化工罐区氮封阀VOCs工艺流程及安全措施

化工罐区氮封阀VOCs工艺流程及安全措施

氮封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。氮封装置由ZZYP快速泄放阀及ZZV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。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℃。氮封阀通过监测储罐内压力的变化来自动调节惰性气体的流入，保持储罐顶部惰气体层的稳定。氮封阀的核心功能是调节储罐顶部惰气体层的压力。当储罐内的压力降至低于预设值时，氮封阀会感应到这一变化并自动开启，允许惰性气体流入。而一旦压力回升至设定值，阀门便随之关闭，停止惰性气体的进一步流入。

氮封装置，这一保护物料安全的秘密，主要被安置在储罐的顶部。其核心作用是维持储罐的微正压状态，从而有效地隔离物料与外界的接触。这样一来，不仅可以减少物料的挥发和浪费，还能确保储罐的安全运行。该系统通过精确控制储罐内的气相空间压力，维持在0.2-0.5kPa的范围内，来实现其保护功能。当气相空间压力超过0.5kPa时，氮封阀会智能关闭，停止氮气供应；而当压力降至0.2kPa以下时，氮封阀则会自动开启，开始补充氮气。这样，储罐在正常运行过程中就能始终保持密闭状态，避免吸入空气，进而防止形成可能引发爆炸的气体。值得注意的是，储罐氮封系统所使用的氮气纯度要求甚高，不得低于99.96%，同时氮气压力也需控制在0.5~0.6 MPa范围内，以确保系统的安全有效运行。



在确定是否需要设置氮封设施及氮封阀时，应遵循以下规定：

• SH/T3007《石油化工储运系统罐区设计规范》第4.2.5条明确规定，对于其他甲B、乙A类液体化工品，若存在特殊储存需求，可以选择使用固定顶储罐、低压储罐或容量不超过100m³的卧式储罐。但必须采取以下措施之一：一是设置氮气或其他惰性气体密封保护系统，以密闭方式收集和处理罐内排出的气体；二是控制储存温度低于闪点5℃及以下。此外，第4.2.10条还规定，储存Ⅰ、Ⅱ级毒性的甲B、乙A类液体储罐的容量不应超过10000m³，并应配备氮气或其他惰性气体密封保护系统。

• 《石油化工储运罐区VOCs治理项目指导意见》进一步指出，甲B、乙A类中间原料储罐、芳烃类储罐、轻污油储罐、酸性水罐以及排放气中含有较高浓度油气和硫化物等需治理的储罐，都应设置氮气密封系统。

• 在防止储罐挥发性有毒或可燃气体外泄、防止储罐内物料与氧接触发生氧化或化学反应等场合，也需要设置储罐氮封。

02化工罐区氮封阀VOCs工艺流程及安全措施工艺流程及安全措施



△ 工艺流程

① 每台储罐都应配备先导式氮封阀组和限流孔板旁路。在正常情况下，通过氮封阀组维持罐内气相空间压力在0.2至0.5kPa的范围内。当气相空间压力超过0.5kPa时，氮封阀将自动关闭，停止氮气供应；而当压力降至0.2kPa以下时，氮封阀会开启，补充氮气。若氮封阀需要检修或出现故障，则可通过限流孔板旁路向储罐内补充氮气。当罐内压力超过1.5kPa时，通过带阻火器的呼吸阀进行外排（短时间连续补充氮气）。

△ 安全措施

② 在氮封阀出现故障无法及时关闭，导致罐内压力超过1.5kPa的情况下，呼吸阀将启动外排功能，以释放多余压力。同样，若氮封阀因故障未能及时开启，使得罐内压力降至-0.3kPa以下，呼吸阀将配备阻火器进行空气补充，从而确保罐内压力不低于设计低限-0.5kPa。

③ 为了在氮封储罐发生事故时能够安全排放，必须在储罐上配备紧急泄放阀，并且其定压值不得超过储罐的设计压力上限，即2.0kPa。

④ 在进行氮气补充时，若采用限流孔板旁路，其流量应设定为油品出罐流量，同时确保氮气管道的管径为DN50mm，操作压力维持在0.5MPa。

⑤ 若储罐间通过气相连通管道相连，则每台储罐的气相出口管道上都应安装阻火器，以避免事故的进一步蔓延。

⑥ 所选用的阻火器必须满足安全性能要求，且其阻力降不得超过0.3kPa。

接下来，我们来看一下氮封系统的示意流程图，它详细展示了氮封系统的工作原理和关键组件。

▍ 关键接口功能

此外，氮封阀依赖三个关键接口进行有效的压力调节，分别是与储罐的接口、惰性气体源接口和出气口连接储罐的接口。其一，连接阀门与储罐的接口，用于测量储罐内的压力；其二，连接惰性气体源与阀门的接口，作为惰性气体的供应源；其三，连接阀门出气口与储罐的接口，确保为储罐持续提供必要的惰性气体。

02化工罐区氮封阀VOCs工艺流程及安全措施氮封阀的作用与注意事项



▍ 工作原理与安全

氮封阀，作为调节储罐顶部惰气体层压力的关键设备，其工作原理相当重要。氮封阀在压力变化时自动开启或关闭，保证储罐安全。当储罐内压力低于预设值时，氮封阀会感应到这一变化并自动开启，允许惰性气体流入。而当压力回升至设定值时，阀门则会自动关闭，停止惰性气体的进一步流入。这一系列动作，确保了储罐内压力的稳定，从而保证了储罐的安全与稳定运行。

