煉油廠罐區(qū)氮封裝置壓力設(shè)計(jì)方案

在煉油或石油化工廠中，存放著各種油品或石化產(chǎn)品。 氮封裝置（氮封閥）是由ZZDG型指揮器操作型自力式壓力調(diào)節(jié)閥（這里簡(jiǎn)稱供氮閥）和ZZDX型自力式微壓調(diào)節(jié)閥（簡(jiǎn)稱泄氮閥）及呼吸閥三大部份組成。當(dāng)罐內(nèi)壓力升高超過(guò)設(shè)定值時(shí)，供氮閥關(guān)閉，泄氮閥打開(kāi)（罐頂未設(shè)呼吸閥，或呼吸閥故障打不開(kāi)），將罐內(nèi)多余壓力泄放。在儲(chǔ)罐內(nèi)壓力降低時(shí)，泄氮閥處于關(guān)閉狀態(tài)，供氮閥打開(kāi)，向罐內(nèi)注氮?dú)?。供氮閥閥前壓力最好在1.0Mpa以下，現(xiàn)場(chǎng)壓力較高時(shí)，可在供氮閥前安裝一只ZZYP型自力式壓力調(diào)節(jié)閥將壓力減至1.0 Mpa以下，以提高可靠性和使用效果。

 氮封裝置（氮封閥）的供（泄）氮壓力設(shè)定方便，可在連續(xù)生產(chǎn)的條件下進(jìn)行。在設(shè)定壓力范圍內(nèi)，如從100mm H20需調(diào)整到50mm H20，可通過(guò)調(diào)節(jié)供氮閥頂部的調(diào)節(jié)螺絲，改變彈簧的力，即可達(dá)到需要新設(shè)定的工藝值。泄氮閥的調(diào)整也是同理。呼吸閥設(shè)定值調(diào)整：在上述設(shè)定值調(diào)整好后，為避免呼吸閥啟閉頻繁，呼吸閥的設(shè)定值應(yīng)大于泄壓設(shè)定置。罐區(qū)是整個(gè)石化化工、能源供應(yīng)鏈中的重要設(shè)施且投資巨大，根據(jù)相關(guān)研究數(shù)據(jù)，儲(chǔ)罐事故占煉油廠和罐區(qū)事故的74%，其中12%被列為重大事故。而由于儲(chǔ)罐內(nèi)經(jīng)常會(huì)存儲(chǔ)著危險(xiǎn)和易燃液體，一旦出現(xiàn)泄漏、溢流、爆炸等安全事件后果不堪設(shè)想。儲(chǔ)罐的安全性通常與儲(chǔ)罐壓力控制有關(guān)，的罐頂壓力控制數(shù)字化解決方案，幫助客戶及時(shí)了解儲(chǔ)罐的異常情況，提高設(shè)備可靠性、儲(chǔ)罐和人員的安全性。

煉油廠罐區(qū)氮封裝置壓力設(shè)計(jì)方案儲(chǔ)罐壓力管理

由于液位和溫度變化或異常情況（如火災(zāi)或系統(tǒng)故障）導(dǎo)致儲(chǔ)罐壓力變化，是通過(guò)氮封閥、蒸發(fā)氣回收閥、呼吸閥、緊急泄放閥管理，防止儲(chǔ)罐超壓或真空時(shí)需要迅速釋放過(guò)大的正壓或負(fù)壓，以確保儲(chǔ)罐的安全。

煉油廠罐區(qū)氮封裝置壓力設(shè)計(jì)方案儲(chǔ)罐的超壓防護(hù)層

一般來(lái)說(shuō)，儲(chǔ)罐需要三層壓力防護(hù)層，由不同設(shè)置點(diǎn)的壓力控制產(chǎn)品控制儲(chǔ)罐的呼吸，并防止超壓和失壓事件發(fā)生。氮封閥無(wú)需外加能源，利用被調(diào)介質(zhì)自身能量為動(dòng)力源。自動(dòng)控制閥門介質(zhì)流量，使閥后壓力保持恒定的壓力穩(wěn)定裝置?，F(xiàn)已廣泛用于連續(xù)送氣的天然氣采輸，城市煤氣以及冶金、石油、化工等工業(yè)生產(chǎn)部門。該閥特點(diǎn)：控制精度高，可比一般ZZY型直接操作型調(diào)壓閥高一倍左右。調(diào)節(jié)壓差比大（如閥前0.8MPa,閥后0.001MPa）特別適合微壓氣體控制。壓力設(shè)定在指揮器上實(shí)現(xiàn)，因而方便、快捷、省力省時(shí)可在運(yùn)行狀態(tài)下連續(xù)設(shè)定。

        氮封閥的作用就是要當(dāng)儲(chǔ)罐液面下降壓力降低時(shí)，向罐內(nèi)補(bǔ)充氮?dú)?，?dāng)儲(chǔ)罐液面上升壓力增加時(shí)，停止補(bǔ)充氮?dú)猓瑫r(shí)被壓縮的氮?dú)鈴男沟y或呼吸閥適量排出，從而始終保持罐內(nèi)的氮?dú)鈮毫ξ⒘空龎海▔毫σ话阍?00~1000Pa之間）。只有這樣才能做到既隔絕空氣，又保證儲(chǔ)罐不變形。

