石油化工罐區(qū)氮封閥裝置系統(tǒng)設計規(guī)范
儲罐的“氮封"，成為安全檢查和事故報告中高頻出現(xiàn)的詞語，足以說明氮封在安全管理中的重要性。由于部分人員對氮封理解不到位導致未設置、或者日常管理不到位導致氮封失去作用，就會出現(xiàn)安全事故。那么，哪些儲罐應設置氮封、應該怎樣設置氮封、氮封日常應該如何管理呢？自力式氮封閥(即氮封裝置)主要用于儲罐頂部氮氣壓力恒定控制，自力式氮封閥是一種無須外來能源，以彈簧為動力核心利用被調(diào)介質(zhì)自身的壓力來控制閥芯位置變化，達到自動調(diào)節(jié)和穩(wěn)定壓力的目的，以保護罐內(nèi)物料不被氮化及儲罐的安全。該閥由ZZYVP快速泄放閥及ZZV自力式微壓調(diào)節(jié)閥兩大部分組成。快速泄放閥由壓力控制器及ZMQ-16K型單座切斷閥組成。
石油化工罐區(qū)氮封閥裝置系統(tǒng)設計規(guī)范工作原理
儲罐內(nèi)壓力升高至設定壓力時，快速泄放閥迅速開啟，將罐內(nèi)多余壓力泄放。微壓調(diào)節(jié)閥在儲罐內(nèi)壓力降低時，開啟閥門，向罐內(nèi)充注氮氣。因微壓調(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，壓力可按分段設定，從0.5Kpa 至66 Kpa以下，介質(zhì)溫度溫度≤80℃。
石油化工罐區(qū)氮封閥裝置系統(tǒng)設計規(guī)范性能特點
1、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。
2、氮封裝置供氮，泄氮壓力設定方便，可在連續(xù)經(jīng)營的條件下進行。
3、壓力檢測膜片有效面積大，設定彈簧剛度小、動作靈敏、裝置工作平衡。
4、采用無填料設計，閥桿所受磨擦力小、反應迅速、控制精度高。
5、供氮裝置采用指揮器操作，減壓比可達100:1，減壓效果好、控制精度高。
6、氮氣壓力設定范圍廣，低至0.5Kpa高至1000Kpa，比值達高；
7、調(diào)節(jié)調(diào)壓力檢測膜片有效面積大，設定彈簧剛度小，動作極靈敏。
一 石油化工罐區(qū)氮封閥裝置系統(tǒng)設計規(guī)范哪些儲罐需要設置氮封？
GB 50074-2014《石油庫設計規(guī)范》第6.1.2條，儲存沸點低于45℃或37.8℃的飽和蒸氣壓大于88kPa的甲B類液體,應采用壓力儲罐、低壓儲罐或低溫常壓儲罐,并應符合下列規(guī)定：
1選用壓力儲罐或低壓儲罐時,應采取防止空氣進入罐內(nèi)的措施,并應密閉回收處理罐內(nèi)排出的氣體。
2選用低溫常壓儲罐時,應采取下列措施之一：
1)選用內(nèi)浮頂儲罐，應設置氮氣密封保護系統(tǒng)，并應控制儲存溫度使液體蒸氣壓不大于88kPa；
2)選用固定頂儲罐,應設置氮氣密封保護系統(tǒng),并應控制儲存溫度低于液體閃點5℃及以下。
GB 50074-2014《石油庫設計規(guī)范》第6.1.3條，儲存沸點不低于45℃或在37.8℃時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，應采用外浮頂儲罐或內(nèi)浮頂儲罐。有特殊儲存需要時，可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，但應采取下列措施之一：
1應設置氮氣密封保護系統(tǒng),并應密閉回收處理罐內(nèi)排出的氣體;
2應設置氮氣密封保護系統(tǒng),并應控制儲存溫度低于液體閃點5℃及以下。
