對于氮封系統(tǒng)的設(shè)置，我們來看看國家標(biāo)準(zhǔn)到底是如何要求的？

國家標(biāo)準(zhǔn)《石油化工企業(yè)設(shè)計(jì)防火標(biāo)準(zhǔn)（2018年版）》（GB50160-2008）、《精細(xì)化工企業(yè)工程設(shè)計(jì)防火標(biāo)準(zhǔn)》（GB 51283-2020）、《石油庫設(shè)計(jì)規(guī)范 》（GB 50074-2014）均對儲罐氮封系統(tǒng)的設(shè)置有明確要求。

《石油化工企業(yè)設(shè)計(jì)防火標(biāo)準(zhǔn)（2018年版）》（GB50160-2008）規(guī)定，當(dāng)單罐容積小于或等于5000m3的內(nèi)浮頂儲罐采用易熔材料制作的浮盤時(shí)，應(yīng)設(shè)置氮?dú)獗Ｗo(hù)等安全措施；儲存溫度超過120℃的重油固定頂罐應(yīng)設(shè)置氮?dú)獗Ｗo(hù)。

《精細(xì)化工企業(yè)工程設(shè)計(jì)防火標(biāo)準(zhǔn)》（GB 51283-2020）規(guī)定，當(dāng)采用固定頂罐或低壓罐（單罐容積不小于100m3）儲存甲B、乙A類液體時(shí)，應(yīng)采用氮?dú)饣蚨栊詺怏w密封措施。如常見的甲醇、甲苯等甲B類物質(zhì)；再如可燃液體二硫化碳，自燃點(diǎn)、沸點(diǎn)及閃點(diǎn)均較低，具有的揮發(fā)性、易燃性和爆炸性，采用固定頂罐水封加氮封儲存比采用單純的內(nèi)浮頂罐儲存更安全可靠。

《石油庫設(shè)計(jì)規(guī)范 》（GB 50074-2014）規(guī)定，當(dāng)選用內(nèi)浮頂儲罐、固定頂儲罐儲存沸點(diǎn)低于45℃或在37.8℃時(shí)的飽和蒸氣壓大于88kPa的甲B類液體時(shí)，應(yīng)設(shè)置氮?dú)饷芊獗Ｗo(hù)系統(tǒng)。當(dāng)采用容量小于或等于10000m3的固定頂儲罐、低壓儲罐或容量不大于100m3的臥式儲罐儲存沸點(diǎn)不低于45℃或在37.8℃時(shí)的飽和蒸氣壓不大于88kPa的甲B、乙A類液體化工品和輕石腦油時(shí)，應(yīng)設(shè)置氮?dú)饷芊獗Ｗo(hù)系統(tǒng)。

二、石油化工罐區(qū)氮封閥裝置設(shè)計(jì)規(guī)范結(jié)構(gòu)與原理

2.1．結(jié)構(gòu)

指揮器、主閥、節(jié)流閥、過濾減壓器所組成，見圖一(a)、(b)。

1、閥體  2、閥座  3、閥芯組件  4、閥桿  5、密封套筒  6、壓蓋  7、支桿  8、執(zhí)行機(jī)構(gòu)  9、彈簧  10、指揮器11、過濾減壓器  12、取壓管  13、截止閥  14、取壓接管

圖一  ZZYP-16BII系列指揮器操作型自力式壓力調(diào)節(jié)閥內(nèi)部結(jié)構(gòu)簡圖

2.2．作用原理

調(diào)壓閥由指揮器、主閥、節(jié)流閥、過濾減壓器所組成(見圖一)。介質(zhì)由箭頭方向進(jìn)入閥體,經(jīng)閥芯、閥座節(jié)流后輸出。同時(shí)閥前介質(zhì)經(jīng)過濾減壓器過濾減壓后進(jìn)入指揮器閥體，經(jīng)指揮器調(diào)節(jié)后進(jìn)入主閥執(zhí)行機(jī)構(gòu)上下膜室。閥后介質(zhì)經(jīng)接管引入指揮器檢測膜室，當(dāng)輸出壓力升高時(shí)，經(jīng)指揮器和節(jié)流閥作用關(guān)閉主閥,直到閥后壓力降低到設(shè)定值為止。同理，當(dāng)輸出壓力降低時(shí)，經(jīng)指揮器和節(jié)流閥作用開啟主閥,直到閥后壓力上升到設(shè)定值為止。

