石油化工罐區(qū)氮封閥裝置系統(tǒng)設(shè)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(dǎo)致未設(shè)置、或者日常管理不到位導(dǎo)致氮封失去作用，就會出現(xiàn)安全事故。那么，哪些儲罐應(yīng)設(shè)置氮封、應(yīng)該怎樣設(shè)置氮封、氮封日常應(yīng)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(shè)計規(guī)范工作原理
儲罐內(nèi)壓力升高至設(shè)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(shè)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(shè)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(shè)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(shè)定彈簧剛度小、動作靈敏、裝置工作平衡。
4、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。
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(shè)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(shè)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(shè)計規(guī)范哪些儲罐需要設(shè)置氮封？
GB 50074-2014《石油庫設(shè)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(yīng)采用壓力儲罐、低壓儲罐或低溫常壓儲罐,并應(yīng)符合下列規(guī)定：
1選用壓力儲罐或低壓儲罐時,應(yīng)采取防止空氣進入罐內(nèi)的措施,并應(yīng)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(yīng)采取下列措施之一：
1)選用內(nèi)浮頂儲罐，應(yīng)設(shè)置氮氣密封保護系統(tǒng)，并應(yīng)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(yīng)設(shè)置氮氣密封保護系統(tǒng),并應(yīng)控制儲存溫度低于液體閃點5℃及以下。
GB 50074-2014《石油庫設(shè)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(yīng)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(yīng)采取下列措施之一：
1應(yīng)設(shè)置氮氣密封保護系統(tǒng),并應(yīng)密閉回收處理罐內(nèi)排出的氣體;
2應(yīng)設(shè)置氮氣密封保護系統(tǒng),并應(yīng)控制儲存溫度低于液體閃點5℃及以下。
GB 50074-2014《石油庫設(shè)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(yīng)大于5000m3，且應(yīng)設(shè)置氮封保護系統(tǒng)。
GB 50160-2008《石油化工企業(yè)設(shè)計防火標(biāo)準(zhǔn)（2018年版）》第6.2.2條，儲存甲B、乙A類的液體應(yīng)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(yīng)安全措施后可選用其他型式的儲罐。浮盤應(yīng)根據(jù)可燃液體物性和材質(zhì)強度進行選用,并應(yīng)符合下列規(guī)定：1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,應(yīng)設(shè)置氮氣保護等安全措施；
GB 50160-2008《石油化工企業(yè)設(shè)計防火標(biāo)準(zhǔn)（2018年版）》第6.2.4A條，儲存溫度超過120℃的重油固定頂罐應(yīng)設(shè)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(yīng)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(shè)計防火標(biāo)準(zhǔn)》第5.1.1條：使用或生產(chǎn)甲、乙類物質(zhì)的工藝系統(tǒng)設(shè)計，應(yīng)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(shè)計防火標(biāo)準(zhǔn)》第6.2.2條：單罐容積不小于100m3的甲B、乙A類液體儲存應(yīng)選用內(nèi)浮頂罐。當(dāng)采用易熔材料制作浮盤時，應(yīng)設(shè)置氮氣保護等安全措施。采用固定頂罐或低壓罐時，應(yīng)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(shè)計規(guī)范應(yīng)該怎樣設(shè)置氮封？
SH/T 3184-2017《石油化工罐區(qū)自動化系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》第5.4.5.4條，氮封閥壓力設(shè)定點應(yīng)為儲罐正常操作壓力，壓力設(shè)定值可調(diào)范圍的選擇應(yīng)使設(shè)定點處于范圍的中段，并應(yīng)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(shè)計規(guī)范》第4.2.2.8條，氮封閥氮氣入口管道應(yīng)設(shè)置壓力表。
SH/T 3184-2017《石油化工罐區(qū)自動化系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》第5.4.5.3條，氮封閥應(yīng)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(shè)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(shè)計防火標(biāo)準(zhǔn)》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(yīng)設(shè)置事故泄壓設(shè)備。
