儲罐頂部氮封閥裝置故障分析及處理

在煉油或石油化工廠中，存放著各種油品或石化產品。儲罐大都建造在室外，為使這些油品或產品不與空氣中的氧氣接觸，常采用罐頂充氮氣法，使之與外界隔絕。氮封閥的作用就是要當儲罐液面下降壓力降低時，向罐內補充氮氣，當儲罐液面上升壓力增加時，停止補充氮氣，同時被壓縮的氮氣從呼吸閥適量排出，從而始終保持罐內的氮氣壓力微量正壓(壓力一般在400~1000Pa之間)。只有這樣才能做到既隔絕空氣，又保證儲罐不變形。主要用于儲罐頂部氮氣壓力恒定控制，以保護罐內物料不被氮化及儲罐安全。氮封閥由ZZDQ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。

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℃。

儲罐頂部氮封閥裝置故障分析及處理的工作原理
　　如圖1所示，當氮封閥關閉時，主閥的活塞是在一個密封室內，當儲罐壓力等于或大于設定的壓力時，膜片就被向上頂起，氣導閥在彈簧的作用下向上移動，把氣導閥上的密封圈緊緊壓在閥座上，關閉了控制氣的進口，同時特殊閥芯室的壓力增加并接近氮氣總管的壓力，此壓力通過內部通道，從特殊閥芯室傳到主閥閥芯室。主閥的活塞就處于氮氣總管壓力的作用，由于主閥閥芯上、下所受氣體壓力平衡，所以主閥閥芯在自重和彈簧的作用下將閥門緊密關死。
　　如圖2所示，氮封閥打開時，當儲罐壓力稍微低于設定壓力時，膜片因為感應壓力下降而向下移動，推動氣導閥打開，氮氣經過孔板、氣導閥的出口進入儲罐，使儲罐內的壓力增加，同時氣導閥的特殊閥芯室的壓力下降，氮氣通過內部通道從特殊閥芯室進入主閥閥芯室。由于主閥閥芯的活塞面積大于主閥閥座孔面積，并有彈簧的彈力和主閥的重量，所以當儲罐壓力稍微低于設定點時，特殊閥芯室和主閥閥芯室的壓力降低很小，主閥仍然保持關閉，氮氣只從氣導閥進入儲罐。

P1S1=P2S2 + F + G
　　式中：P1- 主閥入口壓力;P2- 主閥閥芯室壓力;S1- 主閥閥座孔面積;S2- 主閥閥芯活塞面積;F- 彈簧彈力;G- 主閥重量。
　　當儲罐壓力下降較大時，由于流過氣導閥的氮氣量增加，主閥閥芯室壓力繼續下降，當P1=P2•S2/S1+ F/S1+ G/S1時，主閥打開，氦氣大量流人儲罐，壓力迅速升高。在診斷壓力口，安裝診斷壓力表，測量主閥閥芯室壓力，然后將該壓力同氮氣總管壓力比較，便可知氣導閥和主閥的運行情況。

儲罐頂部氮封閥裝置故障分析及處理故障分析及處理
　　(1)某大芳烴裝置開車初期，發現24臺氮封閥工作都不正常。拆閥檢查，發現氮封閥的氣導閥、主閥和兩個閥芯室內壁等沾了一層厚厚的污垢，經過擦拭，涂潤滑脂后能正常使用。在閥座處還發現了一些焊渣導致開車后管道內的鐵銹、殘存的雜物等被氮氣吹到了氮封閥內，使主閥不能回到閥座上。
　　(2)導壓管堵塞。如果導壓管堵塞，氮封閥沒有反饋信號，也會造成氮氣不停地向罐內補充，按照如圖3所示的步驟檢查是否屬于此類原因。
　　(3)彈簧彈力變小。如果氣導閥、主閥和兩個閥芯室不臟，而且導壓管也未堵塞，應檢查氣導閥下面小彈簧的彈力，若彈力減小，會使氮封閥不停地補氣。可以將彈簧拉長，增加其彈力。
　　(4)密封圈損壞。氣導閥在工作過程中動作較頻繁。使密封圈經常受到閥座的沖擊，導致密封圈磨損或斷裂，起不到密封作用，更換密封圈即可。

