上海申弘閥門有限公司
聯(lián)系人:申弘閥門
手機(jī):15901754341
傳真:86-021-31662735
郵箱:494522509@qq.com
地址:上海市青浦區(qū)金澤工業(yè)園區(qū)
危險(xiǎn)化學(xué)品儲(chǔ)罐氮封系統(tǒng)的關(guān)鍵設(shè)計(jì)要點(diǎn)
在危險(xiǎn)化學(xué)品的儲(chǔ)存過程中,氮封系統(tǒng)扮演著至關(guān)重要的角色。它不僅關(guān)乎儲(chǔ)罐的安全,還能有效防止物料變質(zhì)。其合理設(shè)計(jì)和穩(wěn)定運(yùn)行對(duì)化工生產(chǎn)的安全與穩(wěn)定具有重要意義。據(jù)行業(yè)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì),氮封系統(tǒng)的問題在危險(xiǎn)化學(xué)品儲(chǔ)罐的技術(shù)問題中占據(jù)相當(dāng)比例,達(dá)到1.74%。這些問題若得不到及時(shí)處理,輕則導(dǎo)致物料污染,重則可能損壞設(shè)備并引發(fā)安全事故。本文將深入探討氮封系統(tǒng)的相關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范,全面解析其作用、設(shè)置要求、設(shè)計(jì)要點(diǎn)、實(shí)踐方案以及常見問題。氮封裝置,作為儲(chǔ)罐頂部的重要設(shè)施,旨在維持儲(chǔ)罐的微正壓狀態(tài),從而有效隔離罐內(nèi)物料與外界環(huán)境的接觸。這一系統(tǒng)通過精準(zhǔn)控制, 不僅減少了物料的揮發(fā)和浪費(fèi),還有助于保護(hù)儲(chǔ)罐的安全運(yùn)行。在儲(chǔ)罐上配備氮封系統(tǒng)后,其氣相空間壓力將被維持在0.2-0.5kPa的范圍內(nèi)。當(dāng)氣相空間壓力超過0.5kPa時(shí),氮封閥會(huì)自動(dòng)關(guān)閉,停止氮?dú)獾墓?yīng);而當(dāng)壓力降至0.2kPa以下時(shí),氮封閥則會(huì)開啟,及時(shí)補(bǔ)充氮?dú)?,確保儲(chǔ)罐在運(yùn)行過程中始終不會(huì)吸入空氣,進(jìn)而防止了爆炸性氣體的形成。此外,為確保系統(tǒng)的穩(wěn)定性和安全性,所使用的氮?dú)饧兌葢?yīng)不低于99.96%,且氮?dú)鈮毫σ丝刂圃?.5~0.6MPa的范圍內(nèi)。
011. 危險(xiǎn)化學(xué)品儲(chǔ)罐氮封系統(tǒng)的關(guān)鍵設(shè)計(jì)要點(diǎn)氮封系統(tǒng)的重要作用

1.1 ? 提供穩(wěn)定的正壓環(huán)境
氮封系統(tǒng),通過向儲(chǔ)罐內(nèi)注入氮?dú)?,旨在為罐?nèi)營造一個(gè)穩(wěn)定的正壓環(huán)境,從而有效隔絕外界空氣與罐內(nèi)物料的直接接觸。這一系統(tǒng)在多個(gè)方面發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。首先,它能夠防止儲(chǔ)罐內(nèi)的易氧化、易聚合危險(xiǎn)化學(xué)品(例如苯乙烯、丙烯腈等)因暴露于空氣中而發(fā)生不必要的變質(zhì)或化學(xué)反應(yīng)。
氮封裝置功能