GB 50074-2014《石油庫設計規(guī)范》第6.1.8條，儲存Ⅰ、Ⅱ級毒性的甲B、乙A類液體儲罐的單罐容量不應大于5000m3，且應設置氮封保護系統(tǒng)。
GB 50160-2008《石油化工企業(yè)設計防火標準（2018年版）》第6.2.2條，儲存甲B、乙A類的液體應選用金屬浮艙式的浮頂或內(nèi)浮頂罐。對于有特殊要求的物料或儲罐容積小于或等于200m3的儲罐,在采取相應安全措施后可選用其他型式的儲罐。浮盤應根據(jù)可燃液體物性和材質(zhì)強度進行選用,并應符合下列規(guī)定：1當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,應設置氮氣保護等安全措施；
GB 50160-2008《石油化工企業(yè)設計防火標準（2018年版）》第6.2.4A條，儲存溫度超過120℃的重油固定頂罐應設置氮氣保護，多雷區(qū)單罐容積大于或等于50000m3的浮頂儲罐應采取減少一、二次密封之間空間的措施。
GB 51283-2020《精細化工企業(yè)工程設計防火標準》第5.1.1條：使用或生產(chǎn)甲、乙類物質(zhì)的工藝系統(tǒng)設計，應符合下列規(guī)定：(2)對于間歇操作且存在易燃易爆危險的工藝系統(tǒng)宜采取氮氣保護措施。
GB 51283-2020《精細化工企業(yè)工程設計防火標準》第6.2.2條：單罐容積不小于100m3的甲B、乙A類液體儲存應選用內(nèi)浮頂罐。當采用易熔材料制作浮盤時，應設置氮氣保護等安全措施。采用固定頂罐或低壓罐時，應采用氮氣或惰性氣體密封，并采取減少日曬升溫的措施。
二 石油化工罐區(qū)氮封閥裝置系統(tǒng)設計規(guī)范應該怎樣設置氮封？
SH/T 3184-2017《石油化工罐區(qū)自動化系統(tǒng)設計規(guī)范》第5.4.5.4條，氮封閥壓力設定點應為儲罐正常操作壓力，壓力設定值可調(diào)范圍的選擇應使設定點處于范圍的中段，并應能覆蓋最大操作壓力。
SH/T 3184-2017《石油化工罐區(qū)自動化系統(tǒng)設計規(guī)范》第4.2.2.8條，氮封閥氮氣入口管道應設置壓力表。
SH/T 3184-2017《石油化工罐區(qū)自動化系統(tǒng)設計規(guī)范》第5.4.5.3條，氮封閥應安裝在盡量靠近罐頂入口的氮氣管線上，外取壓管線的取源點宜設在罐頂，以便檢測罐內(nèi)的真實壓力。GB 50160-2018 《石油化工企業(yè)設計防火標準》第6.2.19條， 對于采用氮封或其他氣體氣封的甲B、乙類液體的儲罐還應設置事故泄壓設備。
石油化工罐區(qū)氮封閥裝置系統(tǒng)設計規(guī)范
序號 | 品 名 | 型 號 及 規(guī) 格 | 單位 | 數(shù)量 | 單 價 | 金 額 | 閥體材質(zhì)及其它 |
1 | 氮封閥 | 氮封閥ZZYVP-II DN40 PN16 | 臺 | 12 | 閥體304不銹鋼 | ||
2 | 泄氮閥 | 泄氮閥(緊急泄放閥)ZXD-16 DN80 PN16 起跳壓力1.8KPA | 臺 | 13 | 閥體304不銹鋼， | ||
5 | 阻火呼吸閥 | 防爆阻火呼吸閥HXF4 DN80 PN16 吸入帶接管法蘭，吸入口空氣 與罐定接口：呼出口 PN16 DN80 吸入口直接吸入空氣 呼出口 PN16 DN80 吸入負壓力：-300PA 呼出正壓力：1.6KPA | 臺 | 13 | 閥體304不銹鋼 |
石油化工罐區(qū)氮封閥裝置系統(tǒng)設計規(guī)范主要技術參數(shù)
