化工可燃液體常壓儲罐氮封閥裝置應用案例

  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(jié)和穩(wěn)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(jié)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。氮封主要用于石油、化工、水處理等行業(yè)儲罐的氣相壓力穩(wěn)定保護，通過氮氣置換技術隔絕氧氣接觸，防止物料氧化或揮發(fā)，確保儲罐安全運行。

AQ 3063—2025 《化工企業(yè)可燃液體常壓儲罐區(qū)安全管理規(guī)范》還要求惰性氣體的保護，“6.1.2對于易聚合、純度要求高等有特殊儲存要求的甲B、乙A類可燃液體，選用固定頂儲罐或臥式儲罐時，應采取下列措施之一：

a）設置氮氣或者其他惰性氣體密封保護系統(tǒng)，密閉收集處理罐內排出的氣體；b）設置氮氣或者其他惰性氣體密封保護系統(tǒng)，控制儲存溫度低于液體閃點5℃及以下"。有些物料具有特殊的要求，與空氣接觸會造成純度出現(xiàn)問題或者有聚合的風險，就要用氮氣封閉。為什么要用氮氣，其實對于惰性氣體而言，氮氣是成本的，可以自制，自然要使用氮氣。

AQ 3063—2025 《化工企業(yè)可燃液體常壓儲罐區(qū)安全管理規(guī)范》“6.1.6含油污水儲罐、含硫化氫酸性水儲罐應采用氮封系統(tǒng)"。

GB 51428-2021《煤化工工程設計防火標準》有類似的要求“7.2.7儲存毒性為高度和極度危害的甲B、乙A類液體的內浮頂儲罐，儲存溫度超過120℃的重油固定頂罐應設置氮氣密封保護系統(tǒng)"。

化工可燃液體常壓儲罐氮封閥裝置應用案例為什么如此要求？

標準沒有條文說明，可以看另外一個標準 GB 51428-2021《煤化工工程設計防火標準》“7.2.6 浮頂儲罐和內浮頂儲罐的浮頂選用應符合下列規(guī)定：

1 單罐容積大于或等于50000m3的浮頂儲罐應采用鋼制雙盤式浮頂；

2 當單罐容積大于5000m3的內浮頂儲罐儲存甲B、乙A類液體時，應采用鋼質單盤或雙盤式浮頂；

3 當單罐容積小于或等于5000m3的內浮頂儲罐儲存甲B、乙A類液體且采用易熔材料制作的浮盤時，應采取氮氣密封保護等安全措施。"

條文說明：7.2.6 浮盤采用易熔材料制作的內浮頂儲罐在發(fā)生火災時浮頂易失效并形成全液面火災，故本條要求采取氮氣密封保護等安全措施。鋼質單盤或雙盤式浮頂由不小于5mm厚的鋼板焊接而成，其耐火性能、密封性能和結構強度均強于組裝式浮頂，本款規(guī)定是為了提高單罐容積大于5000m3的內浮頂儲罐的安全性能。

其他的標準也有類似的要求。 GB50160-2008（2018 年版）《石油化工企業(yè)設計防火標準》“6.2.2 …….當單罐容積小于或等于5000m3的內浮頂儲罐采用易熔材料制作的浮盤時，應設置氮氣保護等安全措施"；

6.2.2 條文解釋： 對于有特殊要求的甲B、乙A液體物料，如苯乙烯、酯類，加氫原料、丙烯腈等易聚合、易氧化或有毒的液體物料，選用固定頂儲罐或臥式儲罐加氮封儲存也是可行的；

化工可燃液體常壓儲罐氮封閥裝置應用案例工作原理

       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(jié)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(jié)閥必須使用在壓力為0.1Mpa壓力以下，現(xiàn)場壓力較高，必須安裝ZZYP型壓力調節(jié)閥將壓力調節(jié)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℃。

另外，含油污水儲罐、酸性水儲罐多次發(fā)生硫化氫自燃、閃爆事故，應設置氮封保護措施。

對于易聚合、純度要求高等有特殊儲存要求的甲B、乙A類可燃液體，選用固定頂儲罐或臥式儲罐時，應采取下列措施之一：

a)設置氮氣或其他惰性氣體密封保護系統(tǒng)，密閉收集處理罐內排出的氣體；

b) 設置氮氣或其他惰性氣體密封保護系統(tǒng)，控制儲存溫度低于液體閃點5℃及以下。

化工可燃液體常壓儲罐氮封閥裝置應用案例設置氮封的要求有哪些？

儲罐氮封系統(tǒng)設計應滿足SH/T 3007相關要求，設置氮封系統(tǒng)的儲罐氣相空間氧含量應符合GB/T 37241的相關要求。

若因特殊原因未設置氮封系統(tǒng)時，每月至少應檢測1次儲罐內氣相空間可燃氣體濃度，檢測值大于爆炸下限50%時，應及時安排停運，進行處置。

定期檢測儲罐內氣相空間可燃氣體濃度 ，若檢測值大于爆炸下限50 %，說明浮盤密封性較差，儲罐發(fā)生火災事故的風險較大，故應及時安排停運檢維修 。此條要求高于現(xiàn)行其他標準。

