VOC罐區(qū)氮氣密封及壓力控制方案

【資料簡介】

VOC罐區(qū)氮氣密封及壓力控制方案儲罐區(qū)是化工企業(yè)原料、中間產(chǎn)品和成品的集散地，在儲運過程中，受到復(fù)雜的各種因素影響，火災(zāi)爆炸、泄漏事故時有發(fā)生。一旦發(fā)生事故，波及范圍大，事故的后果嚴重，不僅威脅周邊生產(chǎn)裝置的安全，同時會造成生命與財產(chǎn)的重大損失以及引起環(huán)境污染事故。在對儲罐安全評價時不可忽視易燃液體的損耗，采用氮氣密封技術(shù)可以有效地降低蒸發(fā)損耗。因此對于大型易燃液體儲罐提出了以下對策措施：
 氮氣保護系統(tǒng)包括氮氣源、氮氣管線、氮封裝置、罐內(nèi)壓力檢測等。儲罐氮封的作用主要是為了防止儲罐出現(xiàn)負壓而從呼吸閥吸入 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 氮氣損耗和浪費。當罐內(nèi)氣體壓力低于氮封閥開啟壓力時，氮封閥打 開向罐內(nèi)補入氮氣；當罐內(nèi)氣體壓力達到氮封閥關(guān)閉壓力時，氮封閥 關(guān)閉停止向罐內(nèi)補入氮氣。氮氣減壓閥儲罐用氮封系統(tǒng)閥門無需外加能源，能在無電、無氣的場合工作，既方便，又節(jié)約能源，降低成本；氮封閥供氮壓力設(shè)定方便，可在連續(xù)生產(chǎn)的條件下進行；壓力檢測膜片有效面積大，設(shè)定彈簧剛度小，動作靈敏，裝置工作平穩(wěn)；采用無填料設(shè)計，閥桿所受磨擦力小，反應(yīng)迅速，控制精度高；氮封閥采用指揮器操作，減壓比可達100:1，減壓效果好，控制精度高；為確保儲罐的安全，需在罐頂設(shè)置呼吸閥，呼吸閥僅起安全作用，避免了常規(guī)氮封裝置中啟閉頻繁易損壞的缺陷。特別適用于各類大型儲罐的氣封保護系統(tǒng)。該產(chǎn)品具有節(jié)能、動作靈敏、運行可靠、操作與維護方便等特點。目前罐區(qū)、庫區(qū)輕質(zhì)油品的VOC治理問題比較流行，有通過改造儲罐型式的，有增加氮封的，有做油氣回收的。對于前兩個是比較被動的，現(xiàn)行規(guī)定也有明確的要求，只能是治標不治本。，油氣回收技術(shù)的應(yīng)用，目前看好像也不是很理想，希望大家積極參與討論，是否有更有效的方式、方法來質(zhì)量罐區(qū)庫區(qū)的VOC問題。

序號	品  名	型 號 及 規(guī) 格	單位	數(shù)量
1	氮封閥	氮封閥ZZYP-II DN25PN10 進口壓力 0.3-0.8MPA, 出口壓力 1KPA	臺	1
2	泄壓閥	泄壓閥ZXD-10C DN40  PN10 起跳壓力2KPA	臺	1
3	氮封閥	氮封閥ZZYP-II DN25 PN10 進口壓力 0.3-0.8MPA, 出口壓力 1 KPA	臺	1
4	泄壓閥	泄壓閥ZXD-10P DN40 PN10 起跳壓力2KPA	臺	1
5	阻火呼吸閥	防爆阻火呼吸閥ZFQ-10C DN150  PN10 起跳壓力3-5KPA	臺	1
6	阻火呼吸閥	防爆阻火呼吸閥ZFQ-10P DN150  PN10 起跳壓力3-5KPA	臺	1

