化工儲罐氮封系統計算設計方案

自力式氮封閥(即氮封裝置)主要用于儲罐頂部氮氣壓力恒定控制，自力式氮封閥是一種無須外來能源，以彈簧為動力核心利用被調介質自身的壓力來控制閥芯位置變化，達到自動調節和穩定壓力的目的，以保護罐內物料不被氮化及儲罐的安全。該閥由ZZYVP快速泄放閥及ZZV自力式微壓調節閥兩大部分組成。快速泄放閥由壓力控制器及ZMQ-16K型單座切斷閥組成。調節閥的一部分，在根據其氮封形式的區別還會有各種不同的分類，但一般來說其結構和特性大多是相掛鉤的，從結構上來看，其主要還是由呼吸閥、泄氮閥、供氮閥等組成，對于供氮來說由多個部件組成。對于本類別的閥門，通常氮氣的氣壓在3×10^5-10×10^5Pa左右徘徊，氮封系統的罐頂呼吸閥起到了在主閥失靈或管內壓力不穩定時對閥門運行工作的安全作用，一般來說泄氮閥的壓力設定點略大于供氮閥的壓力設定點，這樣可以很好的避免氮氣裝置因為工作頻率緣故而導致泄漏等問題發生而影響使用操作。因為氮封類閥門裝置在控制上的性，在使用過程對泄氮閥壓力設定值時還需要仔細。

化工儲罐氮封系統計算設計方案

1、氮氣密封系統的儲罐。此種物料一般具有以下特性之一：

1）、石油化工行業易揮發。如汽油、甲醇等飽和蒸汽壓高的物料，在常溫下容易揮發造成物料大量損失；

2）、工藝過程中應控制或避免與空氣接觸的物料。

2、氮封裝置的主要作用：

1）. 防止氧化：通過向儲罐內注入氮氣，可以排擠罐內的空氣，減少物料與氧氣的接觸，從而降低物料被氧化的風險。

2）. 抑制揮發：氮封可以減少儲罐內物料的揮發，對于易揮發的化學物質尤其重要。

3）. 維持壓力平衡：在物料的裝入或抽出過程中，氮封裝置可以調節儲罐內部的壓力，保持壓力平衡，防止因壓力變化導致的儲罐結構損壞。

4）. 減少VOCs排放：氮封可以減少揮發性有機化合物（VOCs）的排放，有助于環境保護和滿足工業排放標準。

5）. 防止污染：氮氣是一種惰性氣體，可以防止儲罐內的物料受到外界污染，確保物料的純度和質量。

6）. 提高安全性：通過控制儲罐內的氮氣壓力，可以避免由于壓力過高或過低導致的安全事故。

7）. 保護儲罐結構：氮封裝置有助于防止儲罐因內部壓力波動而產生的變形或損壞。

8）. 適用于多種儲罐：氮封裝置適用于各種類型的儲罐，包括化工原料儲罐、食品級儲罐、超純水儲罐等。

GB50160-2008石化企業防火標準[1]、 SH/T3007-2014儲運罐區設計規范[2]的要求，對甲 B 、乙A 類的可燃液體儲罐，應設置氮氣密封保護 系統，通過調節氮氣量使之填充頂部空間，節能降耗的同時，隔離油品與外界接觸以起到保護作用。

二、化工儲罐氮封系統計算設計方案氮封系統適用工況?

氮氣密封系統的應用主要取決于罐的類型和存儲介質的性質。常適用于以下幾種工況：
（1）采用內浮頂罐或固定頂罐儲存沸點在 45℃下，或37.8℃時的飽和蒸氣壓>88KPa的甲B 類 液體時，應設置氮氣密封保護系統；

（2）采用內浮頂儲罐常壓儲存沸點≥45℃、 或37.8℃時飽和蒸氣壓≤88KPa的甲B 、乙A 類液體 時，可設置氮氣密封保護系統；另，當有特殊要 求而選擇固定頂、低壓儲罐或容量≤100m3的臥式 儲罐時，應設置氮氣密封保護系統；

（3）當常壓存儲I、II級毒性的甲B 、乙A 類液 體時，應設置氮氣密封保護系統；

（4）儲存介質與空氣接觸，易發生氧化、聚合等反應，常壓儲存時，應設置氮封保護系統；

（5）儲存介質具有水溶性，并對其含水量有 嚴格要求，常壓儲存時，應設置氮封保護系統。

三、化工儲罐氮封系統計算設計方案氮封系統設計方案

1、壓力控制設計方案?

此方案：氮氣密封系統的設置，氮封系統通過控制儲罐內部的壓力，保持在一個安全和穩定的范圍內。這通常涉及到安裝壓力調節閥，如自力式氮封閥，它無需外部能源，可以自動控制儲罐內部的壓力 。重要場合儲罐頂部通常需設置阻火呼吸閥和泄壓人孔等安全裝置。值得注意的是，氮氣操作壓力宜為0.5~0.6 MPa ，通常氮氣的純度不應低于99.2%。