公稱通徑(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 | 0.5～70 20～120 60～400 300～700 500～1000 KPa | |||||||||||
公稱壓力PN | 1.0、1.6 MPa | |||||||||||
被調(diào)介質(zhì)溫度 | 80、200 ℃ | |||||||||||
流量特性 | 快開型 | |||||||||||
調(diào)節(jié)精度 | ≤5% | |||||||||||
允許壓降(MPa) | 1.6 | 1.6 | 1.1 | 0.6 | 0.4 | |||||||
薄膜有效面積(C㎡) | 200 | 280 | 400 | |||||||||
允許泄漏量 | 符合ANSIB16.104—1976 IV級 | |||||||||||
閥蓋形式 | 標準型 (整體式) | |||||||||||
壓蓋型式 | 螺栓壓緊式 | |||||||||||
密封填料 | V型聚四氟乙烯填料、含浸聚四氟乙烯石棉填料、石棉紡織填料、石墨填料 | |||||||||||
閥芯形式 | 單座型閥芯 | |||||||||||
流量特性 | 直線性 |
石油化工罐區(qū)氮封閥裝置系統(tǒng)設計規(guī)范主要外形尺寸
公稱通徑(DN) | 20 | 25 | 32 | 40 | 50 | 65 | 80 | 100 | 125 | 150 |
L | 150 | 160 | 180 | 200 | 230 | 290 | 310 | 350 | 400 | 480 |
H | 52.5 | 57.5 | 75 | 75 | 85.5 | 92.5 | 100 | 110 | 142.5 | 158 |
H1 | 330 | 330 | 350 | 350 | 360 | 430 | 440 | 450 | 520 | 650 |
A | 310 | 400 |
三 石油化工罐區(qū)氮封閥裝置系統(tǒng)設計規(guī)范氮封日常應該如何管理？
《關于進一步加強化學品罐區(qū)安全管理的通知》：有氮氣保護設施的儲罐要確保氮封系統(tǒng)完好在用。
防腐設計說明
5.1涂漆的范圍
本項目防腐設計范圍為裝置內(nèi)的所有管道、非標設備的外防腐。
5.1.1. 需要涂漆的設備、管道材質(zhì)類別：
所有碳鋼材質(zhì)的管道、非標設備。
5.1.2. 不需要涂漆的設備、管道材質(zhì)類別：
不銹鋼的管道、非標設備；
鍍鋅表面；
銘牌及其它標志板或標簽。
5.1.3. 其他
非標設備應在制造廠涂底漆，設備安裝就位后涂面漆。
轉動設備的涂漆應在設備制造廠內(nèi)完成。
5.2 采用的涂料名稱
本項目所采用的底漆有鐵紅環(huán)氧樹脂底漆、環(huán)氧煤瀝青漆或環(huán)氧酚醛漆、200℃有機硅耐熱漆等，中間漆有環(huán)氧云鐵防銹漆等，面漆有各色聚氨酯磁漆等。
5.3石油化工罐區(qū)氮封閥裝置系統(tǒng)設計規(guī)范施工要求
5.3.1. 底漆與面漆應配套。
5.3.2. 涂漆前的表面清理
（1） 表面處理要求設備、管道和鋼結構表面應無可見的油脂和污垢，并且沒有附著不牢的氧化皮、鐵銹和油漆涂層等附著物，即達到《化工設備、管道外防腐設計規(guī)定》HG/T20679-2014中的ST3級或者Sa2.5。
（2）為了使處理后的金屬表面不致再銹蝕和粘上油污，在表面處理后，必須在3小時內(nèi)涂刷第一道底漆。
（3）法蘭密封面以及其他密封面不得使用機械清理，而應采用手工清理。
5.3.3. 涂漆的層數(shù)
保溫管道表面涂兩道底漆。
不保溫管道表面涂兩道底漆，兩道面漆。