儲罐頂部氮封閥裝置故障分析及處理泄氮裝置工作原理

    泄氮裝置結構(見圖五)，該裝置采用內反饋結構，介質直接經閥蓋進入檢測機構(2)，介質在檢測元件上產生一個作用力與預設彈簧(3)預緊力平衡。當罐內壓力升高至高于泄氮裝置壓力設定點時，平衡被破壞，使閥芯(1)上移，打開閥門，向外界泄放氮氣；當罐內壓力降至泄氮裝置壓力設定點，由于預設彈簧力作用，關閉閥門。

■ 說明

·一般供氮氣壓力在3×105～10×105Pa之間；
·罐頂呼吸閥僅起安全作用，是在主閥失靈，導致罐內壓力過高或過低時，起到安全作用，在正常情況下不工作；
·泄氮閥安裝在罐頂，口徑一般在進液閥口徑一致；
·一般泄氮閥的壓力設定點略大于供氮閥的壓力設定點，以免供、泄氮裝置頻繁工作，浪費氮氣、影響設備使用壽命。
·若用戶工況有與選型手冊有異，望來電與本廠技術開發部聯系，協商解決。

■儲罐頂部氮封閥裝置故障分析及處理主要技術參數及性能指標

1 供氮裝置主要技術參數及性能指標

2泄氨裝置主要技術參數及性能指標

■ 儲罐頂部氮封閥裝置故障分析及處理主要零件材料

閥  體：ZG230-450、ZG1Cr18Ni9Ti
閥內件：1Cr18Ni9Ti
膜  蓋：A3、1Cr18Ni9Ti
膜  片：夾增強滌綸織物丁腈橡膠、氟橡膠
彈  簧：60Si2Mn、1Cr18Ni9Ti
﹡根據用戶要求，閥體、閥內件、膜蓋可采用其它牌號材質。

儲罐頂部氮封閥裝置故障分析及處理例：
    型號為：025×015ZZYVP-16B(ZZDQ)16S0.5～5.5-1P表示公稱通徑(DN)為25mm，閥座直徑(dg)為15mm，公稱壓力(PN)為1.6MPa，連接法蘭按制造廠標準，壓力調節閥范圍為0.5～5kPa，供氮壓力為1kPa，閥體材質為ZG1Cr18Ni9Ti的一套供氮裝置；
    型號為：040ZZYVP-16B(ZZD)×1.0S0.5～5.5-1.5P表示公稱通徑(DN)為40mm，公稱壓力(PN)為0.1MPa，連接法蘭按制造廠標準，壓力調節閥范圍為0.5～5kPa，泄氮壓力為1.5kPa，閥體材質為ZG1Cr18Ni9Ti的一套泄氮裝置；

4儲罐頂部氮封閥裝置故障分析及處理系統失效原因分析
在氮封系統的使用過程中，不可避免的會出現各種各樣的問題。經過與相關企業的人員溝通與分析，總結了一些失效原因及解決措施，其影響因素主要有存儲介質的影響，安裝方式的影響和使用方式的影響等。
氮封閥安裝方式的不合理可能導致其不能正常工作。氮封閥一般需要設置回訊信號，一些企業在安裝氮封閥時為了減少在儲罐頂部開孔的個數，通常將回訊信號的取壓點與氮氣補充的入1：3相互連通，這就造成了回訊壓力取值不準確。為了得到準確的回訊信號值，回訊信號的取壓點應該單獨設置。
氮封系統的使用過程中，周圍環境的影響不可忽視。氮封閥上設有通氣孔，閥腔會直接與空氣接觸。餓羅斯原油含硫比較高，空氣中存在著大量Hzs分子，這些分子在空氣中與水霧形成酸性水溶液。這些酸性水溶液會使閥腔表面發生氧化，腐蝕，使得氮封閥無法正常動作。因此，加工俄羅斯原油的石化企業要重視氮封系統的防銹蝕工作。在選擇氮封閥的材質時，可以采用合金鋼，不銹鋼和灰鑄鐵等防腐蝕性能好的材料，或者在閥腔內加入防腐涂層等減緩閥體的腐蝕。

5儲罐頂部氮封閥裝置故障分析及處理結語
氮封系統是一種應用廣泛的減低油品損耗的方法，是石油化工企業節能環保的重要舉措之一。文中對儲罐系統的配置，運行及失效原因作了分析與探討，為生產中氮封系統的使用提供了指導。氮封系統需要根據儲罐的設計目標合理配置各個安全附件的參數，使用過程中制定相應的操作規范，可保證氮封系統安全可靠的運行。