煉油廠罐區(qū)氮封裝置壓力設(shè)計(jì)方案故障分析及處理

    （1）某大芳烴裝置開(kāi)車初期，發(fā)現(xiàn)24臺(tái)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(gè)閥芯室內(nèi)壁等沾了一層厚厚的污垢，經(jīng)過(guò)擦拭，涂 潤(rùn)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(kāi)車后管道內(nèi)的鐵銹、殘存的雜物等被氮?dú)獯档搅说忾y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(méi)有反饋信號(hào)，也會(huì)造成氮?dú)獠煌５叵蚬迌?nèi)補(bǔ)充。

    （3）彈簧彈力變小。如果氣導(dǎo)閥、主閥和兩個(gè)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(huì)使氮封閥不停地補(bǔ)氣?？梢詫椈衫L(zhǎng)，增加其彈力。

    （4）密封圈損壞。氣導(dǎo)閥在工作過(guò)程中動(dòng)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

    （5）控制氣入口與氣導(dǎo)閥出口裝反。這屬于產(chǎn)品質(zhì)量問(wèn)題。結(jié)合氮封閥的工作原理圖，即可作出判斷。

第一層保護(hù)：氮封閥和蒸發(fā)氣回收閥

煉油廠罐區(qū)氮封裝置壓力設(shè)計(jì)方案

當(dāng)儲(chǔ)罐液位降低或溫度降低，罐內(nèi)氣體壓力稍低于氮封閥設(shè)定點(diǎn)時(shí)，氮封閥補(bǔ)氣，精確控制儲(chǔ)罐內(nèi)微正壓，并能起到有效隔絕空氣和濕氣，提高罐內(nèi)產(chǎn)品質(zhì)量。當(dāng)罐頂氣體壓力稍高于蒸發(fā)氣回收閥設(shè)定點(diǎn)時(shí)，蒸發(fā)氣回收閥開(kāi)啟排放氣體，通過(guò)管道進(jìn)入客戶的尾氣回收系統(tǒng)進(jìn)行處理并重新利用，避免過(guò)多的或者過(guò)于頻繁的向大氣中排放氮?dú)馀c可揮發(fā)性有機(jī)物(VOCs)。

第二層保護(hù)：煉油廠罐區(qū)氮封裝置壓力設(shè)計(jì)方案呼吸閥

當(dāng)罐內(nèi)氣體壓力繼續(xù)上升時(shí)，蒸發(fā)氣回收閥已經(jīng)無(wú)法通過(guò)排出部分氣體而使罐頂壓力恢復(fù)正常，呼吸閥的呼閥部分就會(huì)打開(kāi)，排放過(guò)量氣體，降低罐頂壓力。呼閥并不會(huì)經(jīng)常打開(kāi)，因?yàn)榇蠖鄶?shù)微量的氣體排放已經(jīng)通過(guò)蒸發(fā)氣回收閥實(shí)現(xiàn)。 當(dāng)罐內(nèi)氣體降低，真空壓力高于吸閥設(shè)定值時(shí)，呼吸閥的吸閥開(kāi)啟，吸入空氣，保證罐內(nèi)氣體壓力正常。這就是第二層壓力保護(hù)措施。

第三層保護(hù)：緊急泄放及緊急吸入閥

緊急泄放閥的超壓泄放功能通常在火災(zāi)工況被啟用。在罐區(qū)發(fā)生火災(zāi)時(shí)，罐外的溫度驟然上升，罐內(nèi)大量氣體揮發(fā)，蒸發(fā)氣回收閥和呼吸閥的排放能力都不能滿足罐內(nèi)壓力泄放的需求，緊急泄放閥會(huì)被打開(kāi)。此產(chǎn)品口徑較大，一般為24英寸或者更大。當(dāng)罐內(nèi)壓力急劇減少或超真空時(shí)，吸閥吸入量無(wú)法滿足要求時(shí)，緊急吸入閥自動(dòng)開(kāi)啟，緊急吸入大量氣體。盡快使罐內(nèi)恢復(fù)正常壓力。

阻止火焰?zhèn)鞑ソ鉀Q方案

儲(chǔ)罐內(nèi)儲(chǔ)存介質(zhì)為易揮發(fā)性可燃介質(zhì)時(shí)，為防止外部火焰進(jìn)入儲(chǔ)罐或阻止火焰在設(shè)備、管道間蔓延，需安裝阻火器。艾默生可根據(jù)實(shí)際需求，提供管末端阻火器、管道式阻爆燃阻火器及阻非穩(wěn)態(tài)爆轟型阻火器，確保外界火源不會(huì)進(jìn)入到罐內(nèi)，避免儲(chǔ)罐內(nèi)部起火。

