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储罐氮封系统压力设定值方案

2025-11-01 20:21:51 来源：SH

氮封系统的压力设定值是确保储罐安全运行、介质稳定储存的核心参数，需平衡 “防止空气进入”、“避免介质过量挥发”、“系统能耗” 三大目标。其设定需结合储罐类型、介质特性、操作工况及相关规范，具体确定方法如下：

一、储罐氮封系统压力设定值方案压力设定的核心原则：

氮封系统的压力设定以“微正压”为基础（通常表压范围200Pa -500Pa，特殊工况可放宽至 100 Pa -1000Pa），需满足：

· 下限要求：压力≥介质的饱和蒸气压（或呼吸阀正压设定值），防止空气 / 湿气进入罐内，避免介质氧化、污染或形成爆炸性混合物。

· 上限要求：压力≤储罐的设计允许正压（通常常压储罐≤1.5kPa），防止储罐超压变形，同时减少氮气消耗和介质挥发损失。

二、储罐氮封系统压力设定值方案关键影响因素与设定依据：

1. 介质特性

· 挥发性与毒性：

高挥发性介质（如汽油、甲醇）：需较低的正压（200-300Pa），避免压力过高导致介质通过呼吸阀 / 紧急泄放阀泄漏，增加损耗和安全风险。

低挥发性或毒性介质（如原油、）：可适当提高压力（300-500Pa），强化密封效果，防止空气进入引发变质。

· 饱和蒸气压：

氮封压力需 ≥介质在操作温度下的饱和蒸气压（至少高 50-100Pa），否则空气会因罐内压力低于蒸气压而渗入（尤其低温时）。

示例：若某介质 20℃时饱和蒸气压为 150Pa，氮封设定压力需≥200Pa（150+50）。

2. 储罐结构与设计参数

· 储罐设计压力：常压储罐的*大允许正压通常为 1.5kPa（GB 50341《立式圆筒形钢制焊接油罐设计规范》），氮封压力需远低于此值（一般不超过 50%），预留安全余量。

· 呼吸阀/紧急泄放阀设定值：氮封压力需: 低于呼吸阀正压设定值（通常低 100-200Pa），避免正常操作时呼吸阀开启导致氮气浪费或介质泄漏。

示例：若呼吸阀正压设定为 600Pa，氮封压力宜设为 400 Pa -500Pa。

3. 操作工况

· 进出料频率与速率：

频繁出料或大流量出料时，罐内压力波动大，需设定稍高压力（如 400-500Pa），减少压力骤降导致的空气吸入。

长期静置的储罐，可设较低压力（200-300Pa），降低氮气消耗。

· 环境温度变化：昼夜温差大的地区，需考虑温度升高导致的罐内压力上升（气体膨胀），设定值需预留膨胀空间，避免超压泄放。

经验值：温差每 10℃，罐内压力约上升 30-50Pa，设定时需扣除该部分潜在升压。

4. 安全与环保要求

· 防爆需求：对于易燃易爆介质（如溶剂油），氮封压力需确保罐内氧含量≤8%（体积分数），通过压力抑制空气渗入，此时压力需根据介质爆炸极限计算（通常需更高压力，如 400-600Pa）。

· 环保合规：挥发性有机物（VOCs）排放控制严格的场景，需提高氮封压力（如 300-500Pa），减少介质通过密封面的无组织排放。

三、储罐氮封系统压力设定值方案压力设定值的具体确定步骤：

1. 收集基础参数：

介质饱和蒸气压（操作温度下，可查手册或实验测定）；

储罐设计*大允许正压（查设计文件）；

呼吸阀 / 紧急泄放阀的正压设定值（通常由储罐安全泄放计算确定）；

介质爆炸极限、毒性等级及环保排放标准。

2. 计算理论范围：

下限值：Pmin=介质饱和蒸气压+(50100)Pa（确保优于介质自身密封能力）；

上限值：Pmax=min[呼吸阀正压设定值(100200Pa), 0.5×储罐设计正压]。

3. 结合工况修正：

若进出料频繁，取下限值与上限值的中高值（如上限值的 80%）；

若环境温差大，取中低值（如下限值的 1.2 倍）；

若介质易燃易爆，优先满足氧含量控制，可适当接近上限值。

4. 验证与调整：

试运行时监测压力波动（正常操作应稳定在设定值 ±50Pa 内）；

若频繁触发呼吸阀泄放，需降低设定值；若氧含量超标，需提高设定值。

四、储罐氮封系统压力设定值方案典型介质的压力设定参考：

储罐氮封系统压力设定值方案工作原理：

供氮装置（见图1），将设在罐顶的取压点的介质经导压管引入检测机构(7)，介质在检测元件上产生一个作用力与与弹簧(8)、预紧力相平衡。当罐内压力降低至低于供氮装置压力设定点时，平衡破坏，使指挥器阀芯(6)，打开，使阀前气体经减压阀(5)，节流阀(4)、进入主阀执行机构(3)上、下膜室，打开主阀阀芯(2)，向罐内充注氮气；当罐内压力升至供氮装置压力设定点，由于预设弹簧力，关闭指挥器阀芯(6)、由于主阀执行机构中的弹簧作用，关闭主阀，停止供氮。

泄氮装置（见图2），该装置采用内反馈结构，介质直接经阀盖进入检测机构(2)，介质在检测元件上产生一个作用力与预设弹簧(3)预紧力相平衡。当罐内压力升高于泄氮装置压力设定点时，平衡被破坏，使阀芯(1)上移，打开阀门，向外界泄放氮气；当罐内压力降至泄氮装置压力设定点，由于预设弹簧力作用，关闭阀门。

序号

品名

型号及规格

单位

数量

氮封阀

氮封阀ZZYVP-16P DN20 PN16

进口压力 0.3-0.6 MPA,

出口压力1 KPA，泄露等级：0 泄露

法兰尺寸HG/T20592-2009

对角螺丝孔中心距75MM

4个螺丝孔，螺丝孔大小14MM

台

泄氮阀

泄氮阀ZZVP-16P DN50 PN16

起跳压力2.5KPA

泄露等级：0 泄露，起跳压力以下零泄漏

法兰尺寸HG/T20592-2009

对角螺丝孔中心距125MM

4个螺丝孔，螺丝孔大小18MM

台

储罐氮封系统压力设定值方案技术参数和性能：

阀体：

公称通径		DN25、32、40、50、65、80、100mm
公称压力		PN1.0M Pa JB/T79.1-94、79.2-94等
法兰标准
阀体材料		铸铁（HT200）、铸钢（ZG230-450）、铸不锈钢（ZG 1Cr18Ni9Ti、ZG1Cr18Ni12Mo2Ti）
阀芯材料	硬密封	不锈钢（1Cr18Ni9Ti、1Cr18Ni12Mo2Ti）不锈钢镶嵌橡胶圈
	软密封
阀杆材料		不锈钢（1Cr18Ni9Ti、1Cr18Ni12Mo2Ti）
流量特性
使用温度

执行器：

压力设定范围(KPa)	0.4～0.5 5～10 9～14 13～19 18～24 22～28 27～33 36～44 42～51 49～58 56～66
膜盖材料	A3、A4钢板涂四氟乙烯
膜片材料	丁晴橡胶、乙炳橡胶、氟橡胶、耐油橡胶

性能：

设定值偏差±5%		允许泄露量
允许泄露量	标准型	IV级（符合GB/T4312-92标准）
允许泄露量	严密型	VI级（符合GB/T4312-92标准）