2.3、執(zhí)行機(jī)構(gòu)部分

表1 執(zhí)行機(jī)構(gòu)主要技術(shù)參數(shù)

二、石油化工罐區(qū)氮封閥裝置設(shè)計(jì)規(guī)范零件資料：
閥體、閥蓋：HT200、ZG230～450 ZG1Cr18Ni9Ti
閥芯、閥座：1Cr18Ni9Ti 司太萊合金堆焊
填料：聚四氟乙烯
推桿、襯套：2Cr13
1、主閥
2、主閥閥芯
3、主閥執(zhí)行機(jī)構(gòu)
4、節(jié)流閥
5、減壓閥
6、指揮器閥芯
7、檢測機(jī)構(gòu)
8、預(yù)設(shè)彈簧
9、指揮器 

三、石油化工罐區(qū)氮封閥裝置設(shè)計(jì)規(guī)范制造標(biāo)準(zhǔn)：
設(shè)計(jì)規(guī)范：GB/T 17213.1
結(jié)構(gòu)長度：GB/T 12221
試驗(yàn)與檢驗(yàn)：ASME B16.104
法蘭連接：JB/T79、GB9112～9131、HG20592、SH3406、ANSI B16.5
產(chǎn)品標(biāo)識：GB/T 12220
供貨規(guī)范：JB/T 7928 

四、石油化工罐區(qū)氮封閥裝置設(shè)計(jì)規(guī)范技術(shù)參數(shù)：

五、石油化工罐區(qū)氮封閥裝置設(shè)計(jì)規(guī)范主要外形及連接尺寸：

采用氮封的儲罐，一般為常壓罐或低壓罐，因此，防止儲罐氮?dú)獬瑝菏且粋€(gè)重要問題。在化工標(biāo)準(zhǔn)《氣封的設(shè)置》（HG/T 20570.16-1995）中，給出了氮?dú)夤饬康挠?jì)算方式，“儲罐氣封裝置的供氣量應(yīng)大于或等于由于泵抽出儲罐內(nèi)儲存的液體所需的補(bǔ)充氣量與由于外界氣溫變化而產(chǎn)生的儲罐內(nèi)氣體冷凝和收縮所需補(bǔ)充的氣量之和"。規(guī)范中計(jì)算的補(bǔ)氣量只是一個(gè)經(jīng)驗(yàn)值，工作中還需結(jié)合實(shí)際，計(jì)算出更符合需求的數(shù)值，以此來確定氮?dú)夤芫€管徑和氮封閥型號。建議專業(yè)技術(shù)力量不足的企業(yè)，委托設(shè)計(jì)單位計(jì)算合理的補(bǔ)氣量，既能保證氮封要求也不會造成浪費(fèi)。

《石油化工儲運(yùn)系統(tǒng)罐區(qū)設(shè)計(jì)規(guī)范》（SH/T 3007-2014）規(guī)定，采用氮?dú)獗Ｗo(hù)的儲罐，其操作壓力宜為0.2Kpa～0.5Kpa；其他設(shè)置有呼吸閥的儲罐，其操作壓力宜為1Kpa～1.5KPa。為防止儲罐超壓，除計(jì)算符合實(shí)際的補(bǔ)氣量外，還應(yīng)采取其他措施。

（1）罐頂安裝就地壓力表，并設(shè)置壓力遠(yuǎn)傳功能至DCS或PLC控制系統(tǒng)，設(shè)定高、低壓報(bào)警功能，及時(shí)檢測壓力變化情況。

（2）設(shè)置雙呼吸閥防止呼吸閥故障。但對于粘度較大、易發(fā)生結(jié)晶的介質(zhì)，容易造成呼吸閥堵塞，建議采取其他措施，并對補(bǔ)氣管線、排氣管線進(jìn)行伴熱處理，降低物料粘結(jié)和結(jié)晶對閥門和管線的影響，提高安全系數(shù)。

