石油煉制儲罐氮封閥裝置設置要求

環(huán)境保護部和國家質監(jiān)總局發(fā)布《石油煉制工業(yè)污染物排放標準》對煉油企業(yè)罐區(qū)無組織排放的有機廢氣做出限制后，各煉油企業(yè)罐區(qū)設置了各種不同的油氣回收系統(tǒng)來提高排放廢氣的標準。本文介紹氮封的原理以及氮封在儲罐應用中的效果，目前主流的幾種油氣回收方式的原理，選擇冷凝+吸附油氣回收技術路線的原因及其在儲罐應用中的效果。
　防止儲罐等容器出現(xiàn)過壓或負壓的方法是在容器頂部設置開口。此種情況下，再向容器內(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，這通常會導致容器的體積發(fā)生巨大變化。
　　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，供氮閥將會打開，并向儲罐頂部空間充氮，避免壓力不足。保持恒定表壓可確保空氣以及氧氣不會進入儲罐。溫度與天氣條件的變化意味著儲罐需要連續(xù)通氣。因此自力式壓力調(diào)節(jié)閥在這里是非常適用的一種閥門。因為目前常用的惰性氣體是氮氣，因此這種自力式壓力調(diào)節(jié)閥常常俗稱為“氮封閥"，而整套系統(tǒng)也被稱之為“氮封裝置"，這套氣封原理稱之為“氮封原理"或者“氮封工藝"。

1石油煉制儲罐氮封閥裝置設置要求 罐區(qū)為何要設置氮封+儲罐油氣回收系統(tǒng)
工業(yè)生產(chǎn)過程中會產(chǎn)生大量對大氣環(huán)境有危害的揮發(fā)性有機廢氣（VOC）。當前，中國的工業(yè)發(fā)展進入到了一個新階段，中國的環(huán)境問題日益突出，許多地方出現(xiàn)了嚴重的霧霾天氣，以致影響到了人們正常的生活和工作。在這種情況下，必須控制工業(yè)等生產(chǎn)領域有害氣體的排放，加大對有機廢氣處理的力度，通過提高廢氣處理技術來降低其對大氣環(huán)境的危害，減少其對大氣環(huán)境的污染。
正因如此，環(huán)境保護部和國家質監(jiān)總局發(fā)布《石油煉制工業(yè)污染物排放標準》（GB 31570-2015），對企業(yè)VOC排放的指標更加嚴苛。非甲烷總烴排放標準已經(jīng)從早期的25g/m3提高到120mg/m3，尤其對苯要求不大于4mg/m3， 甲苯要求不大于15mg/m3，二甲苯要求不大于20mg/m3的更嚴苛要求。
氮封裝置主要用于保持容器頂部保護氣（一般為氮氣）的壓力恒定，以避免容器內(nèi)物料與空氣直接接觸，防止物料揮發(fā)，被氧化，以及容器的安全。特別適用于大型儲罐的氣封保護系統(tǒng)。該產(chǎn)品具有節(jié)能環(huán)保、動作靈敏、運行可靠、操作簡單和維修方便等特點。參照常見的提供設計的氮氣系統(tǒng)裝置方案，儲罐氮封系統(tǒng)裝置一般主要包含氮封閥，泄氮閥和呼吸閥
儲罐氮封系統(tǒng)裝置(氮封閥泄氮閥呼吸閥)是一套自力式微壓力控制系統(tǒng)，主要用于保持容器頂部保護氣(一般為氮氣)的壓力恒定，以避免容器內(nèi)物料與空氣直接觸，防止物料揮發(fā)，被告氧化，以及容器的安全。
氮封裝置特別適合用于各類大型儲罐的氣封保護系統(tǒng)。氮封裝置產(chǎn)品具有節(jié)能，動作靈敏，運行可靠，操作與維修方便等特點，氮封裝置廣泛應用于石油，化工等行業(yè)，產(chǎn)品特點無需外加能源，在無電無氣的場合工作。

當罐內(nèi)壓力升高超過設定值時，供氮閥關閉，泄氮閥打開(罐頂未設呼吸閥，或呼吸閥故障打不開)，將罐內(nèi)多余壓力泄放。在儲罐內(nèi)壓力降低時，泄氮閥處于關閉狀態(tài)，供氮閥打開，向罐內(nèi)注氮氣。供氮閥閥前壓力最好在2 .5Mpa 以下，現(xiàn)場壓力較高時，可在供氮閥前安裝一只自力式壓力調(diào)節(jié)閥將壓力減至1 Mpa 以下，以提高可靠性和使用效果。特點： 氮封裝置的供(泄)氮壓力設定方便，可在連續(xù)生產(chǎn)的條件下進行。在設定壓力范圍內(nèi)，如從1-50KP，100mm H20 需調(diào)整到50mm H20 ，可通過調(diào)節(jié)供氮閥頂部的調(diào)節(jié)螺絲，改變彈簧的力，即可達到需要新設定的工藝值。

