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石油化工自力式氮封装置设计应用

2023-06-18 14:14:04 来源：SH

石油化工自力式氮封装置设计应用

也叫氮封装置调节阀，供氮阀，泄氮阀，以阀后压力为动力源，引入阀后压力到指挥器膜片上以控制指挥器阀芯位置，改变流经指挥器阀芯的介质压力和流量，使阀门后端压力保持精确恒定的调节阀。
自力式氮封阀压力设定在指挥器上的弹簧上实现，拧紧压缩弹簧阀后压力变大，反之则变小，操作简单因而存在方便、便捷、比一般的直接取压自力式压力调节阀精度要高;一般用于储罐氮封系统;调节和稳定储罐的氮气压力，控制精度极其灵敏，控制精度阀后能达到0.0001MPa(100pa，0.1kp)运行过程中压力可以连续调节,特别适合是控制微压场合的工况。从上面几个规范来看，对各种储罐储存何种物料、蒸汽压力、温度情况下设置氮封有了明确的要求，甚至氮封操作压力也有具体数据。但是没有找到对氮气浓度要求的具体参数要求。

五、石油化工自力式氮封装置设计应用氮气浓度如何设置？

化工储罐氮封，更多考虑的是防爆，将可燃气体的浓度惰化到远远低于爆炸浓度下限。根据这个原则，我们可以参考《GB/T 37241-2018 惰化防爆指南》中附录A的内容，理论上可以根据各种可燃气体介质的极限氧浓度来选择我们氮封的浓度值，例如二硫化碳介质，极限爆炸氧浓度为3.0%，那么我们只需要保证氮气的纯度大于（1-3.0%）=0.97，也就是大于97%的浓度即可。储运对这方面的研究比较多：根据上述资料可以得知，在烃类蒸汽与空气的混合物中，氮气含量大于92%就不会发生爆炸。

三、石油化工自力式氮封装置设计应用标准参数：

通用型号：ZZYVP-16B

公称通径：DN20~DN150mm

压力范围：1.0~1.6MPa

使用温度：≤80℃

制造标准：GB/T4213-1992

法兰标准：GB/T9113-2000

阀门材质：WCB、CF8

调节精度：（%）≤10

泄露等级：ANSI B16.104-1976（IV级）

四、石油化工自力式氮封装置设计应用性能特点：

1、氮封装置的供（泄）氮压力设定方便，且可在连续生产的条件下进行；

2、氮气压力设定范围广，低至0.5Kpa高至1000Kpa，比值达高；

3、调节调压力检测膜片有效面积大，设定弹簧刚度小，动作极灵敏。

石油化工自力式氮封装置设计应用产品特点
(1)无需外加能源，能在无电、无气的场合工作，既方便又节约能源，降低成本。
(2)氮封装置供氮，泄氮压力设定方便，可在连续销售的条件下进行。
(3)压力检测膜片有效面积大，设定弹簧刚度小、动作灵敏、装置工作平衡。
(4)采用无填料设计，阀杆所受磨擦力小、反应迅速、控制精度高。
(5)供氮装置采用指挥器操作，减压比可达100:1，减压效果好、控制精度高。
(6)为确保储罐的安全，需在罐顶设置呼吸阀。
(7)呼吸阀公起安全作用，避免了常规氮封装置中启闭频繁易损坏的缺陷。

序号	品名	型号及规格	单位	数量	单　价（元）	金额（元）	阀体材质及其它
1	氮封阀	自力式氮封阀ZZYVP-II DN15 PN16 法兰连接常温氮气进口压力 0.3-0.6 MPA,出口压力1 KPA	台	6			阀体304不锈钢，内件304不锈钢
2	单呼阀	带阻火单呼阀ZXF-7 DN50 PN10 法兰连接常温氮气起跳压力2KPA	台	1			阀体304不锈钢，内件304不锈钢
3	单呼阀	带阻火单呼阀ZXF-7 DN65 PN10 法兰连接常温氮气起跳压力2KPA	台	1			阀体304不锈钢，内件304不锈钢
4	氮封阀	自力式氮封阀ZZYVP-II DN25 PN16 法兰连接常温氮气进口压力 0.3-0.6 MPA,出口压力1 KPA	台	1			阀体304不锈钢，内件304不锈钢
5	单呼阀	带阻火单呼阀ZXF-7 DN100 PN10 法兰连接常温氮气起跳压力2KPA	台	1			阀体304不锈钢，内件304不锈钢