VOC罐區(qū)氮氣密封及壓力控制方案
1、呼出蒸氣的集中處理：大型易燃液體儲罐呼吸閥加裝回收裝置，對儲罐呼吸閥呼出蒸汽冷凝回用或集中焚燒處理。目前罐區(qū)、庫區(qū)輕質(zhì)油品的VOC治理問題比較流行，有通過改造儲罐型式的，有增加氮封的，有做油氣回收的。對于前兩個是比較被動的，現(xiàn)行規(guī)定也有明確的要求，只能是治標不治本。，油氣回收技術(shù)的應(yīng)用，目前看好像也不是很理想，希望大家積極參與討論，是否有更有效的方式、方法來質(zhì)量罐區(qū)庫區(qū)的VOC問題。
2、采用內(nèi)浮頂罐。但浮頂儲罐在使用中，常常會發(fā)生浮頂偏斜、浮艙邊緣與罐壁間隙不同、浮盤升降不靈或沉沒而嚴重影響物料安全儲存或造成事故。
3、VOC罐區(qū)氮氣密封及壓力控制方案采用氮氣密封技術(shù)

減少低儲罐氣體損失
預(yù)防介質(zhì)泄漏
根據(jù)設(shè)定壓力自動打開和關(guān)閉，以保持精確的儲罐壓力控制。
簡單的設(shè)計，增加了可靠性，降低了維護成本和氮封氣體損失。
閥體規(guī)格
閥體尺寸：2/1"，1"，2"（多種接口尺寸可選）
主閥/先導(dǎo)材質(zhì)：碳鋼、不銹鋼（316L）
壓力范圍：-3.7 mbar - 0.96 bar
儲罐內(nèi)的蒸汽壓力作用于膜片 ，設(shè)定彈簧向下的力與膜片向上的力進行平衡
當儲罐內(nèi)的壓力大于等于設(shè)定點壓力時，先導(dǎo)閥關(guān)閉，從而主閥也關(guān)閉。
當儲罐內(nèi)的蒸汽壓強小于設(shè)定壓力時 ，先導(dǎo)閥打開，主闌也隨之打開。

是一種儲罐或管線壓力泄放閥，旨在將儲罐或管道中的蒸氣壓力排放到回收采集管系統(tǒng)。是先導(dǎo)設(shè)計。先導(dǎo)的功能是可以精確地將閥座的零泄漏點控制在設(shè)定點 的99%以上， 同時可以在閥門提供全流量 時的超壓更小 （小于10%）； 另外，該閥可以提供零回座壓力， 即回座壓力即為開 啟點壓力，實現(xiàn)精確控制，為儲罐提供更多的壓力窒間。

氮氣密封技術(shù)就是用氮氣補充罐內(nèi)氣體空間。氮氣普遍比易燃液體蒸氣輕，所以氮氣浮在蒸氣上面。當呼氣時，呼出罐外的是氮氣而不是蒸氣。當罐內(nèi)壓力降低時，氮氣自動進罐補充氣體空間，減少蒸發(fā)損耗，避免易燃液體接觸空氣氧化。氮封系統(tǒng)由氮封閥、信號閥（又稱控制閥）、減壓閥和針形閥4部分組成。氮封閥是自力式調(diào)節(jié)閥，能根據(jù)信號閥發(fā)出的氣信號，快速作出相應(yīng)動作。當信號閥打開時，氮封閥下膜室的壓力下降，利用彈簧的反作用力使閥芯向下移動，閥芯處于與閥座全開位置；當信號閥關(guān)小或*關(guān)閉時，氮封閥下膜室的壓力增加，壓縮彈簧，閥芯向上移動，閥芯與閥座逐漸關(guān)小或全關(guān)。