非標設備在制造廠涂兩道底漆，設備安裝就位后涂兩道面漆。
設備在運輸、裝卸過程中難免發(fā)生局部損壞防腐層，待設備安裝完畢后需在設備表面涂刷規(guī)定顏色的面漆二道。
5.4 石油化工罐區(qū)氮封閥裝置系統(tǒng)設計規(guī)范設備和管道表面涂色說明
5.4.1.為了統(tǒng)一全廠各設備、管道的表面涂色，使其整齊美觀，便于識別和保證生產(chǎn)操作的安全，故對全廠各個設備、管道的表面涂色作如下規(guī)定：
5.4.1.保溫管道的保護層表面，應涂刷識別色環(huán)，色環(huán)的尺寸大小要求參見《化工設備、管道外防腐設計規(guī)定》HG/T20679-2014和《工業(yè)管道的基本識別色、識別符號和安全標識》GB7231-2003中的相關要求。
5.4.2.為有利于識別介質(zhì)種類、壓力和流向，在主要管道上應標出介質(zhì)的流向，并注明按照<管道特性表>的管道編號。這樣當遇到緊急情況時，能夠迅速找到并及時關閉閥門，以控制事態(tài)的發(fā)展。箭頭標志一般用鐵皮鏤空制成模板，然后噴涂識別漆，識別漆的顏色及箭頭的尺寸大小要求參見《化工設備、管道外防腐設計規(guī)定》HG/T20679-2014中的相關要求。
5.4.3.地上管道的表面色和標志色如下：
地上管道的表面色和標志色
序號 | 名稱 | 表面色 | 標志色 | 備注 |
蒸汽 | 銀 | 大紅 |
注：管道標志的設置應符合下列要求：
(1) 管道及其分支、設備進出口處和跨越裝置邊界處應刷字樣和箭頭。
(2) 字樣一般表示出介質(zhì)名稱和管道代號，管道代號應與工藝管道和儀表流程圖(P&ID)代號一致。
(3) 當介質(zhì)為雙向流動時，應采用雙向箭頭表示。
(4) 字樣和箭頭位置尺寸應適宜，排列規(guī)整。
5.5 石油化工罐區(qū)氮封閥裝置系統(tǒng)設計規(guī)范用的國家及行業(yè)標準
《化工設備管道外防腐設計規(guī)定》 HG/T 20679-2014
《涂覆涂料前鋼材表面處理 表面清潔度的目視評定》 GB 8923-2011
《工業(yè)管路的基本識別色、識別符號和安全標識》 GB 7231-2003
《石油化工設備和管道涂料防腐蝕設計規(guī)范》 SH/T 3022-2019
《石油化工設備管道鋼結構表面色和標志規(guī)定》 SH/T3043-2014
SH/T 3184-2017《石油化工罐區(qū)自動化系統(tǒng)設計規(guī)范》第5.4.5.4條，氮封閥壓力設定點應為儲罐正常操作壓力，壓力設定值可調(diào)范圍的選擇應使設定點處于范圍的中段，并應能覆蓋最大操作壓力。
SH/T 3007-2014《石油化工儲運系統(tǒng)罐區(qū)設計規(guī)范》第3.5條，采用氮氣密封保護的可燃液體儲罐，其操作壓力宜為0.2kPa～0.5kPa。
第5.1.4條：呼吸閥的排氣壓力應小于儲罐的設計正壓力，呼吸閥的進氣壓力應高于儲罐的設計負壓力。
第5.1.5.條第(a)款：事故泄壓設備的開啟壓力應高于呼吸閥的排氣壓力并應小于或等于儲罐的設計正壓力。
SH/T 3007-2014《石油化工儲運系統(tǒng)罐區(qū)設計規(guī)范》第5.1.5條，事故泄壓設備應滿足氮封或其他惰性氣體密封管道系統(tǒng)或呼吸閥出現(xiàn)故障時保障儲罐安全的通氣需要。
氮封在隔絕氧氣、抑制燃燒、保護物料、減少損失，以及平衡儲罐壓力、保護罐體結構等方面，起著積極作用，我們應加強對氮封的認識、加強管理，保證儲罐的安全。
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