儲(chǔ)罐氮封系統(tǒng)安全保護(hù)壓力控制方案

【資料簡介】

儲(chǔ)罐氮封系統(tǒng)安全保護(hù)壓力控制方案

為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種罐區(qū)氮封系統(tǒng)，將氮封閥移至氮?dú)庵鞴埽忾y之后氮?dú)庵鞴芎椭Ч芗醋鳛榈獨(dú)庋a(bǔ)壓管線，同時(shí)也作為儲(chǔ)罐氮封尾氣排放管線，使各儲(chǔ)罐之間互聯(lián)互通達(dá)到壓力平衡，從而有效避免因單個(gè)儲(chǔ)罐壓力變化而產(chǎn)生的氮?dú)庋a(bǔ)充或氮封尾氣排放現(xiàn)象，簡約投資，降低氮?dú)夂牧浚档土斯迏^(qū)用氮?dú)獾牟痪庑浴?/p>

闡述合理設(shè)定氮封系統(tǒng)中各閥(氮封閥、泄氮閥、呼吸閥)的壓力，可避免氮封失效。泄氮閥和氮封閥分別起“呼”、“吸”作用，呼吸閥僅起安全保護(hù)作用。分別從氮封系統(tǒng)適用工況、設(shè)計(jì)原則、供氣量計(jì)算、注意事項(xiàng)等方面進(jìn)行了詳細(xì)闡述，通過對(duì)氮封系統(tǒng)的合理設(shè)計(jì)，可規(guī)避安全風(fēng)險(xiǎn)、降低事故概率。

儲(chǔ)罐氮封系統(tǒng)安全保護(hù)壓力控制方案本發(fā)明可實(shí)現(xiàn)以下效果：

儲(chǔ)罐區(qū)氮?dú)庥昧匡@著下降，年運(yùn)行成本明顯下降，預(yù)計(jì)簡約氮?dú)庥昧?0%以上。首先我們需要打開閥門制氮機(jī)電控箱的電源開關(guān)，在閥門控制的電源指示燈亮了之后才能繼續(xù)進(jìn)行操作；接下去我們將儲(chǔ)罐內(nèi)積水以及空氣進(jìn)行排放，在空氣儲(chǔ)罐壓力達(dá)0.8 MPa左右，打開冷干機(jī)電源，于是冷干機(jī)開始運(yùn)行，運(yùn)行之前記得我們還需要將各個(gè)控制器進(jìn)行檢查，確保水和空氣已經(jīng)排干凈，其次在開啟冷干機(jī)之后還需要核實(shí)出氣管道有冷氣出來，只有這樣氮封閥的冷干機(jī)才算是正常工作的；在按下制氮機(jī)“啟動(dòng)”按鈕，整個(gè)閥門系統(tǒng)裝置開始按照設(shè)定程序運(yùn)行，接下去打開放空閥，且要適度，對(duì)之前運(yùn)行后在閥體內(nèi)留存的劣質(zhì)氮?dú)膺M(jìn)行放空，這個(gè)時(shí)間大概在15-20分鐘左右，利用出口閥調(diào)節(jié)氮?dú)饧兌龋诘獨(dú)膺_(dá)到純度較高的時(shí)候，大約接近100％時(shí)，打開氮?dú)獬隹陂y，這個(gè)時(shí)候還需要檢查的是如果氮?dú)饧兌缺容^低或者正在降低的情況我們還需要適當(dāng)?shù)膶?duì)出口閥進(jìn)行調(diào)節(jié)，關(guān)小。所有氮封儲(chǔ)罐通過氮?dú)夤芫€聯(lián)通為一體，單儲(chǔ)罐液位變化不會(huì)產(chǎn)生系統(tǒng)性的大幅補(bǔ)氮?dú)夂团诺馕矚獾默F(xiàn)象，降低了罐區(qū)用氮?dú)獾牟痪庑裕辗盅b置規(guī)模明顯縮小，預(yù)計(jì)空分裝置規(guī)模可縮減30%以上。

儲(chǔ)罐氮封系統(tǒng)安全保護(hù)壓力控制方案儲(chǔ)罐的安全保護(hù) 