化工可燃液體常壓儲罐氮封閥裝置應用案例性能特點

1、無需外加能源，能在無電、無氣的場合工作，既方便又節(jié)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(xù)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(jié)調壓力檢測膜片有效面積大，設定彈簧剛度小，動作極靈敏。

化工可燃液體常壓儲罐氮封閥裝置應用案例

主要技術參數(shù)

主要外形尺寸

化工可燃液體常壓儲罐氮封閥裝置應用案例安裝、維護與調試

1、化工可燃液體常壓儲罐氮封閥裝置應用案例安裝

（1） 檢查整機零件是否缺損與松動，對使用有害人體健康的介質，必須進行強度、密封、泄漏 與精度測試。

（2） 在安裝前，對管道進行清洗（否則由于焊渣等管道垃圾，損壞閥芯密封面，導致閥門不能 正常工作），閥門入口處要有足夠的直管段，并配有過濾器。閥體與管道的法蘭連接，要 注意同軸度。

（3） 安裝場地應考慮到人員與設備的安全，即便于操作，又有利于拆裝與維修。 （4） 閥門應正立垂直安裝在水平管道上，導壓管必須安裝在距離閥出口至少六倍于公稱通徑的 閥后管道上。閥自重較大與有振動的場合，要用支撐架，盡量避免水平安裝。

（5） 介質流動方向應與閥體上的箭頭指向一致。因微壓閥屬于精密儀表，其中指揮器膜片直接 承受介質壓力，若閥門反裝或管道有反沖壓力，則指揮器膜片由于受壓過高導致膜片損壞， 閥門不能工作。閥門應在環(huán)境溫度-25～+55℃場所使用。

（6） 為使自控系統(tǒng)失靈或檢修閥門時，仍能連續(xù)生產，應設置旁路閥。

注意：根據(jù)現(xiàn)場安裝經驗，氮封閥在安裝時，應先與管道過濾器連接。這樣可以有效的避免管道吹掃遺 留下的固體顆?？▔拈y門內部件，而影響正常使用。見下圖

（7） 罐頂安裝時，若不具備安裝支撐氮封系統(tǒng)裝置重量條件的情況下，可不設計或少設計安裝 截止閥等輔助型開關閥門。以減輕罐頂安裝重量。（若安裝條件允許或必須設有應急措施 的工況，請務必按國家標準管路設計安裝施工）氮封系統(tǒng)裝置罐頂安裝示意圖，見下圖

（8） 地面安裝，在不考慮承重的地面安裝方式中，可將管路設計的更標準化。旁通可在氮封系統(tǒng) 裝置故障時，人工應急操作使用。關閉帶指揮器自力式調節(jié)閥前后截止閥可方便返廠維修及 更換。地面安裝方式示意圖，見以下

（9） 內襯式氮封系統(tǒng)裝置安裝，內襯氮封閥屬微壓式壓力調節(jié)閥，閥前壓力一般控制在 30KPa 左 右，所以主管道應設計一級減壓閥（帶指揮器自力式調節(jié)閥），一級減壓閥不屬于微壓調節(jié) 閥，控制壓力一般遠大于罐內壓力，不存在罐內壓力倒流現(xiàn)象，故無需閥腔襯氟。以一主多 分的管道布局形式連接各處內襯式氮封系統(tǒng)裝置。內襯式氮封系統(tǒng)裝置安裝方式示意圖，見以下