氮封裝置能夠維持儲(chǔ)罐的微正壓狀態(tài),通過這一特點(diǎn),有效隔離罐內(nèi)物料與外界環(huán)境的接觸,從而減少物料的揮發(fā)和浪費(fèi)。裝置的核心在于防止爆炸性氣體的形成,因此確保氮?dú)獾母呒兌群秃线m壓力是很重要的。氮?dú)饧兌葢?yīng)不低于99.96%,且氮?dú)鈮毫σ丝刂圃?.5~0.6MPa的范圍內(nèi),以便可靠地維持微正壓環(huán)境。
1.2 ? 防止物料變質(zhì)
氮封系統(tǒng)可以有效防止易氧化、易聚合的危險(xiǎn)化學(xué)品發(fā)生不必要的化學(xué)反應(yīng)。
1.3 ? 降低安全風(fēng)險(xiǎn)
其次,氮封系統(tǒng)還有助于避免易燃、易爆物料與空氣混合,形成潛在的爆炸性氣體,進(jìn)而降低安全風(fēng)險(xiǎn)。此外,對(duì)于毒性為高度和極度危害的液體儲(chǔ)罐而言,該系統(tǒng)更是,它能顯著減少有毒氣體的泄漏,確保操作人員的職業(yè)健康不受威脅。

022. 危險(xiǎn)化學(xué)品儲(chǔ)罐氮封系統(tǒng)的關(guān)鍵設(shè)計(jì)要點(diǎn)氮封系統(tǒng)的設(shè)置范圍
國家標(biāo)準(zhǔn)中詳細(xì)規(guī)定了需配備氮封系統(tǒng)的儲(chǔ)罐類型及要求。
根據(jù)《石油化工企業(yè)設(shè)計(jì)防火標(biāo)準(zhǔn)》及《精細(xì)化工企業(yè)工程設(shè)計(jì)防火標(biāo)準(zhǔn)》等規(guī)范,以下幾類儲(chǔ)罐需特別配備氮封系統(tǒng):
容積大于或等于100m3的甲B、乙A類液體內(nèi)浮頂罐(浮盤采用易熔材料)、固定頂罐或低壓罐;
新建容積大于或等于1000m3的甲B類、乙類儲(chǔ)罐,以及操作溫度高于或等于120℃的丙類內(nèi)浮頂和固定頂儲(chǔ)罐;
儲(chǔ)存易聚合、易氧化物料(例如苯乙烯、丙烯腈)或儲(chǔ)存溫度超過120℃的重油固定頂罐;
含油污水儲(chǔ)罐、酸性水儲(chǔ)罐、輕污油儲(chǔ)罐及設(shè)有油氣收集系統(tǒng)的儲(chǔ)罐;
儲(chǔ)存沸點(diǎn)低于45℃或真實(shí)蒸氣壓大于等于76.6kPa的甲B類液體,以及低壓儲(chǔ)罐或降溫常壓儲(chǔ)罐;
儲(chǔ)存毒性為高度和極度危害的甲B、乙A類液體的內(nèi)浮頂儲(chǔ)罐;
位于多雷和強(qiáng)雷地區(qū)的容積大于或等于50000m3的浮頂儲(chǔ)罐(一次、二次密封之間)。
儲(chǔ)罐氮封的設(shè)置要求
在設(shè)置儲(chǔ)罐氮封時(shí),需遵循一定的規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)。具體而言,是否配備氮封設(shè)施及氮封閥,可參考以下規(guī)定進(jìn)行決策。
022.危險(xiǎn)化學(xué)品儲(chǔ)罐氮封系統(tǒng)的關(guān)鍵設(shè)計(jì)要點(diǎn)儲(chǔ)罐氮封系統(tǒng)的設(shè)置要求

2.1 ? 國家標(biāo)準(zhǔn)及要求
國家標(biāo)準(zhǔn)《石油化工企業(yè)設(shè)計(jì)防火標(biāo)準(zhǔn)(2018年版)》(GB50160-2008)、《精細(xì)化工企業(yè)工程設(shè)計(jì)防火標(biāo)準(zhǔn)》(GB 51283-2020)以及《石油庫設(shè)計(jì)規(guī)范 》(GB 50074-2014)均對(duì)儲(chǔ)罐氮封系統(tǒng)的設(shè)置提出了明確要求。具體來說,當(dāng)單罐容積小于或等于5000m3的內(nèi)浮頂儲(chǔ)罐采用易熔材料制作的浮盤時(shí),應(yīng)設(shè)置氮?dú)獗Wo(hù)等安全措施;而對(duì)于儲(chǔ)存溫度超過120℃的重油固定頂罐,同樣需要設(shè)置氮?dú)獗Wo(hù)。
