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储罐氮封阀组系统的重要性应用案例

2025-06-29 16:19:12 来源：SH

储罐氮封阀组系统的重要性应用案例

氮封系统或其他惰性气体保护措施在化工安全领域扮演着至关重要的角色，它们能够显著降低储罐发生火灾或爆炸的风险。然而，近年来在各类企业的隐患排查过程中，我们发现某些企业，特别是精细化工企业，在储罐氮封系统的设置以及管理方面仍存在不少问题。自力式氮封阀(即氮封装置)主要用于储罐顶部氮气压力恒定控制，自力式氮封阀是一种无须外来能源，以弹簧为动力核心利用被调介质自身的压力来控制阀芯位置变化，达到自动调节和稳定压力的目的，以保护罐内物料不被氮化及储罐的安全。该阀由ZZYVP快速泄放阀及ZZV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ZMQ-16K型单座切断阀组成。

氮封阀装置是自力式调节阀的一种，自力式调节阀根据应用介质的不同，有很多种，有空气的，氮气的，蒸汽的，来自液体的，储罐顶一般会装有呼吸阀，有毒介质储罐当达到液面稳定时，罐顶的压力等于介质于该温度下的蒸汽压，当呼吸阀呼出的时候，有毒介质会排到罐外面，容易造成人员中毒，为了避免有毒介质挥发，需要在罐顶液面上保持一定压粉祖矛随走读宗力，以避免有毒介质挥发然后排空，一般用氮气来保持这种压力，这就叫氮封。
阀门生产的氮封阀、氮封装置液可刘吸率销百集减是自主开发、研制的一套自力式微压力控制系统，只有用于保持容器顶部保护夫间剧岩剂行胞示气（一般为氮气）的压力恒答定，以避免容器内物料与空企什不移气直接接触，防止物料挥发、被氧化，以及容器的安伤等全。特别适用于各类大型储罐的气封保护系统。该产品具有节能、动作灵敏、运行可靠、操作与维修方便等特点。广泛应用于石油、化工等行业。

储罐氮封阀组系统的重要性应用案例生产的氮封阀、氮封装置的特点：
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，可在连续生产的条件下进行。
3、压力检测膜片有效面积大，设定弹簧刚度小，动作灵敏，装置工作平稳。
4、采用无填料设计，阀杆查绍记所受摩擦力小，反应迅速，控制精汉发台马度高。
5、供氮装置采用指挥器操载作，减压比可达100:1，减压效果好，控制精度高。
氮封阀装置信由供氮装置和泄氮装置两部分组成。供氮装置由指挥器和主阀两部分组成;泄氮装置由内反馈的压开型微压调节阀组成。氮气压力一般设为100mm日20，通过氮封装置控制。当储罐进液阀开启，向罐内添加物料时，液面上升，气相高来种部分容积减小，压力升高，既状标交句个当罐内压力升于泄氮装置压力设定值时修谁买照王家，泄氮装置打开，向外向身督局正她夜虽界释放氮气，使罐内压力下降，降至泄氮装置压力设定点时，泄氮装置自动关闭。
当储罐出液阀开启，用户放料时，液面下降，气相部分容积增大，罐内压力功任帮度北又降低，供氮装置开启，向储罐注入氮气，使罐内压力上升，当罐当医目都企序少张起会内压力上升至供氮装置自动关闭。
氮封阀装置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。氮封阀装置由快速泄放阀及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。储罐内压力升高至设定压力时，快速泄放扩限称零司停看审阀迅速开启，将罐内多余压组调略卫费优力泄放。微压调节阀在储罐内压力降低时，开启阀门，向块致罗罐内充注氮气。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l80℃。
氮封阀装置的供(泄)氮压力设定方便，且可在连续生产的条件下进行；氮气压力设定范围广，低至0.5Kpa(50mm.w.c)，高至Kpa，比值达132倍，压力检测膜片有效面积大，设定弹簧刚度小，动作极灵敏。
供氮压力调整：在微压调节阀压力调节范围内选定一设定值如1Kpa(100mm.w.c)，通过调节调整螺丝2以改变弹簧3的预压缩(拉伸)量来达到；
泄氮压力调整：在快速泄放阀在的压力控制器部分，通过调整座3，改变弹簧4预压缩量达到。一般为避免氮封装置启闭频繁，泄氮设定值应远离供氮压力值，如2Kpa(200mm.w.c)，呼吸阀高定值调整：在上述两设定值调整好后，为避免呼吸阀启闭频繁，呼吸阀设定值应大于泄压设定值。