化工可燃液體常壓儲罐氮封閥裝置應用案例在日常儲罐安全管理中，氮封容易存在哪些隱患以及如何安全管理呢？

1.應該設置氮封但沒有設置氮封。精細化工裝置，對于間歇操作且存在甲、乙類物質的易燃易爆危險的工藝系統(tǒng)宜采取氮氣保護措施；當采用易熔材料制作浮盤時，應設置氮氣保護等安全措施；采用固定頂罐或低壓罐時，應采用氮氣或惰性氣體密封，并采取減少日曬升溫的措施。石油化工裝置，儲存溫度超過120℃的重油固定頂罐應設置氮氣保護；內浮頂儲罐采用易熔材料制作的浮盤時,應設置氮氣保護等安全措施。石油庫場所，儲存Ⅰ、Ⅱ級毒性的甲B、乙A類液體儲罐的單罐容量不應大于5000m3，且應設置氮封保護系統(tǒng)；容量小于或等于10000m3的固定頂儲罐、低壓儲罐或容量不大于100m3的臥式儲罐，應設置氮氣密封保護系統(tǒng),并應控制儲存溫度低于液體閃點5℃及以下。液化烴儲罐，例如丁二烯、苯乙烯等。

2.設置了氮封，但沒有設置泄壓措施。石化規(guī)GB50160的6.2.19條款要求，對于采用氮氣氣封的甲B、乙類液體的儲罐還應設置事故泄壓設備。

3.設置了氮封，但沒有正常投用。氮封沒有投用的原因可能有企業(yè)為了降低成本停止氮氣、檢修后因疏忽未及時恢復、氮封系統(tǒng)故障等，無論什么原因安全設施停用都是違法行為。

4.氮氣管線未設置止回閥。石化規(guī)GB50160的7.2.7條款要求，連續(xù)使用的公用工程管道上應設止回閥，并在其根部設切斷閥。尤其是壓力儲罐必須設置止回閥，避免氮氣管網壓力低時，儲罐壓力高的可燃、有毒氣體倒回氮氣管網，出現(xiàn)其他次生事故。大檢修、氮氣用量突然增大時，有毒、可燃氣體倒灌到氮氣管網事故屢見不鮮。

5.氮氣管線入口和呼吸閥排放口過近。氮氣入口和排放口臨近，導致氮氣走短路直接排放，達不到設置氮氣密封的目的，氮封成了“掩耳盜鈴"。

6.氮封壓力不足。采用氮氣密封保護的可燃液體儲罐，其操作壓力宜為0.2kPa～0.5kPa，在表盤上標識上下限控制范圍。壓力過低，在突然低溫或者儲罐出料過快時，存在儲罐抽癟的風險。壓力過高，不但氮氣浪費，也容易導致常壓儲罐超壓。氮封的壓力表應為低壓壓力表，避免大量程壓力表使人員不能觀察實際氮氣壓力。

7.還要定期對氮氣調節(jié)閥、壓力表等定期維護，氮氣管線設置管線標識等。按照設備完好性管理制度，明確責任、程序和檢查要求，并督促落實確保氮封設置良好。定期檢測氮氣純度和露點，保證氮氣品質合格。

2、 化工可燃液體常壓儲罐氮封閥裝置應用案例維護：

（1） 清洗閥門：對清洗一般介質，只要用水洗凈就可以。但對清洗有害健康的介質，首先要了 解其性質，在選用相應的清洗辦法。

（2） 閥門的拆卸：將外露表面生銹的零件先除銹，但在除銹前，要保護好閥座、閥芯、閥桿與 推桿等精密零件的加工表面。拆裝閥座時應使用專用工具。

（3） 閥芯、閥座：二密封面有較小的銹斑與磨損，可用機械加工的方法進行修理，如損壞嚴重 必須換新。但不管修理或更換后的硬密封面，都必須進行研磨。

（4） 閥桿：表面損壞，必須換新。

（5） 壓縮彈簧：如有裂紋等影響強度的缺陷，必須換新。

（6） 易損零件：填料、密封墊片與 O 型圈，每次檢修時，全部換新。膜片必須檢查是否有預 示將來可能發(fā)生裂紋、老化與腐蝕等痕跡，根據(jù)檢驗結果，決定是否更換，但膜片使用期 一般最多 2～3 年。

（7） 閥門組裝要注意對中，螺栓要在對角線上擰緊，滑動部分要加潤滑油。組裝后應按產品出 廠測試項目與方法調試，并在這期間，可更準確地調整填料壓緊力與閥芯關閉位置。

3、 化工可燃液體常壓儲罐氮封閥裝置應用案例調試

所需要壓力值是通過對指揮器頂部的調節(jié)螺母的操作而得到調整，打開頂部的防塵蓋，用扳手 調整調節(jié)螺母。順時針方向旋轉使壓力增大，逆時針旋轉則壓力減小。安裝在壓力調節(jié)閥后的壓力 表，可使工作人員借以觀察調整后的壓力給定值。