此外,《精細(xì)化工企業(yè)工程設(shè)計(jì)防火標(biāo)準(zhǔn)》還規(guī)定,當(dāng)采用固定頂罐或低壓罐(單罐容積不小于100m3)儲(chǔ)存甲B、乙A類液體時(shí),應(yīng)采用氮?dú)饣蚨栊詺怏w密封措施。另外,對(duì)于某些具有特殊儲(chǔ)存需求的甲B、乙A類液體化工品,如易自聚不穩(wěn)定的丁二烯、苯乙烯等,也應(yīng)設(shè)置氮封系統(tǒng)以防止空氣進(jìn)入儲(chǔ)罐。
2.2 ? 氮封系統(tǒng)的設(shè)置要點(diǎn)
采用氮封的儲(chǔ)罐,通常為常壓或低壓罐,因此,防止儲(chǔ)罐氮?dú)獬瑝猴@得尤為重要。在化工標(biāo)準(zhǔn)《氣封的設(shè)置》(HG/T 20570.16-1995)中,詳細(xì)規(guī)定了氮?dú)夤饬康挠?jì)算方法。該標(biāo)準(zhǔn)指出,儲(chǔ)罐氣封裝置的供氣量必須足夠補(bǔ)充因泵抽出液體和外界氣溫變化導(dǎo)致的氣體冷凝與收縮。
然而,規(guī)范中給出的補(bǔ)氣量僅為經(jīng)驗(yàn)值,實(shí)際工作中需結(jié)合具體情況進(jìn)行精確計(jì)算,以確保選擇的氮?dú)夤芫€管徑和氮封閥型號(hào)符合實(shí)際需求。對(duì)于專業(yè)技術(shù)力量薄弱的企業(yè),建議委托專業(yè)設(shè)計(jì)單位進(jìn)行補(bǔ)氣量的合理計(jì)算,既保障氮封效果又避免資源浪費(fèi)。
此外,《石油化工儲(chǔ)運(yùn)系統(tǒng)罐區(qū)設(shè)計(jì)規(guī)范》(SH/T 3007-2014)也明確規(guī)定了采用氮?dú)獗Wo(hù)的儲(chǔ)罐操作壓力范圍為0.2Kpa~0.5Kpa,而其他設(shè)有呼吸閥的儲(chǔ)罐操作壓力則宜控制在1Kpa~1.5KPa之間。為進(jìn)一步防范儲(chǔ)罐超壓,除合理計(jì)算補(bǔ)氣量外,還應(yīng)采取其他多項(xiàng)措施,包括在罐頂安裝就地壓力表并設(shè)置遠(yuǎn)傳功能至DCS或PLC控制系統(tǒng),以實(shí)時(shí)監(jiān)測壓力變化。
? 危險(xiǎn)化學(xué)品儲(chǔ)罐氮封系統(tǒng)的關(guān)鍵設(shè)計(jì)要點(diǎn)氮封設(shè)備決策
1)根據(jù)SH/T3007《石油化工儲(chǔ)運(yùn)系統(tǒng)罐區(qū)設(shè)計(jì)規(guī)范》的相關(guān)規(guī)定,對(duì)于其他甲B、乙A類液體化工品,若存在特殊儲(chǔ)存需求,可選擇使用固定頂儲(chǔ)罐、低壓儲(chǔ)罐或容量不超過100m3的臥式儲(chǔ)罐。但必須采取以下措施之一:一是 設(shè)置氮?dú)饣蚱渌栊詺怏w密封保護(hù)系統(tǒng),以密閉方式收集并處理罐內(nèi)排出的氣體;二是將儲(chǔ)存溫度控制在閃點(diǎn)以下5℃或更低。此外,該規(guī)范還明確指出,儲(chǔ)存Ⅰ、Ⅱ級(jí)毒性的甲B、乙A類液體儲(chǔ)罐的容量不應(yīng)超過10000m3,并同樣需要設(shè)置氮?dú)饣蚱渌栊詺怏w密封保護(hù)系統(tǒng)。
2)依據(jù)《 石油化工儲(chǔ)運(yùn)罐區(qū)VOCs治理項(xiàng)目指導(dǎo)意見》,甲B、乙A類中間原料儲(chǔ)罐、芳烴類儲(chǔ)罐、輕污油儲(chǔ)罐、酸性水罐以及排放氣中含有高濃度油氣和硫化物等需治理的儲(chǔ)罐,都應(yīng)配備氮?dú)饷芊庀到y(tǒng)。