011.储罐氮封阀组系统的重要性应用案例储罐氮封系统的重要性

1.1 氮封系统的作用

氮封系统通过使用惰性气体如氮气，有效降低储罐火灾或爆炸的风险，是化工安全的关键部分。氮封装置是储罐顶部的关键设备，主要用于维持储罐的微正压状态。这一设计不仅减少了物料的挥发和浪费，更是保障了储罐的安全运行。氮封阀以其独特的优势，如无需外加能源、自动控制阀门介质流量以及恒定的压力稳定装置，广泛应用于天然气采输、城市煤气以及冶金、石油、化工等多个工业领域。其高控制精度、大调节压差比以及便捷的压力设定方式，使其在微压气体控制方面表现出色，为工业生产带来了高效与安全。

氮封装置的作用

氮封装置通过维持储罐微正压来减少物料挥发并保障安全。这一设计减少了物料与外部环境的接触，并提供了安全的运行环境。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ZZYP型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66 Kpa以下，介质温度温度≤80℃。

氮封阀的优势

氮封阀无需外加能源，并能提供恒定的压力，具备自动控制的功能。其特点是能够在微压气体控制中表现优异，为生产安全提供了保障。

02工作原理详解

氮封阀的关闭过程

当氮封阀处于关闭状态时，主阀的活塞被封闭在一个密封的腔室内。一旦储罐内的压力达到或超过预设值，膜片会受到向上的推力，导致气导阀在弹簧的弹力作用下向上移动。这一动作使得气导阀上的密封圈紧密贴合在阀座上，从而封堵了控制气的输入通道。同时，特殊阀芯室的压力开始上升，逐渐接近氮气总管的压力水平。这个压力通过内部相连通的通道，从特殊阀芯室传递至主阀阀芯室。由于主阀活塞受到氮气总管压力的作用，且主阀阀芯上下两面的气体压力达到平衡状态，主阀阀芯在自身重量和弹簧弹力的共同作用下，将阀门严密关闭。

氮封阀的开启过程

当氮封阀需要打开时，若储罐内的压力稍低于预设值，膜片会感知到这种压力下降并向下移动，从而推动气导阀开启。随后，氮气会经过孔板和气导阀的出口进入储罐，这一过程会逐渐增加储罐内的压力。同时，由于氮气的流入，气导阀的特殊阀芯室压力会相应下降。通过内部相连通的通道，氮气再从特殊阀芯室流入主阀阀芯室。由于主阀阀芯的活塞面积大于主阀阀座孔的面积，并且受到弹簧弹力和主阀自重的共同作用，当储罐压力略低于设定点时，特殊阀芯室和主阀阀芯室的压力变化非常微小。因此，主阀能够保持关闭状态，氮气仅通过气导阀进入储罐。

03储罐氮封阀组系统的重要性应用案例的组成与功能

氮封装置的组件与功能

氮封装置由控制阀门、执行器、压力弹簧、指挥器、脉冲管等部件精妙组成，各组件协同作用，保证储罐顶部氮气压力稳定。其核心作用在于维持容器顶部保护气体——通常是氮气——的压力稳定，从而防止容器内物料与空气直接接触，进而避免物料挥发、氧化，以及确保容器的安全。这类装置特别适用于各类大型储罐的气封保护，展现出节能、响应灵敏、运行稳定以及操作维修便捷等诸多优点，广泛应用于石油、化工等行业。

供氮装置的运作

供氮装置通过导压管将罐顶取压点的介质引入检测机构。在检测元件上，这个介质产生一个与弹簧预紧力相平衡的作用力。一旦罐内压力降至供氮装置的压力设定点以下，这种平衡就会被打破，指挥器阀芯随之开启。这样，阀前的气体就能经过减压阀和节流阀，进入主阀执行机构的上下膜室，推动主阀阀芯开启，向罐内注入氮气。而当罐内压力升至供氮装置的压力设定点时，预设弹簧力会关闭指挥器阀芯，同时主阀执行机构中的弹簧也会作用关闭主阀，从而停止供氮。

泄氮装置的运作

此外，还有泄氮装置，它采用内反馈结构，介质直接通过阀盖进入检测机构。在检测元件上，这个介质同样产生一个与预设弹簧预紧力相平衡的作用力。当罐内压力升至泄氮装置的压力设定点以上时，平衡被打破，阀芯上移，阀门开启，氮气向外界释放。而当罐内压力降至泄氮装置的压力设定点时，预设弹簧力会关闭阀门。

