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儲罐頂油氣收集氮封閥系統(tǒng)優(yōu)化改進方案
氮封系統(tǒng)由氮封閥、呼吸閥(含阻火器)、泄氮閥、緊急泄放裝置(泄壓閥、泄壓人孔)組成。當儲罐進液閥開啟,向罐內(nèi)添加物料時,液面上升,氣相空間減小,罐內(nèi)壓力升高,當罐內(nèi)壓力高于泄氮閥壓力設定值時,泄氮閥打開,向外界釋放氮氣,當罐內(nèi)壓力下降到泄氮閥壓力設定值時,泄氮閥自動關閉。罐區(qū)VOCs回收裝置可應用于罐區(qū)的氮氣回收,在進行儲罐頂油氣收集治理(封閉、密連通等)時, 應保證儲罐的本質(zhì)靠譜,這是儲罐VOCs減排一切工作的前提。
儲罐氮氣保護系統(tǒng)包括氮氣源、氮氣管線、氮封裝置、罐內(nèi)壓力檢測等。儲罐氮封的作用主要是為了防止儲罐出現(xiàn)負壓而從呼吸閥吸入 空氣,以保持罐內(nèi)微正壓;氮封閥正常壓力應避免與呼吸閥和單呼閥或控制閥等設定壓力交集,產(chǎn)生不必要的 氮氣損耗和浪費。當罐內(nèi)氣體壓力低于氮封閥開啟壓力時,氮封閥打 開向罐內(nèi)補入氮氣;當罐內(nèi)氣體壓力達到氮封閥關閉壓力時,氮封閥 關閉停止向罐內(nèi)補入氮氣。
當罐內(nèi)氣體壓力高于控制閥或呼閥定壓時,通過呼閥或揮發(fā)氣收集總管控制閥開啟向罐外排出氣體。呼吸閥外排壓力、緊急泄放閥 定壓根據(jù)儲罐設計壓力確定。
儲罐頂油氣收集氮封閥系統(tǒng)優(yōu)化改進方案
1)在每臺儲罐上應設置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)氣相空間壓力在左右,當氣相空間壓力高于,氮封閥關閉,停止氮氣供應;當氣相空間壓力低于時,氮封閥開啟,開始補充氮氣。當?shù)忾y需要檢修或故 障時,使用限流孔板旁路給儲罐內(nèi)補充氮氣。
2)當?shù)忾y事故失靈不能及時關閉,造成罐內(nèi)壓力超過時,通過帶阻火器的呼吸閥外排;當?shù)忾y事故失靈不能及時開啟時, 造成罐內(nèi)壓力降低至時,通過帶阻火器呼吸閥向罐內(nèi)補充空 氣,確保罐內(nèi)壓力不低于儲罐的設計壓力低限。
3)為確保設置氮封儲罐事故工況下的靠譜排放,應在儲罐上設置事故泄壓設備,緊急泄放閥定壓不應高于儲罐的設計壓力上限。
4)在廠區(qū)收集總管上設置在線氧分析儀,判斷儲罐氮封系統(tǒng)的可靠性,并滿足后續(xù)油氣處理設施的靠譜性。
儲罐頂油氣收集氮封閥系統(tǒng)優(yōu)化改進方案
當儲罐出液閥開啟輸出物料時,罐內(nèi)液面下降,氣相部分容積增大,罐內(nèi)氣相壓力降低,此時氮封閥開啟,向儲罐注入氮氣,當罐內(nèi)壓力上升至氮封閥壓力設定值時,氮封閥自動關閉。
當?shù)忾y和泄氮閥失靈時,此時呼吸閥替代氮封閥和泄氮閥起保護作用。
緊急泄放裝置是當發(fā)生火災時向罐外呼出,避免儲罐因超壓而損壞。
防止儲罐等容器出現(xiàn)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(nèi)注入產(chǎn)品時,任何的多余空氣或氣體可自由離開容器;相反當產(chǎn)品排出時,空氣可流入容器內(nèi)。此類系統(tǒng)還可因溫度波動而使容器出現(xiàn)“透氣"現(xiàn)象,這通常會導致體積發(fā)生巨大變化。
然而出于多種原因,此方法并不適用于所有產(chǎn)品。進入儲罐內(nèi)的空氣可能會污染產(chǎn)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(chǎn)品上方形成。此外,還有可能發(fā)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(xiàn)過壓,更為重要的是避免在排放產(chǎn)品時出現(xiàn)真空。大型儲罐尤其無法承受低壓。