在進(jìn)行儲(chǔ)罐頂油氣收集治理（儲(chǔ)罐封閉、密封、連通等）時(shí)，應(yīng)保證儲(chǔ)罐的本質(zhì)安全。

（一）儲(chǔ)罐氮封系統(tǒng)安全保護(hù)壓力控制方案氮?dú)饷芊狻毫刂品桨?/p>

氮?dú)獗Ｗo(hù)系統(tǒng)包括氮?dú)庠础⒌獨(dú)夤芫€、氮封裝置、罐內(nèi)壓力檢測等。儲(chǔ)罐氮封的作用主要是為了防止儲(chǔ)罐出現(xiàn)負(fù)壓而從呼吸閥吸入空氣，以保持罐內(nèi)微正壓；氮封閥正常壓力設(shè)定值宜為 0.2kPa-0.5kPa，并應(yīng)避免與呼吸閥和單呼閥或控制閥等設(shè)定壓力交集，產(chǎn)生不必要的氮?dú)鈸p耗和浪費(fèi)。當(dāng)罐內(nèi)氣體壓力低于氮封閥開啟壓力時(shí)，氮封閥打開向罐內(nèi)補(bǔ)入氮?dú)猓划?dāng)罐內(nèi)氣體壓力達(dá)到氮封閥關(guān)閉壓力時(shí)，氮封閥關(guān)閉停止向罐內(nèi)補(bǔ)入氮?dú)狻?/p>

當(dāng)罐內(nèi)氣體壓力高于控制閥或呼閥定壓時(shí)，通過呼閥或揮發(fā)氣收集總管控制閥開啟向罐外排出氣體。呼吸閥外排壓力、緊急泄放閥定壓根據(jù)儲(chǔ)罐設(shè)計(jì)壓力確定。對(duì)于設(shè)計(jì)壓力為-0.5kPa～2.0kPa 的儲(chǔ)罐，宜采用以下控制方案:

1）在每臺(tái)儲(chǔ)罐上應(yīng)設(shè)置氮封閥組和限流孔板旁路，正常情況下使用氮封閥組維持罐內(nèi)氣相空間壓力在 0.3kPa 左右，當(dāng)氣相空間壓

4力高于 0.5kPa 時(shí)，氮封閥關(guān)閉，停止氮?dú)夤?yīng)；當(dāng)氣相空間壓力低于 0.2kPa 時(shí)，氮封閥開啟，開始補(bǔ)充氮?dú)狻．?dāng)?shù)忾y需要檢修或故障時(shí)，使用限流孔板旁路給儲(chǔ)罐內(nèi)補(bǔ)充氮?dú)狻?/p>

2）當(dāng)?shù)忾y事故失靈不能及時(shí)關(guān)閉，造成罐內(nèi)壓力超過 1.5kPa時(shí)，通過帶阻火器的呼吸閥外排；當(dāng)?shù)忾y事故失靈不能及時(shí)開啟時(shí)，造成罐內(nèi)壓力降低至-0.3kPa 時(shí)，通過帶阻火器呼吸閥向罐內(nèi)補(bǔ)充空氣，確保罐內(nèi)壓力不低于儲(chǔ)罐的設(shè)計(jì)壓力低限（-0.5kPa）。

3）為確保設(shè)置氮封儲(chǔ)罐事故工況下的安全排放，應(yīng)在儲(chǔ)罐上設(shè)置事故泄壓設(shè)備，緊急泄放閥定壓不應(yīng)高于儲(chǔ)罐的設(shè)計(jì)壓力上限（2.0kPa）。

4）在廠區(qū)收集總管上設(shè)置在線氧分析儀，判斷儲(chǔ)罐氮封系統(tǒng)的可靠性，并滿足后續(xù)油氣處理設(shè)施的安全性。

（二）儲(chǔ)罐氮封系統(tǒng)安全保護(hù)壓力控制方案儲(chǔ)罐附件及壓力設(shè)計(jì)

儲(chǔ)罐進(jìn)行封閉改造后，應(yīng)根據(jù) SH/T 3007 要求增設(shè)帶阻火器呼吸閥，設(shè)置氮封的儲(chǔ)罐還應(yīng)設(shè)置緊急泄放設(shè)施。合理設(shè)置壓力區(qū)間，從儲(chǔ)罐設(shè)計(jì)壓力向下排，保證各安全附件的動(dòng)作壓力區(qū)間不能有交集。常壓儲(chǔ)罐（以設(shè)計(jì)壓力 2.0kPa 為例）附件定壓值示例見圖。對(duì)于設(shè)計(jì)壓力大于 2.0kPa 的儲(chǔ)罐，宜參照?qǐng)D 示例邏輯設(shè)定壓力控制方案。

5帶氮封常壓儲(chǔ)罐（2.0kPa）各儲(chǔ)罐附件定壓值示例

6不帶氮封常壓儲(chǔ)罐（2.0kPa）各儲(chǔ)罐附件定壓值示例

7氮封尾氣排放總量減少，利國利民，社會(huì)效益明顯。氮封閥、限流孔板、止回閥等管線附件集中設(shè)置在氮?dú)饪偣埽?jié)約了設(shè)備投資。