3)此外,還有多種場合需要采用儲(chǔ)罐氮封工藝,例如防止儲(chǔ)罐揮發(fā)有毒或可燃?xì)怏w外泄、防止儲(chǔ)罐內(nèi)物料與氧氣接觸發(fā)生氧化或化學(xué)反應(yīng)等。

033. 危險(xiǎn)化學(xué)品儲(chǔ)罐氮封系統(tǒng)的關(guān)鍵設(shè)計(jì)要點(diǎn)氮封系統(tǒng)的關(guān)鍵設(shè)計(jì)要點(diǎn)
在布置氮封系統(tǒng)時(shí),必須嚴(yán)格遵循相關(guān)規(guī)范,以確保其運(yùn)行的有效性。這涉及到多個(gè)方面,包括系統(tǒng)組件的選擇、安裝位置的確定以及與其它安全系統(tǒng)的協(xié)同作用等。
3.1 ? 設(shè)計(jì)及設(shè)備配置
確保氮封閥的選擇和安裝正確非常重要。對(duì)于固定頂罐、內(nèi)浮頂罐等易揮發(fā)液體儲(chǔ)罐,應(yīng)設(shè)置減壓式外取壓閥后壓力控制型的氮封閥。該閥應(yīng)安裝在靠近罐頂入口的氮?dú)夤芫€上,并確保外取壓管線取源點(diǎn)位于罐頂,以確保檢測到的壓力真實(shí)可靠。同時(shí),合理配置其他輔助設(shè)備,如壓力變送器和呼吸閥等。
3.2 ? 壓力設(shè)定標(biāo)準(zhǔn)
儲(chǔ)罐操作壓力范圍需在0.2kPa至0.5kPa之間,以符合行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)SH/T 3007-2014的規(guī)定。氮封閥的設(shè)定需要與儲(chǔ)罐的正常操作壓力相匹配,且設(shè)定值應(yīng)位于可調(diào)范圍的中段,以確保能夠覆蓋操作壓力。
3.3 ? 典型設(shè)計(jì)方案
根據(jù)儲(chǔ)罐的類型,可以選擇基礎(chǔ)、優(yōu)化或復(fù)合設(shè)計(jì)方案,實(shí)現(xiàn)安全和效率并重。例如,對(duì)中間儲(chǔ)罐可采用先導(dǎo)式氮封閥組與限流孔板旁路相結(jié)合的方式,對(duì)于成品儲(chǔ)罐則可采用優(yōu)化設(shè)計(jì)方案,以減少事故工況下呼吸閥的頻繁動(dòng)作。
危險(xiǎn)化學(xué)品儲(chǔ)罐氮封系統(tǒng)的關(guān)鍵設(shè)計(jì)要點(diǎn)氮封工藝流程

在工藝流程上,每臺(tái)儲(chǔ)罐都設(shè)置了先導(dǎo)式氮封閥組和限流孔板旁路。在正常情況下,氮封閥組會(huì)維持罐內(nèi)氣相空間的壓力在0.2至0.5kPa的范圍內(nèi)。當(dāng)氣相空間壓力超過0.5kPa時(shí),氮封閥會(huì)自動(dòng)關(guān)閉,停止供應(yīng)氮?dú)?;而?dāng)壓力降至0.2kPa以下時(shí),氮封閥則會(huì)開啟,補(bǔ)充氮?dú)?。?dāng)?shù)忾y需要維修或出現(xiàn)故障時(shí),可以通過限流孔板旁路向儲(chǔ)罐內(nèi)補(bǔ)充氮?dú)?。如果壓力升高?.5kPa以上,則通過帶阻火器的呼吸閥進(jìn)行外排(短時(shí)間連續(xù)補(bǔ)充氮?dú)猓?/p>
② 在氮封閥出現(xiàn)故障無法及時(shí)關(guān)閉的情況下,罐內(nèi)壓力可能超過1.5kPa,此時(shí),帶阻火器的呼吸閥將進(jìn)行外排以釋放壓力。同樣,若氮封閥因故障未能及時(shí)開啟,導(dǎo)致罐內(nèi)壓力降至-0.3kPa以下,呼吸閥將通過補(bǔ)充空氣的方式,確保罐內(nèi)壓力不低于設(shè)計(jì)壓力低限-0.5kPa,從而維持儲(chǔ)罐的正常運(yùn)行。
