | 310 | 350 | A | 308 | 308 | 308 | 308 | 394 | 394 | 394 | H1 | 60 | 75 | 80 | 85 | 95 | 105 | 120 | H | 380 | 400 | 420 | 430 | 550 | 560 | 570 | 重量(kg) | 12 | 13 | 15 | 17 | 20 | 28 | 38 |
■ 儲罐頂部氮封閥裝置故障分析及處理連接尺寸及標(biāo)準(zhǔn) ·連接方式:法蘭、螺紋 ·法蘭端面距:按GB12221-89標(biāo)準(zhǔn) ·法蘭標(biāo)準(zhǔn):按GB/T9113-2000標(biāo)準(zhǔn) ·法蘭面型式:RF ·執(zhí)行機(jī)構(gòu)氣信號接口:M16×1.5 注:以上數(shù)據(jù)可根據(jù)用戶需要加工制造。
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儲罐頂部氮封閥裝置故障分析及處理例: 型號為:025×015ZZYVP-16B(ZZDQ)16S0.5~5.5-1P表示公稱通徑(DN)為25mm,閥座直徑(dg)為15mm,公稱壓力(PN)為1.6MPa,連接法蘭按制造廠標(biāo)準(zhǔn),壓力調(diào)節(jié)閥范圍為0.5~5kPa,供氮壓力為1kPa,閥體材質(zhì)為ZG1Cr18Ni9Ti的一套供氮裝置; 型號為:040ZZYVP-16B(ZZD)×1.0S0.5~5.5-1.5P表示公稱通徑(DN)為40mm,公稱壓力(PN)為0.1MPa,連接法蘭按制造廠標(biāo)準(zhǔn),壓力調(diào)節(jié)閥范圍為0.5~5kPa,泄氮壓力為1.5kPa,閥體材質(zhì)為ZG1Cr18Ni9Ti的一套泄氮裝置; 4儲罐頂部氮封閥裝置故障分析及處理系統(tǒng)失效原因分析 在氮封系統(tǒng)的使用過程中,不可避免的會出現(xiàn)各種各樣的問題。經(jīng)過與相關(guān)企業(yè)的人員溝通與分析,總結(jié)了一些失效原因及解決措施,其影響因素主要有存儲介質(zhì)的影響,安裝方式的影響和使用方式的影響等。 氮封閥安裝方式的不合理可能導(dǎo)致其不能正常工作。氮封閥一般需要設(shè)置回訊信號,一些企業(yè)在安裝氮封閥時為了減少在儲罐頂部開孔的個數(shù),通常將回訊信號的取壓點與氮氣補(bǔ)充的入1:3相互連通,這就造成了回訊壓力取值不準(zhǔn)確。為了得到準(zhǔn)確的回訊信號值,回訊信號的取壓點應(yīng)該單獨設(shè)置。 氮封系統(tǒng)的使用過程中,周圍環(huán)境的影響不可忽視。氮封閥上設(shè)有通氣孔,閥腔會直接與空氣接觸。餓羅斯原油含硫比較高,空氣中存在著大量Hzs分子,這些分子在空氣中與水霧形成酸性水溶液。這些酸性水溶液會使閥腔表面發(fā)生氧化,腐蝕,使得氮封閥無法正常動作。因此,加工俄羅斯原油的石化企業(yè)要重視氮封系統(tǒng)的防銹蝕工作。在選擇氮封閥的材質(zhì)時,可以采用合金鋼,不銹鋼和灰鑄鐵等防腐蝕性能好的材料,或者在閥腔內(nèi)加入防腐涂層等減緩閥體的腐蝕。
5儲罐頂部氮封閥裝置故障分析及處理結(jié)語 氮封系統(tǒng)是一種應(yīng)用廣泛的減低油品損耗的方法,是石油化工企業(yè)節(jié)能環(huán)保的重要舉措之一。文中對儲罐系統(tǒng)的配置,運行及失效原因作了分析與探討,為生產(chǎn)中氮封系統(tǒng)的使用提供了指導(dǎo)。氮封系統(tǒng)需要根據(jù)儲罐的設(shè)計目標(biāo)合理配置各個安全附件的參數(shù),使用過程中制定相應(yīng)的操作規(guī)范,可保證氮封系統(tǒng)安全可靠的運行。
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