1.2 储罐氮封阀组系统的重要性应用案例常见问题

首先，有些应采用氮封的储罐却未设置该系统，这无疑增加了安全风险。其次，后期增设的氮封系统往往未经设计，导致系统无法正常使用，这同样会威胁到储罐的安全。

再者，氮封系统的压力管理也存在诸多问题。例如，进储罐前的氮气管线未设置自力式调节阀或压力表选型不当，仅靠手动阀门控制进气量，这使得氮封压力无法得到有效监控。此外，氮封气源未采用压力分程控制或自力式调节阀选型不合理，也会导致氮封压力过高或过低，进而影响系统的正常使用。

另外，氮气管线或储罐上未设置压力远传和报警装置，这也使得压力无法得到及时有效的控制。同时，氮气管线上的安全设施如止回阀的缺失，也会给系统带来潜在风险。

*后，储罐顶部未设置紧急泄放人孔或紧急泄放阀等保护措施，以及为了节约成本而关闭氮气管线阀门导致氮封系统未投用等行为，都会削弱系统的安全性能。

022储罐氮封阀组系统的重要性应用案例.储罐氮封系统的设置要求

2.1 国家标准及要求

国家标准《石油化工企业设计防火标准（2018年版）》（GB50160-2008）、《精细化工企业工程设计防火标准》（GB 51283-2020）以及《石油库设计规范》（GB 50074-2014）均对储罐氮封系统的设置提出了明确要求。具体来说，当单罐容积小于或等于5000m3的内浮顶储罐采用易熔材料制作的浮盘时，应设置氮气保护等安全措施；而对于储存温度超过120℃的重油固定顶罐，同样需要设置氮气保护。

此外，《精细化工企业工程设计防火标准》还规定，当采用固定顶罐或低压罐（单罐容积不小于100m3）储存甲B、乙A类液体时，应采用氮气或惰性气体密封措施。另外，对于某些具有特殊储存需求的甲B、乙A类液体化工品，如易自聚不稳定的丁二烯、苯乙烯等，也应设置氮封系统以防止空气进入储罐。

2.2 氮封系统的设置要点

采用氮封的储罐，通常为常压或低压罐，因此，防止储罐氮气超压显得尤为重要。在化工标准《气封的设置》（HG/T 20570.16-1995）中，详细规定了氮气供气量的计算方法。该标准指出，储罐气封装置的供气量必须足够补充因泵抽出液体和外界气温变化导致的气体冷凝与收缩。

然而，规范中给出的补气量仅为经验值，实际工作中需结合具体情况进行精确计算，以确保选择的氮气管线管径和氮封阀型号符合实际需求。对于技术力量薄弱的企业，建议委托设计单位进行补气量的合理计算，既保障氮封效果又避免资源浪费。

此外，《石油化工储运系统罐区设计规范》（SH/T 3007-2014）也明确规定了采用氮气保护的储罐操作压力范围为0.2Kpa～0.5Kpa，而其他设有呼吸阀的储罐操作压力则宜控制在1Kpa～1.5KPa之间。为进一步防范储罐超压，除合理计算补气量外，还应采取其他多项措施，包括在罐顶安装就地压力表并设置远传功能至DCS或PLC控制系统，以实时监测压力变化。

储罐氮封阀组系统的重要性应用案例性能特点

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，可在连续经营的条件下进行。

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、氮气压力设定范围广，低至0.5Kpa高至1000Kpa，比值达高；

7、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。

储罐氮封阀组系统的重要性应用案例

序号	品名	型号及规格	单位	数量
1	氮封阀	氮封阀ZZYVP-II DN50 PN10 进口压力 0.3-0.8 MPA, 出口压力0.5 KPA	台	1
2	泄压阀	泄压阀ZXD-10 DN20 PN10 起跳压力2KPA	台	1
4	泄压阀	泄压阀ZXD-10 DN20 PN10 起跳压力2KPA	台	1
6	泄压阀	泄压阀ZXD-10 DN20 PN10 起跳压力2KPA	台	1
8	泄压阀	泄压阀ZXD-10 DN20 PN10 起跳压力2KPA	台	1
10	泄压阀	泄压阀ZXD-10 DN20 PN10 起跳压力2KPA	台	1
12	泄压阀	泄压阀ZXD-10 DN20 PN10 起跳压力2KPA	台	1
14	泄压阀	泄压阀ZXD-10 DN20 PN10 起跳压力2KPA	台	1

