石化罐區(qū)氮封系統(tǒng)如何工作

氮封閥，由控制閥門、執(zhí)行器、壓力彈簧、指揮器、脈自力式氮封閥、沖管等部件組成。主要用于保持容器頂部保護(hù)氣體(一般為氮?dú)?的壓力恒定，以避免容器內(nèi)物料與空氣直接接觸，防止物料揮發(fā)、被氧化，以及容器的安全。特別適用于各類大型儲(chǔ)罐的氣封保護(hù)系統(tǒng)。該產(chǎn)品具有節(jié)能、動(dòng)作靈敏、運(yùn)行可靠、操作與維修方便等特點(diǎn)。廣泛應(yīng)用于石油、化工等行業(yè)。原料罐區(qū)氮封系統(tǒng)多年來存在著氮耗量大,氮封效果差的問題.對(duì)其氮封系統(tǒng)流程進(jìn)行了計(jì)算分析,找出了產(chǎn)生問題的原因,并在后來建造的柴油加氫原料罐區(qū)氮封系統(tǒng)設(shè)計(jì)中進(jìn)行了改進(jìn).還對(duì)氮封系統(tǒng)流程提出了進(jìn)一步優(yōu)化的建議.石油化工企業(yè)油品儲(chǔ)罐區(qū)根據(jù)物料性質(zhì)不同，部分有毒、可燃油品儲(chǔ)罐必須設(shè)置氮封系統(tǒng)。儲(chǔ)罐設(shè)置氮封可有效減緩油品直接與空氣接觸，降低產(chǎn)品變質(zhì)的風(fēng)險(xiǎn)，降低有毒可燃?xì)怏w帶來的安全風(fēng)險(xiǎn)，減少油氣揮發(fā)度降低對(duì)環(huán)境的污染。目前國內(nèi)油品儲(chǔ)罐氮封設(shè)置時(shí)每個(gè)氮封罐自成體系，沒能將所有氮封罐進(jìn)行統(tǒng)籌考慮。石化罐區(qū)氮封系統(tǒng)如何工作存在這樣兩類問題：

①每具儲(chǔ)罐氮封管線上均設(shè)置有氮封閥、限流孔板、止回閥等，造成管線附件投資增加。
②每具氮封儲(chǔ)罐排放的富氮氮封尾氣未進(jìn)行充分利用，氮?dú)夂牧吭黾?，系統(tǒng)運(yùn)行能耗增加。
③儲(chǔ)罐區(qū)氮?dú)庥昧坎痪?，考慮大用氣量，氮?dú)庖?guī)模較大，投資高但利用率低下。

供氮裝置，將設(shè)在罐頂?shù)娜狐c(diǎn)的介質(zhì)經(jīng)導(dǎo)壓管引入檢測(cè)機(jī)構(gòu)，介質(zhì)在檢測(cè)元件上產(chǎn)生一個(gè)作用力與與彈簧、預(yù)緊力相平衡。當(dāng)罐內(nèi)壓力降低至低于供氮裝置壓力設(shè)定點(diǎn)時(shí)，平衡破壞，使指揮器閥芯，打開，使閥前氣體經(jīng)減壓閥，節(jié)流閥、進(jìn)入主閥執(zhí)行機(jī)構(gòu)上、下膜室，打開主閥閥芯，向罐內(nèi)充注氮?dú)?當(dāng)罐內(nèi)壓力升至供氮裝置壓力設(shè)定點(diǎn)，由于預(yù)設(shè)彈簧力，關(guān)閉指揮器閥芯、由于主閥執(zhí)行機(jī)構(gòu)中的彈簧作用，關(guān)閉主閥，停止供氮。