1、氮封阀装置必须保持完好无损，同时确保惰性气体的供应充足。一旦阀门出现故障或供应不足，储罐内的氧气浓度可能会上升，这与蒸发介质混合后可能产生易燃物质，带来安全隐患。

2、惰性气体应通过有效输送方式引入罐槽中，以确保其能够均匀分布并达到预期效果。

3、必须严格防范任何可能污染惰性气体的来源。惰性系统应配备适当的除湿设备，以尽可能降低湿度，确保气体质量。

自力式氮封阀产品特点：

氮封装置的供（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。
调整：
供氮压力调整：在ZZV型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ZZDQ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。



化工罐区氮封阀VOCs工艺流程及安全措施自力式氮封阀零件材料：

零 件 名称	材料
阀体	ZG230-450 ZG1Cr18i9Ti
阀杆、阀芯、阀座	1Cr18i9Ti
膜片	丁腈橡胶夹增强绦纶织物
弹簧	60Si2Mn
波纹管	1Cr18i9Ti

自力式氮封阀技术参数：

公称通径DN(mm)	20	25	32	40	50	65	80	100
额定流量系数（KV）	8	11	20	32	50	80	100	160
额定行程（mm）	6	8		10		15		20
公称压力PN(Mpa)	0.10
压力调节范围（KPa）	0.5∽5.5、5∽10、9∽14、13∽19、18∽24、23∽28 27∽33、31∽38、36∽44、42∽51、49∽58、56∽66
介质温度（℃ ）	≤80℃
调节精度（％）	±10
允许泄漏量（L/h）	10ˉ4×阀额定容量

自力式氮封阀规格重量、外形尺寸：



公称通径DN	20	25	32	40	50	65	80	100
A	192			232		308
H	629	631	652	666	689	797	837	1050
L	150	160	180	200	230	290	310	350
G(Kg)	18	19	21	23	25	37	50	59

自力式氮封阀法兰规格 单位：mm

公称通径DN	20	25	32	40	50	65	80	100
D	105	115	140	150	165	185	200	220
D1	75	85	100	110	125	145	160	180
B	16		18		20		22
n-ф	4-14		4-18				8-18
f1×D2	2×56	3×65	3×76	3×84	3×99	3×118	3×132	3×156

自力式氮封阀安装事项：

（1）安装前，检查整机零件是否缺损与松动，对管道应进行清洗，介质流向应与阀体上的箭头指向一致。
（2）为便于现场维护与操作，阀四周应留有适当空间与设置旁路手动阀，阀组安装方案。
（3）阀门应正立垂直安装在水平管道上，阀体与管道的法尘连接，要注意同轴度，并应安装在环境温度不超过-25～55℃的场合使用
化工罐区氮封阀VOCs工艺流程及安全措施

 



 

氮封阀的安装高度应根据具体设备结构、操作便利性和安全规范来确定，通常建议安装在离地面或操作平台1.2-1.5米的高度，便于操作和维护。具体数值需结合实际情况进行调整。氮封阀作为一种重要的设备，其安装高度的选择至关重要。合理的安装高度不仅能确保设备的正常运行，还能提高操作便利性和安全性。

一、考虑因素

1. 设备结构：氮封阀的安装高度应首先考虑设备本身的结构特点。不同型号的氮封阀可能有不同的安装要求，因此需要根据设备说明书或厂家建议来确定合适的安装高度。

2. 操作便利性：安装高度还应考虑操作人员的便利性。过高或过低的安装高度都可能给操作人员带来不便，影响工作效率。通常建议将氮封阀安装在离地面或操作平台1.2-1.5米的高度，这样既能方便操作，又能减少弯腰或攀爬等动作。

3. 安全规范：在选择安装高度时，还需遵守相关的安全规范。例如，应避免将氮封阀安装在人员易触及的高温或高压区域，以确保操作安全。

二、安装步骤与注意事项

1. 安装前准备：在安装氮封阀之前，应仔细检查设备是否完好无损，并准备好所需的安装工具和材料。同时，确保安装现场具备足够的安全措施。

2. 确定安装位置：根据设备结构、操作便利性和安全规范等因素，综合确定氮封阀的安装位置。在墙壁上标记出安装孔的位置，并确保与设备连接管路的布局相协调。

3. 安装过程：使用合适的工具在标记位置打孔，并安装支架或固定座。将氮封阀按照说明书的要求正确安装在支架或固定座上，并连接好相关的管路和电缆。在安装过程中，应注意保护设备免受损坏，并确保所有连接处紧固可靠。

4. 调试与验收：安装完成后，应对氮封阀进行调试和验收。检查设备是否运行正常，各项参数是否符合要求。如有问题，应及时进行调整和处理，直至设备达到正常使用状态。

总之，氮封阀的安装高度应根据实际情况进行综合考虑，以确保设备的正常运行和操作安全。在安装过程中，还应严格遵守相关规范和操作步骤，确保安装质量符合要求。