③ 為了保障氮封儲(chǔ)罐在事故情況下的安全排放,必須在儲(chǔ)罐上配備緊急泄放閥,并且其定壓值不得超過儲(chǔ)罐的設(shè)計(jì)壓力上限,即2.0kPa。
④ 在需要利用限流孔板旁路為氮封儲(chǔ)罐補(bǔ)充氮?dú)鈺r(shí),應(yīng)確保流量與油品出罐流量相當(dāng),同時(shí),氮?dú)夤艿赖囊?guī)格為DN50mm,且氮?dú)獾牟僮鲏毫S持在0.5MPa。
⑤ 若儲(chǔ)罐間通過氣相連通管道相連,則每臺(tái)儲(chǔ)罐的氣相出口管道都必須設(shè)置阻火器,以避免事故的進(jìn)一步蔓延。
⑥ 所選用的阻火器必須滿足安全性能要求,且其阻力降不得超過0.3kPa。
接下來,我們來看氮封系統(tǒng)的示意流程圖。
044. 危險(xiǎn)化學(xué)品儲(chǔ)罐氮封系統(tǒng)的關(guān)鍵設(shè)計(jì)要點(diǎn)現(xiàn)場常見問題及風(fēng)險(xiǎn)防控

4.1 ? 典型問題分析
常見的問題包括氮封閥位置不當(dāng)、壓力不足和系統(tǒng)配置不全等。例如,氮封閥安裝位置不當(dāng)可能導(dǎo)致其無法有效應(yīng)對(duì)罐內(nèi)壓力的驟變,而氮封閥前壓力不足則可能導(dǎo)致補(bǔ)氮功能失效。
4.2 ? 防控措施
為了根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)安裝調(diào)試,確保氮封系統(tǒng)的安全性和有效性,必須確保氮封閥、取壓管等核心部件的正確安裝和壓力校準(zhǔn)。此外,完善系統(tǒng)配置并合理選擇監(jiān)測設(shè)備也是的,以確保儲(chǔ)罐操作壓力監(jiān)測的全面性和準(zhǔn)確性。
氮封系統(tǒng)或其他惰性氣體保護(hù)措施在化工安全領(lǐng)域扮演著至關(guān)重要的角色,它們能夠顯著降低儲(chǔ)罐發(fā)生火災(zāi)或爆炸的風(fēng)險(xiǎn)。然而,近年來在各類企業(yè)的隱患排查過程中,我們發(fā)現(xiàn)某些企業(yè),特別是精細(xì)化工企業(yè),在儲(chǔ)罐氮封系統(tǒng)的設(shè)置以及管理方面仍存在不少問題。
011.危險(xiǎn)化學(xué)品儲(chǔ)罐氮封系統(tǒng)的關(guān)鍵設(shè)計(jì)要點(diǎn)儲(chǔ)罐氮封系統(tǒng)的重要性

1.1 ? 氮封系統(tǒng)的作用
氮封系統(tǒng)通過使用惰性氣體如氮?dú)?/strong>,有效降低儲(chǔ)罐火災(zāi)或爆炸的風(fēng)險(xiǎn),是化工安全的關(guān)鍵部分。
1.2 ? 常見問題
首先,有些應(yīng)采用氮封的儲(chǔ)罐卻未設(shè)置該系統(tǒng),這無疑增加了安全風(fēng)險(xiǎn)。其次,后期增設(shè)的氮封系統(tǒng)往往未經(jīng)專業(yè)設(shè)計(jì),導(dǎo)致系統(tǒng)無法正常使用,這同樣會(huì)威脅到儲(chǔ)罐的安全。
再者,氮封系統(tǒng)的壓力管理也存在諸多問題。例如,進(jìn)儲(chǔ)罐前的氮?dú)夤芫€未設(shè)置自力式調(diào)節(jié)閥或壓力表選型不當(dāng),僅靠手動(dòng)閥門控制進(jìn)氣量,這使得氮封壓力無法得到有效監(jiān)控。此外,氮封氣源未采用壓力分程控制或自力式調(diào)節(jié)閥選型不合理,也會(huì)導(dǎo)致氮封壓力過高或過低,進(jìn)而影響系統(tǒng)的正常使用。