泄氮裝置，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(cè)機(jī)構(gòu)，介質(zhì)在檢測(cè)元件上產(chǎn)生一個(gè)作用力與預(yù)設(shè)彈簧預(yù)緊力相平衡。當(dāng)罐內(nèi)壓力升高至高于泄氮裝置壓力設(shè)定點(diǎn)時(shí)，平衡被破壞，使閥芯上移，打開閥門，向外界泄放氮?dú)?當(dāng)罐內(nèi)壓力降至泄氮裝置壓力設(shè)定點(diǎn)，由于預(yù)設(shè)彈簧力作用，關(guān)閉閥門。

呼吸閥是固定在儲(chǔ)罐頂上的通風(fēng)裝置，以保證罐內(nèi)壓力的正常狀態(tài)，防止罐內(nèi)超壓或真空使儲(chǔ)罐遭受損壞，也可減少罐內(nèi)液體揮發(fā)損失。呼吸閥不僅能維持儲(chǔ)罐氣壓平衡，確保儲(chǔ)罐在超壓或真空時(shí)破壞，且能減少罐內(nèi)介質(zhì)和損耗。

呼吸閥工作原理是用彈簧限位閥板,由正負(fù)壓力決定或呼或吸.呼吸閥應(yīng)該具有泄放正壓和負(fù)壓兩方面功能，具體：當(dāng)容器承受正壓時(shí)，呼吸閥打開呼出氣體泄放正壓;當(dāng)容器承受負(fù)壓時(shí)，呼吸閥打開吸入氣體泄放負(fù)壓。由此保證壓力在一定范圍內(nèi)，保證容器安全。一種是達(dá)到一定壓力時(shí),進(jìn)行呼或吸.另一種是設(shè)計(jì)成純粹只呼不吸.可以理解為用兩個(gè)適當(dāng)壓力的單向閥代替。

呼吸閥工作原理：

呼吸閥在蒸汽加熱系統(tǒng)中起到阻汽排水作用，選擇合適的呼吸閥，可使蒸汽加熱設(shè)備達(dá)到工作效率。要想達(dá)到效果，就要對(duì)各種類型呼吸閥的工作性能、特點(diǎn)進(jìn)行全面的了解。呼吸閥的品種很多，各有不同的性能。選用呼吸閥時(shí)，首先應(yīng)選其特性能滿足蒸汽加熱設(shè)備的運(yùn)行，然后才考慮其他客觀條件，這樣選擇你所需要的呼吸閥才是正確和有效的。呼吸閥要能“識(shí)別”蒸汽和凝結(jié)水，才能起到阻汽排水作用。“識(shí)別” 蒸汽和凝結(jié)水基于三個(gè)原理：密度差、溫度差和相變。

管道阻火器是利用凝結(jié)水與蒸汽的密度差，通過凝結(jié)水液位變化，使浮子升降帶動(dòng)閥瓣開啟或關(guān)閉，達(dá)到阻汽排水目的。機(jī)械型疏水閥的過冷度小，不受工作壓力和溫度變化的影響，有水即排，加熱設(shè)備里不存水，能使加熱設(shè)備達(dá)到換熱效率。背壓率為80%，工作質(zhì)量高，是生產(chǎn)工藝加熱設(shè)備呼吸閥。其它工況：各種物料進(jìn)出關(guān)系，外界環(huán)境溫度變化等情況，只有當(dāng)系統(tǒng)壓力高于+1750Pa時(shí)，超壓部分氮封尾氣通過阻火呼吸閥6排出，壓力低于+500Pa時(shí)阻火呼吸閥6開啟，進(jìn)行氮?dú)庋a(bǔ)充。各儲(chǔ)罐之間氣相管線相連，使儲(chǔ)罐區(qū)的有效氣相空間顯著增加，形成大的氣柜，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的自動(dòng)壓力平衡，減少氮?dú)庋a(bǔ)充和氮封尾氣排放。