储罐氮封阀组系统的重要性应用案例主要技术参数

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	0.5～70 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

储罐氮封阀组系统的重要性应用案例主要外形尺寸

公称通径(DN)	20	25	32	40	50	65	80	100	125	150
L	150	160	180	200	230	290	310	350	400	480
H	52.5	57.5	75	75	85.5	92.5	100	110	142.5	158
H1	330	330	350	350	360	430	440	450	520	650
A	310								400

033.储罐氮封阀组系统的重要性应用案例氮封系统的管理

3.1 操作规程及员工培训

为确保氮封系统的持续有效运行，企业需采取一系列管理措施。首先，在操作规程中详细规定氮封系统的操作流程和安全规范，明确压力控制范围、报警阈值，以及应对异常工况的方法和步骤。

同时，应对相关员工进行培训，确保他们熟悉并能够正确执行这些操作规范。

3.2 监控及报警措施

企业应密切监控控制系统中的储罐压力，合理设置报警值，并仔细分析报警信息，以确定问题的根源并采取相应改进措施。日常巡检中，应将氮封系统的各项运行参数，如压力表、调节阀的状态，纳入检查范畴，确保任何异常都能得到及时处理。

3.3 隐患排查与维护

此外，氮封系统的检查应成为罐区隐患排查的重要环节。对于构成重大危险源的企业，更应将氮封系统的检查纳入操作负责人履职检查表中，通过系统的隐患排查与治理，确保氮封系统始终处于良好状态。

企业还应定期对呼吸阀、压力表等关键部件进行检查和校验。这包括确保呼吸阀外观无异常，开启压力、通气量和泄漏量均符合设计要求，从而保证泄压设施的完好性和可靠性。

储罐氮封阀组系统的重要性应用案例安装调试注意事项
◆运行细则：
1、启动及检修后启动
a、投入运行前，检查阀前设计压力与温度、流量是否与实际工况一致。
b、在确认调压阀主阀阀芯处于初始位置后，如有旁路则先关闭旁路手动阀，再开启阀后手动截止阀，然后缓慢开启阀前手动截止阀。
2、正常运行
a、产品出厂时已按用户要求进行了调试，货到即可使用，但如果工艺参数发生变动，有可能阀后压力达不到规定值，此时可通过手动调节设定改变阀后压力。可通过调节供氮阀或者泄氮阀顶部的薄螺母，升高或降低阀的设定压力来达到压力的规定值，必要时可通过空气过滤减压器和节流阀来配合调节使阀后压力达到规定值，空气过滤减压器压力表显示值须在0.15~0.2MPa之间。观察阀后压力表显示值，直到阀后压力满足要求为止，投入正常运行。
b、投入正常运行后，平时仅需观察阀前管道压力表及供氮阀上过滤减压器压力表（0.15~0.2MPa之间）显示值是否稳定，阀后压力表显示值是否符合要求。
正常停机时：首先关闭阀前手动截止阀，然后关闭阀后手动截止阀。

故障停机时：首先关闭阀前手动截止阀，然后关闭阀后手动截止阀，*后开启旁通阀门（如有）。

一、储罐氮封阀组系统的重要性应用案例气路系统完整性验证

1. 气源质量检测：启动氮气供应系统，对比进气端与出气端压力表示数，确认气压值处于设备标定范围

2. 管路连接状态核查：采用扭矩扳手对所有气动管路法兰进行二次紧固，重点检查弯头与三通部位的密封垫片安装状态

3. 执行机构功能测试：手动触发电磁阀组，观察气缸行程是否达到设计位移，记录响应时间参数二、压力调控系统校准

1. 基础压力设定：通过减压阀将主管路压力调整至工艺下限值，保持30分钟观察压力波动幅度不超过±0.5%

2. 动态压力补偿：模拟生产负荷变化，测试比例调节阀的跟踪性能，确保压力波动恢复时间小于3秒

3. 封装头微压调节：使用数显压力计校准各工位压力传感器，偏差超过0.1MPa需重新标定

三、储罐氮封阀组系统的重要性应用案例系统密封性检测方案

1. 静态保压测试：封闭所有排气端口后注入0.6MPa氮气，保压2小时压降不超过0.02MPa为合格

2. 动态检漏程序：在运行状态下采用超声波检漏仪扫描各密封面，重点监测旋转接头与快换接口部位

3. 应急处理措施：发现泄漏立即启动分级关断程序，优先关闭上游气源再处理故障点