另外,氮?dú)夤芫€或儲(chǔ)罐上未設(shè)置壓力遠(yuǎn)傳和報(bào)警裝置,這也使得壓力無法得到及時(shí)有效的控制。同時(shí),氮?dú)夤芫€上的安全設(shè)施如止回閥的缺失,也會(huì)給系統(tǒng)帶來潛在風(fēng)險(xiǎn)。
最后,儲(chǔ)罐頂部未設(shè)置緊急泄放人孔或緊急泄放閥等保護(hù)措施,以及為了節(jié)約成本而關(guān)閉氮?dú)夤芫€閥門導(dǎo)致氮封系統(tǒng)未投用等行為,都會(huì)削弱系統(tǒng)的安全性能。

033.危險(xiǎn)化學(xué)品儲(chǔ)罐氮封系統(tǒng)的關(guān)鍵設(shè)計(jì)要點(diǎn)氮封系統(tǒng)的管理
3.1 ? 操作規(guī)程及員工培訓(xùn)
為確保氮封系統(tǒng)的持續(xù)有效運(yùn)行,企業(yè)需采取一系列管理措施。首先,在操作規(guī)程中詳細(xì)規(guī)定氮封系統(tǒng)的操作流程和安全規(guī)范,明確壓力控制范圍、報(bào)警閾值,以及應(yīng)對(duì)異常工況的方法和步驟。
同時(shí),應(yīng)對(duì)相關(guān)員工進(jìn)行培訓(xùn),確保他們熟悉并能夠正確執(zhí)行這些操作規(guī)范。
3.2 ? 監(jiān)控及報(bào)警措施
企業(yè)應(yīng)密切監(jiān)控控制系統(tǒng)中的儲(chǔ)罐壓力,合理設(shè)置報(bào)警值,并仔細(xì)分析報(bào)警信息,以確定問題的根源并采取相應(yīng)改進(jìn)措施。日常巡檢中,應(yīng)將氮封系統(tǒng)的各項(xiàng)運(yùn)行參數(shù),如壓力表、調(diào)節(jié)閥的狀態(tài),納入檢查范疇,確保任何異常都能得到及時(shí)處理。
3.3 ? 隱患排查與維護(hù)
此外,氮封系統(tǒng)的檢查應(yīng)成為罐區(qū)隱患排查的重要環(huán)節(jié)。對(duì)于構(gòu)成重大危險(xiǎn)源的企業(yè),更應(yīng)將氮封系統(tǒng)的檢查納入操作負(fù)責(zé)人履職檢查表中,通過系統(tǒng)的隱患排查與治理,確保氮封系統(tǒng)始終處于良好狀態(tài)。
企業(yè)還應(yīng)定期對(duì)呼吸閥、壓力表等關(guān)鍵部件進(jìn)行檢查和校驗(yàn)。這包括確保呼吸閥外觀無異常,開啟壓力、通氣量和泄漏量均符合設(shè)計(jì)要求,從而保證泄壓設(shè)施的完好性和可靠性。
055.危險(xiǎn)化學(xué)品儲(chǔ)罐氮封系統(tǒng)的關(guān)鍵設(shè)計(jì)要點(diǎn) 結(jié)語

危險(xiǎn)化學(xué)品儲(chǔ)罐的氮封系統(tǒng)在設(shè)計(jì)、安裝及運(yùn)行管理上,都必須嚴(yán)格遵循相關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范。企業(yè)應(yīng)加強(qiáng)日常巡檢與維護(hù),重點(diǎn)關(guān)注氮封閥的狀態(tài)、壓力監(jiān)測的準(zhǔn)確性以及輔助設(shè)施的有效性,并及時(shí)整改存在的問題。通過標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)、規(guī)范化操作和持續(xù)的管控措施,才能確保氮封系統(tǒng)充分發(fā)揮其安全保障作用,從而有效防范物料污染、設(shè)備損壞及安全事故的發(fā)生。