石油化工罐區(qū)氮封閥裝置系統(tǒng)設(shè)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(shè)計規(guī)范主要技術(shù)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(biāo)準(zhǔn)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(shè)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(shè)計規(guī)范氮封日常應(yīng)該如何管理？
《關(guān)于進一步加強化學(xué)品罐區(qū)安全管理的通知》：有氮氣保護設(shè)施的儲罐要確保氮封系統(tǒng)完好在用。
防腐設(shè)計說明
5.1涂漆的范圍
本項目防腐設(shè)計范圍為裝置內(nèi)的所有管道、非標(biāo)設(shè)備的外防腐。
5.1.1. 需要涂漆的設(shè)備、管道材質(zhì)類別：
所有碳鋼材質(zhì)的管道、非標(biāo)設(shè)備。
5.1.2. 不需要涂漆的設(shè)備、管道材質(zhì)類別：
不銹鋼的管道、非標(biāo)設(shè)備；
鍍鋅表面；
銘牌及其它標(biāo)志板或標(biāo)簽。
5.1.3. 其他
非標(biāo)設(shè)備應(yīng)在制造廠涂底漆，設(shè)備安裝就位后涂面漆。
轉(zhuǎn)動設(shè)備的涂漆應(yīng)在設(shè)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(shè)計規(guī)范施工要求
5.3.1. 底漆與面漆應(yīng)配套。
5.3.2. 涂漆前的表面清理
（1） 表面處理要求設(shè)備、管道和鋼結(jié)構(gòu)表面應(yīng)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(shè)備、管道外防腐設(shè)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(yīng)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(biāo)設(shè)備在制造廠涂兩道底漆，設(shè)備安裝就位后涂兩道面漆。
設(shè)備在運輸、裝卸過程中難免發(fā)生局部損壞防腐層，待設(shè)備安裝完畢后需在設(shè)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(shè)計規(guī)范設(shè)備和管道表面涂色說明
5.4.1.為了統(tǒng)一全廠各設(shè)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(shè)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(yīng)涂刷識別色環(huán)，色環(huán)的尺寸大小要求參見《化工設(shè)備、管道外防腐設(shè)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(biāo)識》GB7231-2003中的相關(guān)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(yīng)標(biāo)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(dāng)遇到緊急情況時，能夠迅速找到并及時關(guān)閉閥門，以控制事態(tài)的發(fā)展。箭頭標(biāo)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(shè)備、管道外防腐設(shè)計規(guī)定》HG/T20679-2014中的相關(guān)要求。
5.4.3.地上管道的表面色和標(biāo)志色如下：
地上管道的表面色和標(biāo)志色
序號 | 名稱 | 表面色 | 標(biāo)志色 | 備注 |
蒸汽 | 銀 | 大紅 |
注：管道標(biāo)志的設(shè)置應(yīng)符合下列要求：
(1) 管道及其分支、設(shè)備進出口處和跨越裝置邊界處應(yīng)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(yīng)與工藝管道和儀表流程圖(P&ID)代號一致。
(3) 當(dāng)介質(zhì)為雙向流動時，應(yīng)采用雙向箭頭表示。
(4) 字樣和箭頭位置尺寸應(yīng)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(shè)計規(guī)范用的國家及行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)
《化工設(shè)備管道外防腐設(shè)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(biāo)識》 GB 7231-2003
《石油化工設(shè)備和管道涂料防腐蝕設(shè)計規(guī)范》 SH/T 3022-2019
《石油化工設(shè)備管道鋼結(jié)構(gòu)表面色和標(biāo)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(shè)計規(guī)范》第5.4.5.4條，氮封閥壓力設(shè)定點應(yīng)為儲罐正常操作壓力，壓力設(shè)定值可調(diào)范圍的選擇應(yīng)使設(shè)定點處于范圍的中段，并應(yīng)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(shè)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(yīng)小于儲罐的設(shè)計正壓力，呼吸閥的進氣壓力應(yīng)高于儲罐的設(shè)計負壓力。
第5.1.5.條第(a)款：事故泄壓設(shè)備的開啟壓力應(yīng)高于呼吸閥的排氣壓力并應(yīng)小于或等于儲罐的設(shè)計正壓力。
SH/T 3007-2014《石油化工儲運系統(tǒng)罐區(qū)設(shè)計規(guī)范》第5.1.5條，事故泄壓設(shè)備應(yīng)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(jié)構(gòu)等方面，起著積極作用，我們應(yīng)加強對氮封的認識、加強管理，保證儲罐的安全。
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