GTQ型通氣管的結(jié)構(gòu)簡單，內(nèi)部只有一個(gè)活動(dòng)部件精細(xì)研磨的不銹鋼空心浮球，既是浮子又是啟閉件，無易損零件，使用壽命很長。設(shè)備剛啟動(dòng)工作時(shí)，波紋阻火器管道內(nèi)的空氣經(jīng)過Y系列自動(dòng)排空氣裝置排出，低溫凝結(jié)水進(jìn)入呼吸閥內(nèi)，凝結(jié)水的液位上升，浮球上升，閥門開啟，凝結(jié)水迅速排出，蒸汽很快進(jìn)入設(shè)備，設(shè)備迅速升溫，Y系列自動(dòng)排空氣裝置的感溫液體膨脹，自動(dòng)排空氣裝置關(guān)閉。呼吸閥開始正常工作，浮球隨凝結(jié)水液位升降，阻汽排水。當(dāng)裝置剛啟動(dòng)時(shí)，GZW-I阻爆燃管道阻火器管道內(nèi)的空氣和低溫凝結(jié)水經(jīng)過發(fā)射管進(jìn)入呼吸閥內(nèi)，閥內(nèi)的雙金屬片排空元件把球桶彈開，閥門開啟，空氣和低溫凝結(jié)水迅速排出。當(dāng)蒸汽進(jìn)入球桶內(nèi)，球桶產(chǎn)生向上浮力，同時(shí)閥內(nèi)的溫度升高，雙金屬片排空元件收縮，球捅漂向閥口，閥門關(guān)閉。當(dāng)球桶內(nèi)的蒸汽變成凝結(jié)水，球桶失去浮力往下沉，閥門開啟，凝結(jié)水迅速排出。當(dāng)蒸汽再進(jìn)入球桶之內(nèi)，閥門再關(guān)閉，間斷和連續(xù)工作。

當(dāng)裝置剛啟動(dòng)時(shí)，罐壁人孔管道內(nèi)的空氣和低溫凝結(jié)水進(jìn)入疏水閥內(nèi)，倒吊桶靠自身重量下墜，倒吊桶連接杠桿帶動(dòng)閥心開啟閥門，空氣和低溫凝結(jié)水迅速排出。當(dāng)蒸汽進(jìn)入倒吊桶內(nèi)，倒吊桶的蒸汽產(chǎn)生向上浮力，倒吊桶上升連接杠桿帶動(dòng)閥心關(guān)閉閥門。倒吊桶上開有一小孔，當(dāng)一部份蒸汽從小孔排出，另一部份蒸汽產(chǎn)生凝結(jié)水，倒吊桶失去浮力，靠自身重量向下沉，倒吊桶連接杠桿帶動(dòng)閥心開啟閥門，循環(huán)工作，間斷排水。

空氣泡沫產(chǎn)生器有兩個(gè)隔離的閥腔，由兩根不銹鋼管連通上下閥腔，它是由浮球式和倒吊桶式呼吸閥的組合，該閥結(jié)構(gòu)*合理，在過熱、高壓、小負(fù)荷的工作狀況下，能夠及時(shí)地排放過熱蒸汽消失時(shí)形成的凝結(jié)水，有效地阻止過熱蒸汽泄漏，工作質(zhì)量高。閥體為全不銹鋼，閥座為硬質(zhì)合金鋼，使用壽命長，是過熱蒸汽呼吸閥。

當(dāng)凝結(jié)水進(jìn)入下閥腔，副閥的浮球隨液位上升，浮球封閉進(jìn)汽管孔。凝結(jié)水經(jīng)進(jìn)水導(dǎo)管上升到主閥腔，倒吊桶靠自重下墜，帶動(dòng)閥心打開主閥門，排放凝結(jié)水。當(dāng)副閥腔的凝結(jié)水液位下降時(shí)，浮球隨液位下降，副閥打開。蒸汽從進(jìn)汽管進(jìn)入上主閥腔內(nèi)的倒吊桶里，倒吊桶產(chǎn)生向上的浮力，倒吊桶帶動(dòng)閥心關(guān)閉主閥門。當(dāng)副閥腔的凝結(jié)水液位再升高時(shí)，下一個(gè)循環(huán)周期又開始，間斷排水。