（1）氮封系統(tǒng)的工作原理是：當儲罐內(nèi)壓力低于設(shè)定值時，信號閥打開，降低氮封閥薄膜下側(cè)壓力，氮封閥也相應(yīng)打開，將氮氣輸入罐內(nèi)，使儲罐壓力逐漸回升到設(shè)定值。當達到設(shè)定值時，信號閥關(guān)閉，此時氮封閥薄膜下側(cè)壓力上升，氮封閥也相應(yīng)關(guān)閉。如罐內(nèi)壓力高于設(shè)定值時，儲罐呼吸閥將打開，呼出罐內(nèi)氣體，罐內(nèi)壓力下降至設(shè)定值。
（2）使用氮氣密封系統(tǒng)時要注意：①氮封系統(tǒng)前要設(shè)置過濾器，防止氮氣管線中的鐵銹、雜質(zhì)等進入罐內(nèi)產(chǎn)品中。②儲罐附近要設(shè)置放空閥、排渣閥，及時將管線內(nèi)凝液、雜質(zhì)排出。③儲罐清洗完畢*投用前罐內(nèi)應(yīng)充入氮氣。
（3）采用氮氣密封技術(shù)的意義：①可以保證安全生產(chǎn)。②可降低大、小呼吸損耗，提高經(jīng)濟效益。③可以保證產(chǎn)品質(zhì)量。④有利于保護環(huán)境，維護職工身心健康。

 當儲罐出液閥開啟，用戶放料時，液面下降，氣相部分容積增大，罐內(nèi)氮氣壓力降低，供 氮閥開啟，向儲罐注入氮氣，罐內(nèi)氮氣壓力上升，當罐內(nèi)壓力上升至供氮閥壓力設(shè)定值時，供 氮閥自動關(guān)閉。 當儲罐進液閥開啟，向罐內(nèi)添加物料時，液面上升，氣相部分容積減小，壓力升高，當高 于泄氮閥壓力設(shè)定值時，泄氮閥打開，向外界釋放氮氣，罐內(nèi)氮氣壓力下降，降至泄氮閥壓力 設(shè)定值時，泄氮閥自動關(guān)閉。 閥門的選用說明 氮封閥一般供氮壓力在 300－800KPa 左右，氮封設(shè)定壓力 1KPa，泄 氮壓力 3KPa,呼吸閥呼氣壓力 5KPa,吸氣-0.8kpa;（注：供氮閥入口氮氣壓力必須≥300KPa；當 低于 300KPa 時，供氮閥不起作用；當供氮閥入口壓力為零時，供氮閥處于開啟狀態(tài)。供氮閥 入口氮氣壓力必須≤1MPa，當?shù)獨鈮毫?ge;1MPa 時，請在供氮閥前加裝 ZZY 型自力式減壓閥 進行減壓。 罐頂呼吸閥僅起安全作用，是在主閥失靈，導(dǎo)致罐內(nèi)壓力過高或過低時，起到安全作用， 在正常情況下不工作； 泄氮閥安裝在罐頂，口徑一般與進液閥口徑一致； 一般供氮閥選用 ZZDG 型，泄氮閥選用 ZZDX 型，呼吸閥采用 ZZFX 防爆阻火呼吸閥。

當罐內(nèi)氣體壓力高于控制閥或呼閥定壓時，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)儲罐設(shè)計壓力確定。對于設(shè)計壓力為-0.5kPa～2.0kPa的儲罐，宜采用以下控制方案:

1）在每臺儲罐上應(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，當氣相空間壓力高于0.5kPa時，氮封閥關(guān)閉，停止氮氣供應(yīng)；當氣相空間壓力低于0.2kPa時，氮封閥開啟，開始補充氮氣。當?shù)忾y需要檢修或故障時，使用限流孔板旁路給儲罐內(nèi)補充氮氣。
2）當?shù)忾y事故失靈不能及時關(guān)閉，造成罐內(nèi)壓力超過 1.5kPa時，通過帶阻火器的呼吸閥外排；當?shù)忾y事故失靈不能及時開啟時， 造成罐內(nèi)壓力降低至-0.3kPa 時，通過帶阻火器呼吸閥向罐內(nèi)補充空 氣，確保罐內(nèi)壓力不低于儲罐的設(shè)計壓力低限（-0.5kPa）。
3）為確保設(shè)置氮封儲罐事故工況下的安全排放，應(yīng)在儲罐上設(shè)置事故泄壓設(shè)備，緊急泄放閥定壓不應(yīng)高于儲罐的設(shè)計壓力上限（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。