化工企业原料储罐氮封系统的设计及应用

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1、宁波化工NingboChemicalIndustry2013年第1期化工企业原料储罐氮封系统的设计及应用梁晓锋(宁波明欣工程设计有限公司，宁波315202)摘要：采用氮气充填于固定顶储罐的气相空间谓之氮封。因氮气的密度小于有机气体而浮于其上故而形成氮封。氮封具有以下特点：①氮封可减少有机气体挥发；②氮封能有效防止有毒气体对周围环境的污染；③氮封可防止储罐内爆炸性混合气体的形成，且对储存物质的性质无任何影响；④氮封可以减少吸水性物质对空气中水分的吸收；⑤氮封可以隔绝易氧化物质与空气中氧气发生氧化反应。关键词：氮封系统；设备；安装；调试及运行中图

2、分类号：TE88文献标识码：A氮封系统主要用于保持容器顶部保护气(一储罐内部物料急剧收缩，氮封系统及时补充氮气，般为氮气)的压力恒定，以避免容器内物料与空气避免储罐被抽瘪。直接接触，防止物料挥发，被氧化，吸水，以及1.2氮封系统的应用保护容器的安全。氮封系统广泛应用于石油、化是否需要氮封，主要根据物料的性质来定，工、医药、环保、水处理等行业。本文主要研究以下几种情况下需要用氮封：车间多个或者单个储罐顶部采用氮气微正压充气1)毒性较大，对环境污染较大的物料；保护，减少污染物质排放以及提高储罐的安全性2)吸水性较强，容易造成物料水分增加的的一整套

3、装置。系统主要包括：氮气阀门、自力物料；式调节阀、紧急排空阀门、集液槽、水封槽、压3)对氧气比较敏感，容易氧化的物料；力变送器、DCS系统、排空总管。4)闪点较低，危险性较大的物料，氮封可1氮封系统的作用、应用以及组成减少火灾发生的系数。1.1作用1.3组成1)隔离氧气(外界气体)氮封系统由补氮气阀门、自力式调节阀、紧利用氮气作为储罐低压时的补气源，控制储急排空阀门、集液槽、水封槽、压力变送器、DCS罐上层气相的氧气含量，既避免物料被外界气体控制系统等装置组成。工艺示意图见图1。污染，也提高了存储过程的安全性。2氮封系统基本要求2)减少污染物

4、的排放2.1技术要求将装有同一物料或者同一系统内的多个储罐1)补气量的设置排空连接起来，形成较大的氮封系统，当一个储储罐氮封系统的供气量应大于或等于由于泵罐出料，另一个储罐进料时，利用储罐之间的排抽出储罐内储存的液体所需的补充气量与由于外空管，可以减少呼吸气排放。另外系统低压时补界气温变化而产生的储罐内气相冷凝和收缩所需氮气，高压时排气，中间压力不排气，也减少了补充的气量之和。污染物的排放。①泵抽出储罐内储存的液体所需补充的气量3)保护储罐等于泵的最大输出能力；受气候骤然变化如突然大幅降温等影响时，宁波化工-27-化工企业原料储罐氮封系统的设

5、计及应用2013年第1期图1储罐氮封系统②因气温变化而引起储罐内的气体冷凝和收3设备要求3缩需补充的气量，一般来说对容积<30180m的储1)集液槽安装有液位变送器，液位信号输3罐，每立方米容积，每小时需补入0.178m氮气；送至DCS系统，并设置有液位报警；③氮封系统补气时必须平缓，氮气流量不能2)氮封系统的紧急排空气动阀门一般采用过大，确保系统压力稳定。气动蝶阀，阀门口径一般为DN80或者DN100；2)基本运行参数设置旁路一般采用DN80的手动衬PE球阀，避免阀芯①当系统压力小于设定值1（-0.3kPa）时，锈死；打开氮气阀门（低压补气

6、）；3)自力式调节阀的膜片属于易损件，需要当系统压力大于设定值2（1.6kPa）时，关闭准备备用膜片；氮气阀门；4)DCS系统控制界面简洁易懂，参数设置②当系统压力大于设定值3（2.8kPa）时，打方便，操作方便；开应急排空阀（高高压排气），并“报警”；当系5)DCS系统配备UPS备用电源，便于断电统压力小于设定值4（1.8kPa）时，关闭应急排空后仍能查看系统状态，确保安全。阀；4安装要求③当系统压力小于设定值5（-0.8kPa）时，1)所有储罐的排空管在连接到排气总管打开应急排空阀补气（低低压补空气，安全措施），时，需要上翻连接，避免串料

7、；并报警；2)集液槽一定要安装在排空总管的最低④氮封系统水封为两级水封，单个水封浸没点，便于收集满溢或冷凝下来的物料；深度为10cm；3)安装在室外的水封槽需要考虑保温，并⑤自力式调节阀启动阀前压力为800Pa；安装温度变送器，并设置高低温报警；水封槽液⑥集液槽液位报警设置参数为50mm；位计安装为两段，便于观察水封槽内是否有油污；⑦氮气阀门连续开启超过5分钟，系统报警；水封槽排液管道需要接至车间废水系统内；⑧气动阀门故障报警（阀门30秒内未能执行4)压力变送器安装位置要能准确代表排空系统命令）。总管的真实压力，变送器管道底部要设置有排液-2

8、8-宁波化工宁波化工NingboChemicalIndustry2013年第1期口，方便冬天排掉变送器管道中的冷凝液，减小星期人工开启一次，避免阀门锈死；测量误差；