（3）設(shè)置緊急泄放人孔，事故時(shí)打開保護(hù)儲罐。根據(jù)《石油化工儲運(yùn)系統(tǒng)罐區(qū)設(shè)計(jì)規(guī)范》（SHT 3007-2014）的規(guī)定：事故泄壓設(shè)備的開啟壓力應(yīng)大于呼吸閥的排氣壓力，并應(yīng)小于或等于儲罐的設(shè)計(jì)正壓力；事故泄壓設(shè)備的吸氣壓力應(yīng)小于呼吸閥的進(jìn)氣壓力，并應(yīng)大于或等于儲罐的設(shè)計(jì)負(fù)壓力；事故泄壓設(shè)備應(yīng)滿足氮?dú)夤艿老到y(tǒng)和呼吸閥出現(xiàn)故障時(shí)保障儲罐安全通氣的需要；事故泄壓設(shè)備宜選用公稱直徑不小于500mm的呼吸人孔。如儲罐設(shè)置有備用呼吸閥，事故泄壓設(shè)備也可選用公稱直徑不小于500mm的緊急放空人孔蓋。

三、石油化工罐區(qū)氮封閥裝置設(shè)計(jì)規(guī)范安裝與維護(hù)

3.1安裝

?安裝前應(yīng)檢查產(chǎn)品型號、規(guī)格是否符合要求，管道應(yīng)進(jìn)行清洗，清除焊渣與雜物等，閥門應(yīng)正立、垂直安裝在管道上，介質(zhì)流向應(yīng)與閥體箭頭一致。如有可能應(yīng)設(shè)置旁通閥。

?為確保調(diào)壓閥正常工作，在閥前應(yīng)設(shè)置過濾器、壓力表與手控閥，安裝圖見圖二。3.2石油化工罐區(qū)氮封閥裝置設(shè)計(jì)規(guī)范使用

?緩慢將調(diào)節(jié)閥前、后截止閥開到大，此時(shí)因介質(zhì)引入調(diào)節(jié)閥，可觀察壓力表示值。

?逐漸關(guān)閉旁通閥，打開殼罩，并調(diào)整彈簧預(yù)緊力，直到壓力表示值達(dá)到工藝要求為止。

?鎖緊螺母，蓋上殼罩。

3.2維護(hù)保養(yǎng)

該裝置投入正常運(yùn)行后無需特殊維護(hù),但需定期對指揮器、節(jié)流閥和過濾減壓器進(jìn)行清洗,若出現(xiàn)故障，按表四進(jìn)行處理。

表2 常見故障與排除

為了保證氮封系統(tǒng)有效運(yùn)行，除了正確設(shè)置，企業(yè)還需做好以下管理工作：

一是在操作規(guī)程中完善氮封系統(tǒng)的操作步驟和安全要求，明確壓力控制范圍和報(bào)警值、偏離正常工況的后果、防止和糾正偏離正常工況的方法及步驟等，并對相關(guān)崗位人員進(jìn)行培訓(xùn)。

二是監(jiān)控控制系統(tǒng)中的儲罐壓力，規(guī)范設(shè)置報(bào)警值，監(jiān)控報(bào)警信息，分析報(bào)警原因并采取改進(jìn)措施；加強(qiáng)日常巡檢，將氮封系統(tǒng)壓力表、調(diào)節(jié)閥等運(yùn)行狀態(tài)列入到巡檢要求中，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)處置。

三是將氮封系統(tǒng)的檢查納入罐區(qū)隱患排查中，構(gòu)成重大危險(xiǎn)源的企業(yè)，將氮封系統(tǒng)的檢查納入到操作負(fù)責(zé)人包保責(zé)任的履職檢查表中，通過隱患排查治理，確保系統(tǒng)有效投用。

四是定期對呼吸閥、壓力表等進(jìn)行檢查和檢驗(yàn)。確保呼吸閥的外觀無異常銹蝕、泄漏和雜物堵塞，開啟壓力、通氣量和泄漏量滿足設(shè)計(jì)要求，保證泄壓設(shè)施的完好。