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石油化工儲罐區氮封裝置設計原則

本發明涉及石油化工企業油品儲運安全環保生產領域，特別涉及一種能夠有效降低氮氣消耗量和投資的氮封系。闡述合理設定氮封系統中各閥(氮封閥,泄氮閥,呼吸閥)的壓力,可避免氮封失效.泄氮閥和氮封閥分別起"呼","吸"作用,呼吸閥僅起安全保護作用.分別從氮封系統適用工況,設計原則,供氣量計算,注意事項等方面進行了詳細闡述,通過對氮封系統的合理設計,可規避安全風險,降低事故概率.

主要用于儲罐頂部氮氣壓力恒定控制，以保護罐內物料不被氮化及儲罐安全。氮封閥由ZZDQ快速泄放閥及ZZV自力式微壓調節閥兩大部分組成。快速泄放閥由壓力控制器及ZMQ-16K型單座切斷閥組成。儲罐內壓力升高至設定壓力時，快速泄放閥迅速開啟，將罐內多余壓力泄放。微壓調節閥在儲罐內壓力降低時，開啟閥門，向罐內充注氮氣。因微壓調節閥需要使用在壓力為0.1Mpa壓力以下，現場壓力較高，安裝ZZYP型壓力調節閥將壓力調節閥將壓力降低至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，介質溫度溫度≤80℃。

一、石油化工儲罐區氮封裝置設計原則總則 

1.罐區 VOCs 治理主要針對油品儲運罐區按相關規范或規定需要治理的儲罐無組織排放的罐頂油氣進行集中收集并治理。

2.除特殊說明外，指導意見中罐區包括石油化工原料罐區、中間原料罐區及“三苯"等成品罐區。

3.罐組氣相收集系統應與儲罐本體、VOCs 處理系統進行整體安全性考慮，采取系統的安全控制方案。設計方案須進行安全論證。

4.儲罐增加氣相連通收集系統后，安全風險防控的重點應是防止重大群罐火災。

5.主要執行標準、規范：

GB 31570-2015 石油煉制工業污染物排放標準

GB 31571-2015 石油化學工業污染物排放標準

GB 50160-2008 石油化工企業設計防火規范

GB 50341-2014 立式圓筒形鋼制焊接油罐設計規范

GB/T13347-2010 石油氣體管道阻火器

SH/T 3007-2014 石油化工儲運系統罐區設計規范

ISO16852-2008 Flame arresters—Performance requirements，test methods and limits for use

石油化工儲罐區氮封裝置設計原則背景技術：

石油化工企業油品儲罐區根據物料性質不同，部分有毒、可燃油品儲罐必須設置氮封系統。儲罐設置氮封可有效減緩油品直接與空氣接觸，降低產品變質的風險，降低有毒可燃氣體帶來的安全風險，減少油氣揮發度降低對環境的污染。目前國內油品儲罐氮封設置時每個氮封罐自成體系，沒能將所有氮封罐進行統籌考慮。存在這樣兩類問題：①每具儲罐氮封管線上均設置有氮封閥、限流孔板、止回閥等，造成管線附件投資增加。②每具氮封儲罐排放的富氮氮封尾氣未進行充分利用，氮氣耗量增加，系統運行能耗增加。③儲罐區氮氣用量不均衡，考慮最大用氣量，氮氣規模較大，投資高但利用率低下。

石油化工儲罐區氮封裝置設計原則產品特點

（1）不用外加能源，能在無電、無氣的場合工作，既方便又節約能源。

（2）氮封裝置供氮，泄氮壓力設定方便，可在連續生產的條件下進行。

（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）需在罐頂設置呼吸閥。

（7）呼吸閥制止了常規氮封裝置中啟閉頻繁易損壞的缺陷。

二、石油化工儲罐區氮封裝置設計原則原則要求 

1. 儲罐宜采取罐頂氣相平衡線、罐頂隔熱或涂敷隔熱涂料等措施減少 VOCs 的排放。每座儲罐的罐頂氣相線上應設手動切斷閥。

2. 油氣收集技術應選用本質安全的技術，并應確保技術成熟、可靠、節能、經濟、操作簡便。

3.油氣收集系統應滿足同一系統內同時運行的不同介質儲罐的小時最大排氣量的要求。

4.綜合考慮火災危險性、污染源距離、廢氣組成、濃度及氣量、能耗、運行費用等因素，廢氣宜分區域、分種類集中收集。 

5.針對下游廢氣處理裝置異常和事故時 VOCs 的控制和處理，建立應急處理機制和措施。

6.儲罐選型應符合 GB 50160、GB 31570、GB 31571、SH/T3007的有關規定，內浮頂儲罐和外浮頂儲罐的浮頂密封結構應符合 GB 50341、GB 31570 和 GB31571 的有關規定。

7.根據《石化行業揮發性有機物綜合整治方案》（環發〔2014〕177 號），苯、甲苯、二甲苯等危險化學品應在內浮頂罐基礎上安裝油氣回收裝置等處理設施。

8.除 SH/T3007 要求外，甲 B、乙 A 類中間原料儲罐、芳烴類儲罐、輕污油儲罐、酸性水罐、排放氣中含有較高濃度油氣和硫化物等需對排放氣體進行收集治理的儲罐應設置氮氣密封系統。

9.對性質差別較大、影響安全和產品質量的，儲存不同種類的儲罐氣相不應直接連通。儲罐頂油氣連通管道系統應保證從儲罐至罐組收集總管、再至廠區收集總管的壓力逐步降低，防止不同介質之間VOCs 互串造成物料污染。

10.阻火器的選型、設置、材質、測試和檢驗各儲罐 VOCs 氣相支線靠近儲罐位置、廢氣處理裝置入口等必須設置阻爆轟型阻火器，材質應選用不銹鋼。阻爆轟型阻火器須通過現行的 ISO16852 國際標準和 GB/T 133473規定的測試要求，并出具第三方實驗驗證文件。且阻力降不應大于0.3kPa。阻爆轟型阻火器兩端宜設置切斷閥，并應根據氣象條件和油氣性質設置清堵、防凍措施。儲罐與阻火器之間的大于 DN200 的管道，彎頭曲率半徑與管道直徑之比不小于 1.5，不得安裝 T 型三通，并應完善靜電接地。

11.為防止苯乙烯等易自聚介質發生聚合反應、火災等事故，應設置獨立的系統或進行預先處理。

氮封閥主要安裝在儲罐頂部,用于維持儲罐的微正壓,隔離物料與外界的接觸,防止揮發性有機物或可燃易爆,有毒氣體的排放和浪費,保護環境和人身安全,防止儲罐形成負壓遭到損壞,保證儲罐安全.當壓力下降時,往儲罐里補充氮氣,壓力升高時,停止供應氮氣.與呼吸閥(帶阻火器),緊急泄放閥等組成一個氮封保護系統.