氮封系統(tǒng)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(xiàn)這一結(jié)果的方法之一是連續(xù)充入氮氣,這是一種相對簡單且安全的解決方案。但由于其不斷消耗氮氣,因此操作成本很高。
較為*做法是基于壓力的氮封工藝。一般來說,此類氮封系統(tǒng)由下列組件構(gòu)成:
•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(diào)節(jié)器;
•一只允許頂部空間氣體流出儲罐的泄氮閥、通風裝置閥或蒸氣回收閥。
•一只用于防止儲罐出現(xiàn)過壓或真空的安全壓力/真空泄放閥(后者可導致儲罐內(nèi)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(chǎn)品泵抽出儲罐或者溫度下降時,覆蓋調(diào)節(jié)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??諝庖约把鯕獠粫M入儲罐。溫度與天氣條件的變化意味著儲罐需要連續(xù)通氣。
儲罐頂油氣收集氮封閥系統(tǒng)優(yōu)化改進方案主要零部件材料
閥體:ZG230-450、ZG1Cr18Ni9
閥內(nèi)件:1Cr18Ni9Ti
膜蓋:A3、1Cr18Ni9Ti 膜片:夾增強滌綸織物丁橡膠、氟橡膠
彈簧:60Si2Mn、1Cr18Ni9Ti
* 根據(jù)用戶要求,槽罐氮封閥(供氮閥泄氮閥)閥體、閥內(nèi)件、膜蓋可采用其它牌號材質(zhì)
儲罐頂油氣收集氮封閥系統(tǒng)優(yōu)化改進方案 主要技術參數(shù)
儲罐頂油氣收集氮封閥系統(tǒng)優(yōu)化改進方案供氮裝置
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 | 標準級:Ⅳ級(GB/T4213-92) 嚴密型:Ⅵ級(GB/T4213-92) |
儲罐頂油氣收集氮封閥系統(tǒng)優(yōu)化改進方案泄氮裝置
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 | 標準級:Ⅳ級(GB/T4213-92) 嚴密型:Ⅵ級(GB/T4213-92) |
三、儲罐頂油氣收集氮封閥系統(tǒng)優(yōu)化改進方案設備選型及維護的意義: 設計或維護不當?shù)牡庀到y(tǒng)有可能導致嚴重事故發(fā)生。如果說所有的氮封系統(tǒng)均會出現(xiàn)這樣或那樣的泄漏則并不言過。由于其結(jié)構(gòu)復雜,帶有活動組件、包裝與密封件的閥門容易發(fā)生故障。出現(xiàn)故障的壓力變送器會記錄錯誤的頂部空間壓力,從而導致氮氣消耗過高。當?shù)忾y無法充分打開時,氮氣的流入量將會變得過低,從而導致頂部空間壓力下降,進而造成儲罐內(nèi)爆或者空氣泄漏至儲罐當中。如前所述,這些情況會對產(chǎn)品質(zhì)量產(chǎn)生影響,根據(jù)存儲產(chǎn)品的不同,還會大大提高發(fā)生爆炸的風險。相比傳統(tǒng)氮封系統(tǒng)裝置,利用自己的產(chǎn)品(恒壓呼吸閥),將呼吸閥和氣封裝置集成到一起的一體式產(chǎn)品,同時滿足氮封與呼吸的功能,體現(xiàn)出的優(yōu)勢:
1)由于不需要二次配管及控制配管,配管的空間較寬廣。
2)只要有呼吸閥儲罐上有空即可設置。
3)由于不需要二次配管及控制配管工程,可節(jié)省配管成本。
4)在現(xiàn)有的儲罐上設置時,不需要增設二次配管及控制配管的連接口。
5)因使用潔凈管件,結(jié)構(gòu)上很簡單,便于進行拆解、點檢。
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