儲(chǔ)罐氮封系統(tǒng)安全保護(hù)壓力控制方案零件材料：

閥體	ZG230～450、ZG1Cr18Ni9Ti、ZGCr18Ni12Mo2Ti
閥芯	1Cr18Ni9Ti、Cr18Ni12Mo2Ti
閥座	1Cr18Ni9Ti、Cr18Ni12Mo2Ti
閥桿	1Cr18Ni9Ti、Cr18Ni12Mo2Ti
膜蓋	A3、1Cr18Ni9Ti
填料	聚四氟乙烯、柔性石墨
膜片	丁腈橡膠、耐油橡膠、氟橡膠

儲(chǔ)罐氮封系統(tǒng)安全保護(hù)壓力控制方案 技術(shù)參數(shù)：

公稱通徑 DN(mm)	20			25	40		50	80		100	150
閥座直徑 (mm)	6	15	20	25	32	40	50	65	80	100	125	150
額定流量系數(shù) KV	3.2	5	8	10	20	32	50	80	100	160	250	400
壓力調(diào)節(jié)范圍 Kpa	0.5~7 5~20 15~50 30~150
公稱壓力 PN(MPa)	1.0 1.6
被調(diào)介質(zhì)溫度 ( ℃ )	-20~90
流量特性	快開
調(diào)節(jié)精度 (%)	≤ 3
執(zhí)行器膜片有效面積（cm2 ）	200				280				400
允許泄漏量	符合 ANSIB16.104-1976 IV 級(jí)

儲(chǔ)罐氮封系統(tǒng)安全保護(hù)壓力控制方案操作說明：

1、典型工況1：儲(chǔ)罐1進(jìn)料，儲(chǔ)罐2不變。打開儲(chǔ)罐1進(jìn)料閥，儲(chǔ)罐1內(nèi)液位上升，導(dǎo)致儲(chǔ)罐1氣相空間減少，壓力升高，此時(shí)儲(chǔ)罐1液面以上氮封氣體被擠壓至儲(chǔ)罐2的氣相空間。

進(jìn)料導(dǎo)致的儲(chǔ)罐區(qū)罐頂壓力小于阻火呼吸閥6開啟壓力+1750pa時(shí)，沒有氮封尾氣排放。

進(jìn)料導(dǎo)致的儲(chǔ)罐區(qū)罐頂壓力大于阻火呼吸閥6開啟壓力+1750pa時(shí)，超壓部分氮封尾氣通過阻火呼吸閥6排出。

進(jìn)料停止后儲(chǔ)罐區(qū)罐頂壓力處于高壓狀態(tài)，壓力為+1750pa，當(dāng)任意儲(chǔ)罐出料時(shí)，儲(chǔ)罐區(qū)罐頂壓力逐步降低，當(dāng)壓力值不小于500pa，不補(bǔ)充氮?dú)狻?/p>

進(jìn)料停止后儲(chǔ)罐區(qū)罐頂壓力處于高壓狀態(tài)，壓力為+1750pa，當(dāng)任意儲(chǔ)罐出料時(shí)，儲(chǔ)罐區(qū)罐頂壓力逐步降低，當(dāng)壓力值不小于500pa，不補(bǔ)充氮?dú)狻．?dāng)壓力值小于500pa時(shí)，自力式氮封閥5開啟，進(jìn)行氮?dú)庋a(bǔ)充。

自力式氮封裝置調(diào)節(jié)閥主要由快速泄放閥和自力式微壓調(diào)節(jié)閥，以及壓力彈簧、指揮器、脈沖管等相關(guān)部件組成，主要用于保持容器頂部保護(hù)氣體（一般為氮?dú)?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，特別適用于各類大型儲(chǔ)罐的氣封保護(hù)系統(tǒng).

儲(chǔ)罐氮封系統(tǒng)安全保護(hù)壓力控制方案工作原理： 

當(dāng)儲(chǔ)罐內(nèi)壓力升高至設(shè)定壓力時(shí)，快速泄放閥迅速開啟，將罐內(nèi)多余壓力泄放。當(dāng)微壓調(diào)節(jié)閥在儲(chǔ)罐內(nèi)壓力降低時(shí)，開啟閥門，向罐內(nèi)充注氮?dú)狻Ｒ蛭赫{(diào)節(jié)閥必須使用在壓力為0.1Mpa壓力以下，現(xiàn)場壓力較高，必須安裝ZZYP型壓力調(diào)節(jié)閥將壓力調(diào)節(jié)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(shè)定，從0.5Kpa 至66 Kpa以下，介質(zhì)溫度溫度≤80℃。