三、自力式氮封阀技术参数

公称通径(mm)	20			25	40		50	80		100	150
阀座直径(mm)	6	15	20	25	32	40	50	65	80	100	125	150
额定流量系数Kv	3.2	5	8	10	20	32	50	80	100	160	250	400
压力调节范围	0.1-0.5, 0.5～70 20～120 60～400 300～700 500～1000 KPa
公称压力PN	1.0、1.6 MPa
被调介质温度	80、200 ℃
流量特性	快开型
调节精度	≤5%
允许压降(MPa)	1.6				1.6		1.1	0.6		0.4
薄膜有效面积(C㎡)	200				280			400
允许泄漏量	符合ANSIB16.104—1976 IV级
阀盖形式	标准型 (整体式)
压盖型式	螺栓压紧式
密封填料	V型聚四氟乙烯填料、含浸聚四氟乙烯石棉填料、石棉纺织填料、石墨填料
阀芯形式	单座型阀芯
流量特性	直线性

四、自力式氮封阀应用场合分析
自力式氮封阀主要用于储罐顶部氮气压力恒定控制，以保护罐内物料不被氮化及储罐安全。带指挥器操作压力调节阀由快速泄放阀及自力式微压调节阀两大部分组成。快速泄放阀由压力控制器及单座切断阀组成。

石油化工自力式氮封装置设计应用工作原理：

储罐内压力升高至设定压力时，快速泄放阀迅速开启，将罐内多余压力泄放。微压调节阀在储罐内压力降低时，开启阀门，向罐内充注氮气。因微压调节阀必须使用在压力为0.1Mpa压力以下，现场压力较高，必须安装压力调节阀将压力调节阀将压力降低至0.1Mpa以下才可使用。公称压力0.1Mpa，压力可按分段设定，从0.5Kpa至66Kpa以下，介质温度温度≤80℃。

六、石油化工自力式氮封装置设计应用如何安装

关于氮封安装，分享两种错误安装场景：一种是直接安装在呼吸阀下部短节位置（图1），另外一种是靠近呼吸阀位置直接焊接在法兰接管处（图2）。这两种场景均会导致氮气直接排出，无法起到氮封作用。

若呼吸阀用在氮封罐上，建议氮气供气管的接管位置一定要远离呼吸阀接口，并由罐顶部插入贮罐内，使氮气进罐后不直接排出，从而达到氮封目的。大部分工厂设置氮封多采用自力调节阀或者压力控制阀，关于操作方面可参照《石油化工储运系统罐区设计规范》（SH/T3007-2014）规定，采用氮气保护的储罐，其操作压力宜为0.2Kpa～0.5Kpa；其他设置有呼吸阀的储罐，其操作压力宜为1Kpa～1.5Kpa。同时有些储罐因介质含有腐蚀性，要注意定期检查清理氮气管线，防止氮封失效。七、石油化工自力式氮封装置设计应用氮气的纯度是多少？

1.《纯氮、高纯氮和超纯氮规范》（GB/T 8979-2008），用作保护气体的纯氮纯度是99.99%

2.《石油化工氮氧系统设计规范》（SH/T 3106-2019 ）

因此，工业氮气纯度为99.2%，纯氮为99.99%。

八、石油化工自力式氮封装置设计应用结论

1.不同的物料储罐，需要按照规定设置氮封，建议根据物料特性的爆炸极限范围、闪点、蒸汽压力、沸点等参数要求，综合考量设计相匹配的氧气浓度范围，也就间接的定义了氮气浓度。

2.用于储罐氮封的氮气纯度，建议不应低于99.2%，宜大于等于99.99%

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