石油煉制儲罐氮封閥裝置設置要求泄氮閥的壓力調(diào)節(jié)和供氮閥類似。
吸閥設定值調(diào)整：在上述設定值調(diào)整好后，為避免呼吸閥啟閉頻繁，呼吸閥的設定值應大于泄壓設定置。我們可以結合一些具有代表性的產(chǎn)品來分析，世界上著名的氮封裝置品牌，供氮閥，泄氮閥，呼吸閥品牌，它的氮封裝置特點：氮封裝置無需外加能源，利用被調(diào)介質自身能量為動力源，引入壓力閥的指揮器以控制壓力閥芯位置，改變流經(jīng)閥門介質流量，使閥門后端壓力保持恒定。
氮封裝置由供氮閥、 泄氮閥、 呼吸閥 組成，供氮閥由指揮器和主閥兩部分組成；泄氮閥由內(nèi)反饋的壓開型微壓調(diào)節(jié)閥組成，通過氮封裝置精確控制。當儲罐進液閥開啟，向罐內(nèi)添加物料時，液面上升，氣相部分容積減小，壓力升高，當罐內(nèi)壓力升至高于泄氮閥壓力設定值時，泄氮閥打開，向外界釋放氮氣，使罐內(nèi)壓力下降，降至泄氮閥壓力設定點時，自動關閉。當儲罐出液閥開啟，用戶放料時，液面下降，氣相部分容積增大，罐內(nèi)壓力降低，供氮閥開啟，向儲罐內(nèi)注入氮氣，使罐內(nèi)壓力上升，升至供氮閥壓力設定點，自動關閉。

　　
　　然而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（或空氣）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罐內(nèi)的低壓狀況。氣封系統(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)這一結果的方法之一是連續(xù)充入惰性氣體，這是一種相對簡單且安全的解決方案。但由于其不斷消耗惰性氣體，因此操作成本很高。　　
　　較為*做法是基于壓力的氣封工藝。一般來說，此類氣封系統(tǒng)由下列組件構成：　　
　　• 在任何時候需要時允許惰性氣體進入儲罐的氣封裝置或調(diào)節(jié)器；　
　　• 允許頂部空間氣體流出儲罐的放氣閥、通風裝置閥或蒸氣回收閥。　　
　　• 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
　　主要參數(shù)、性能指標與材料

1、石油煉制儲罐氮封閥裝置設置要求主要參數(shù)及主要性能指標見表一  表一

2、石油煉制儲罐氮封閥裝置設置要求壓力調(diào)節(jié)范圍見表二              表二

3、石油煉制儲罐氮封閥裝置設置要求主要零件材料見表三                表三

4、石油煉制儲罐氮封閥裝置設置要求外形尺寸見表四、圖二      表四   單位：mm

注： 1）標準法蘭連接形式PN16為凸面，連接尺寸鑄鐵法蘭按GB4216.5-84，鑄鋼法蘭按GB9113-2000、JB/T-94，閥體法蘭及法蘭端面距也可按用戶標準制造，如：ANSI，JIS，DIN等標準。

   2）接管根據(jù)用戶需要配置5、石油煉制儲罐氮封閥裝置設置要求產(chǎn)品重量見表五              表五   單位：Kg

四、石油煉制儲罐氮封閥裝置設置要求特點：

   ZZVP、ZZCP型自力式微壓、差壓調(diào)節(jié)閥，是一種依靠被調(diào)介質自身的壓力變化進行自動調(diào)節(jié)或維持壓力差為恒定值的一種節(jié)能型調(diào)節(jié)閥。                  

主要技術參數(shù)與性能指標：      表1 Kv值和性能指標

表2 微、差壓調(diào)節(jié)范圍                                                

表3外形尺寸及重量               單位：mm

2 石油煉制儲罐氮封閥裝置設置要求造成揮發(fā)性有機廢氣排放的原因

油品在儲運過程中，不可避免地存在油品損耗。油品儲運系統(tǒng)中的損耗約占加工量的3‰～5‰，其中最主要的損耗方式為蒸發(fā)損耗。油品的蒸發(fā)損耗主要分為自然通風損耗、“小呼吸"損耗和“大呼吸"損耗。
自然通風損耗主要是由于儲罐的密封不嚴造成的。如果罐頂有縫隙或者孔眼，它會引起自然對流而造成自然通風損耗。
當儲罐未進行收發(fā)油時，油罐內(nèi)油品液面處于靜止狀態(tài)，油品蒸氣充滿氣體空間，由于罐內(nèi)氣體空間溫度和油氣濃度的晝夜變化而引起的損耗成為油罐的靜止儲存損耗，又稱作“小呼吸"損耗。
當油罐發(fā)油時，油罐內(nèi)油品液位不斷下降，罐內(nèi)空氣和油品氣相混合氣體濃度、壓力降低，這將促進油品液面的進一步蒸發(fā)。當油罐收油時，由于罐內(nèi)液體體積增加，罐內(nèi)氣體壓力增加，當壓力增加到一定數(shù)值時，呼吸閥打開，罐內(nèi)油氣隨之排入大氣中。這種由于液面高度變化而造成的油品損耗成為動液面損耗，又稱為“大呼吸"損耗。

石油煉制儲罐氮封閥裝置設置要求安裝、維護與調(diào)試：

1、安裝（見圖二）

• 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。

• 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。

• 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。

• 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。

• 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，其中膜片直接承受介質壓力，若閥門反裝或管道有反沖壓力，則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。

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

  
  

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石油煉制儲罐氮封閥裝置設置要求選型注意事項：

 1、調(diào)節(jié)閥直接按照接管管徑選取是不合理的。閥門的調(diào)節(jié)品質與接管流速或管徑?jīng)]有關系，閥門的調(diào)節(jié)品質僅與水的阻力及流量有關。一旦系統(tǒng)設備確定之后，理論上適合該系統(tǒng)的閥門只有一種理想的口徑，而不會出現(xiàn)多種選擇。

 2、調(diào)節(jié)閥口徑不能過小。選擇的閥門口徑過小，一方面會增加系統(tǒng)的阻力，甚至會出現(xiàn)閥門口徑100%開啟時，系統(tǒng)仍無法達到設定的容量要求，導致嚴重后果。另一方面，閥門將需要通過系統(tǒng)提供較大的壓差以維持足夠的流量，加重泵的負荷，閥門易受損害，對閥門的壽命影響很大。