化工儲罐氮封系統計算設計方案氮封閥的作用有哪些？
    1、首先是切斷功能，這反映閥門的一個內在質量。
    2、其次是閥門的耐壓能力，這主要反映了閥門的一些安全指標以及閥門強度，這和閥門的泄漏指標等都是息息相關的，而選型上來看對金屬材料的選擇大多也是鑄鋼為主。
    3、第三是壓差能力，這一般來說采用閥門關閉時的壓差來參考，如果設置不妥當極有可能在運行中閥芯會出現問題。
    4、第四個是耐蝕功能，對于耐腐蝕而言一些特殊場合環境使用的閥門大多會有所需求，而氮封閥在抵抗介質腐蝕和沖蝕能力上也有很高的要求，這樣閥門的使用壽命也長了，這點尤其要注意一些管道介質有含有顆粒等運輸的介質，常會有此類需求。
    5、第五個是耐溫性，在耐溫性上來說這是此系列閥門的必須，能夠適應在不同條件下閥門對溫度的適應，這必須有較高的耐溫強度和安全指標的技術保障。

化工儲罐氮封系統計算設計方案工作原理

       儲罐內壓力升高至設定壓力時，快速泄放閥迅速開啟，將罐內多余壓力泄放。微壓調節閥在儲罐內壓力降低時，開啟閥門，向罐內充注氮氣。因微壓調節閥必須使用在壓力為0.1Mpa壓力以下，現場壓力較高，必須安裝ZZYP型壓力調節閥將壓力調節閥將壓力降低至0.1Mpa以下才可使用。公稱壓力0.1Mpa，壓力可按分段設定，從0.5Kpa 至66 Kpa以下，介質溫度溫度≤80℃。

化工儲罐氮封系統計算設計方案性能特點

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、氮氣壓力設定范圍廣，低至0.5Kpa高至1000Kpa，比值達高；

7、調節調壓力檢測膜片有效面積大，設定彈簧剛度小，動作極靈敏。

化工儲罐氮封系統計算設計方案主要技術參數

化工儲罐氮封系統計算設計方案主要外形尺寸

四、化工儲罐氮封系統計算設計方案充氮量計算

一般來說，充氮量Q等于儲罐物料的排出量 Q1 與由溫度變化導致的吸氣量Q2 之和。

例：下面以罐區中3000m3苯罐所需充氮量的計算為例進行說明。根據化工部“鋼制立式圓筒形內浮頂罐系 列”HG21502.2-1992可查表得[5]，3000m3儲罐內 徑D=17m，罐壁高度H1 =15.85m，拱頂球冠高度 H2 =1.841m，本次計算按照浮盤沉底考慮，即取設 計液位h=1.8m來計算儲罐內最大氣體的體積 Vm 。Vm 等于罐體圓柱部分氣相空間體積V1 與罐頂 球冠空間體積V2 之和。其中：

3000m3儲罐內氣體體積最大值Vm=3400m， 當儲罐內部氣體溫度T（35℃）隨外界氣溫變化一小時內降至T′（20℃） 罐內操作壓力由 1000Pa（G）降至0Pa（G）時，根據理想氣體狀態 方程：

式中：P0 ：標準大氣壓（取0.101325MPa （A））；
P1 ：操作壓力（MPa（A））；
V0 ：標準狀態下的氣體體積（Nm3）；
V1 ：操作狀態下的氣體體積（m3，我們取液位時的Vm值）； T0 ：標準狀態下的氣體溫度（273.15K）；
T1 ：操作狀態下的氣體溫度（K）。
得：在儲罐內液位，標準狀態下，35℃ 時，罐內氣體體積V0 為3044Nm3；同理可得25℃ 時，罐內氣體體積V0 '為3168Nm3。因此，此降溫過 程內需要補充的氮氣量Q為124m3/h。

因 此，為避免浪費氮氣資源，可在參考SH/T3007 2014表5.1.6中推薦的氣量規范值的基礎上根據實際工況進行計算。

化工儲罐氮封系統計算設計方案

一、儲罐氮封的作用

儲罐是儲存各類氣體和液體的重要設施。在儲罐中貯存易燃、易爆、有毒有害氣體、液體等化學品時，由于外部因素如火源、靜電等可能引起燃爆或爆炸的危險性較大，因此需要對儲罐進行有效的防護。儲罐設置氮封是一種有效的防護措施。設置氮氣封存的目的是通過增加罐內氮氣的濃度，降低儲罐內氧氣的含量，避免化學品在一定條件下產生爆炸的危險。

二、儲罐氮封的原理

儲罐設置氮封是通過注入高濃度的氮氣來代替原有的空氣，降低罐內氧氣含量的方式進行防護。具體原理如下：

1. 降低氧氣濃度

儲罐內的氮氣濃度增加，空氣中的氧氣含量比例減少，從而降低了氧氣濃度，使得化學品在儲罐內的燃燒、爆炸等危險條件減少。

2. 防止火源進入

氮氣是一種不易燃燒的氣體，注入高濃度的氮氣可以將罐內氧氣含量降低到安全范圍內，從而達到在不引入火源的情況下避免爆炸事故的發生。

3. 保護儲罐內壁

儲罐中的氧氣、水等物質會導致腐蝕、銹蝕等不良反應，導致儲罐損壞。通過注入大量氮氣，可以有效保護儲罐內壁，防止化學品對儲罐造成不良影響。

三、化工儲罐氮封系統計算設計方案結論

儲罐氮封是一種有效的防護措施，可以有效降低儲罐內氧氣含量，降低爆炸事故的危險性。通過注入高濃度氮氣，可以保護儲罐內壁，防止化學品對儲罐造成不良影響。因此，在儲存易燃、易爆、有毒有害化學品時，采取儲罐氮封措施是非常必要的。