結(jié)合所有以上產(chǎn)品可以精確的控制儲(chǔ)罐壓力，在超壓、失壓和火焰發(fā)生時(shí)對(duì)儲(chǔ)罐進(jìn)行的保護(hù)。貯罐的氮封有兩種形式均在正常運(yùn)行，這兩種形式的氮?dú)獾牡獨(dú)鈦?lái)源壓力均為氮?dú)怃撈縼?lái)的氮?dú)?，氮?dú)鈮毫芨?，但氮?dú)夤艿垒^細(xì)，均沒(méi)有減壓閥，而直接進(jìn)入自力式帶指揮器型供氮閥，自力式帶指揮器型供氮閥入口端壓力一般要求保證在0.3到0.6MPa之間，入口壓力低于0.3MPa會(huì)使供氮閥不起作用，貯罐的氮封壓力很低，一般選型時(shí)會(huì)按照儲(chǔ)罐的大小和每小時(shí)進(jìn)出物料量來(lái)確定供氮閥和泄氮閥的管徑（一般泄氮閥的管徑要2倍于供氮閥的管徑）對(duì)于貯槽的保護(hù)一種型式是通過(guò)與自力式氮封閥配套的安裝在貯槽頂?shù)牡忾y來(lái)控制的，該氮封閥也是由自力式調(diào)節(jié)閥廠家提供的，氮封閥的作用是配合自力式調(diào)節(jié)閥工作起到安全的作用，在壓力過(guò)高時(shí)，如當(dāng)貯罐的壓力在+500pa時(shí)，雖然氮封閥停止進(jìn)入氮?dú)?，但?dāng)貯罐繼續(xù)進(jìn)入物料時(shí)，貯罐的壓力上升，則貯罐內(nèi)的物料通過(guò)氮封閥排出氣體，以維持貯罐內(nèi)的氣體的壓力維持不超過(guò)+500pa，使貯槽不超壓，當(dāng)貯罐壓力將低于供氮閥設(shè)定壓力值時(shí)，供氮閥進(jìn)入氮?dú)庖允官A罐壓力不致過(guò)低。

無(wú)線遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)

在罐頂閥門上安裝無(wú)線儀表，為用戶提供遠(yuǎn)程監(jiān)控和即時(shí)反饋，幫助用戶及時(shí)發(fā)現(xiàn)閥門異常狀況，盡早做閥門維護(hù)，防止事故的發(fā)生，提高罐區(qū)安全。850/950型呼吸閥和2000型緊急泄放閥提供遠(yuǎn)程監(jiān)控選項(xiàng)，包括接近傳感器和無(wú)線變送器。接近傳感器檢測(cè)泄放閥的移動(dòng)，“打開(kāi)"或“關(guān)閉"信號(hào)由無(wú)線變送器接收，。

*數(shù)字化管理和監(jiān)測(cè)儲(chǔ)罐壓力

儲(chǔ)罐罐頂壓力控制一般容易被忽略，一旦發(fā)生事故，后果極其嚴(yán)重。艾默生深耕能源行業(yè)幾十年，深深了解客戶的痛點(diǎn)并由此研發(fā)和制定了相關(guān)解決方案，從失壓-低壓-高壓-超壓均能提供優(yōu)秀的解決方案和產(chǎn)品。通過(guò)艾默生無(wú)線遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，為客戶提供完整的遠(yuǎn)程可視化系統(tǒng)和即時(shí)通訊。

儲(chǔ)罐安全了，意味著工作人員的安全、儲(chǔ)罐維修費(fèi)用的減少、計(jì)劃外停車時(shí)間的減少，因此而產(chǎn)生的維護(hù)成本也大幅減少。此外，采用*儲(chǔ)罐壓力控制方案，大大減少罐內(nèi)的產(chǎn)品損失，減少排放，避免了因過(guò)量排放造成的社會(huì)負(fù)面評(píng)價(jià)、減少環(huán)保違規(guī)造成的罰款，有效幫助企業(yè)達(dá)到企業(yè)績(jī)效。

    還有一種形式則是氮封閥與帶雙水封的呼吸槽配套，貯罐壓力也是控制±500pa，工作原理基本同上，當(dāng)壓力達(dá)到+500pa時(shí)，貯罐內(nèi)的氣體沖破呼吸槽的水封，保持了貯罐內(nèi)的壓力不超過(guò)+500pa，當(dāng)貯罐內(nèi)的壓力過(guò)低時(shí)，一方面自力式調(diào)節(jié)閥動(dòng)作補(bǔ)充氮?dú)獾劫A罐，以維持氮?dú)鈮毫Σ恢逻^(guò)低，萬(wàn)一自力式調(diào)節(jié)閥故障時(shí)，呼吸槽的另一個(gè)水封起了作用，外界氣體沖破另一水封進(jìn)入貯罐，以維持貯罐壓力不致過(guò)低到 －500pa，避免了貯罐的吸癟。上述的形式，即防止了貯罐的正壓可能帶來(lái)的超壓現(xiàn)象，也避免了貯罐負(fù)壓可能帶來(lái)的貯罐吸癟現(xiàn)象，確保了貯罐的安全。