之前介紹自力式壓力調(diào)節(jié)閥在化工行業(yè)應(yīng)用，現(xiàn)在介紹鋼制儲罐氮封閥設(shè)計(jì)規(guī)范原油儲罐在運(yùn)行過程中出現(xiàn)大小呼吸的原因及原油儲罐罐頂安裝呼吸閥解決大小呼吸時(shí)存在的安全隱患及大氣污染等缺點(diǎn),提出了利用天然氣氣封系統(tǒng)解決上述問題的方法.當(dāng)儲罐氣體壓力高于氣封壓力時(shí),儲罐內(nèi)氣體通過泄壓閥自動排入火炬水封罐內(nèi);當(dāng)儲罐內(nèi)氣體冷凝或收縮導(dǎo)致儲罐內(nèi)壓力下降并低于系統(tǒng)設(shè)定值時(shí),通過補(bǔ)氣系統(tǒng)中的旋風(fēng)分離器分離出的天然氣對儲罐進(jìn)行補(bǔ)氣封,以阻止外界氣體進(jìn)入.該系統(tǒng)已在中石化加蓬A(yù)KONDO油田儲罐中成功應(yīng)用,有效解決了傳統(tǒng)罐頂安裝呼吸閥導(dǎo)致的排氣對周圍空氣的污染和吸氣造成罐內(nèi)空氣和油蒸氣混合的情況,避免了儲罐的脹罐和癟罐的發(fā)生,為儲罐吸氣、排氣現(xiàn)象引起的安全和環(huán)保問題提供了一種新的解決思路. 儲罐氮封系統(tǒng)是利用氮?dú)庠诜忾]的儲罐氣體空間形成一種微弱的正壓裝置，目的是防止儲罐內(nèi)儲存介質(zhì)與空氣中的氧氣接觸，使之與外界隔絕，防止產(chǎn)品的氧化變質(zhì)，另外通過保持儲罐的微正壓避免罐頂及罐壁變形。但是，氮封系統(tǒng)使用過程中會出現(xiàn)失效情況。這就要通過對氮封系統(tǒng)保護(hù)的介質(zhì)性質(zhì)、氮封系統(tǒng)安裝、氮封閥結(jié)構(gòu)和材質(zhì)、環(huán)境等方面進(jìn)行分析，從而采用的方案，確保氮封系統(tǒng)完好運(yùn)行。合理設(shè)定氮封系統(tǒng)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(hù)作用。分別從氮封系統(tǒng)適用工況、設(shè)計(jì)原則、供氣量計(jì)算、注意事項(xiàng)等方面進(jìn)行了詳細(xì)闡述，通過對氮封系統(tǒng)的合理設(shè)計(jì)，可規(guī)避安全風(fēng)險(xiǎn)、降低事故概率。鋼制儲罐與非金屬儲罐比較具有防火性能好、造價(jià)低、施工快、防滲防漏性好、檢修容易等優(yōu)點(diǎn)，故要求地上儲罐采用鋼制儲罐。
6.1.2 沸點(diǎn)低于45℃或在37.8℃時(shí)的飽和蒸氣壓大于88kPa的甲B類液體在常溫常壓下極易揮發(fā)，所以需要采用壓力儲罐、低壓儲罐或低溫常壓儲罐來抑制其揮發(fā)。對本條第1款、第2款具體要求說明如下：
1 用壓力儲罐或低壓儲罐儲存甲B類液體，罐內(nèi)易燃?xì)怏w濃度較高，要求“防止空氣進(jìn)入罐”是為了消除儲罐爆炸危險(xiǎn)，常見的措施是向儲罐內(nèi)充氮，保持儲罐在一定正壓范圍內(nèi)；要求“密閉回收處理罐內(nèi)排出的氣體”是為了避免有害氣體污染大氣環(huán)境。
2 對沸點(diǎn)小于45℃或在37.8℃時(shí)的飽和蒸氣壓大于88kPa的甲B類液體，采取低溫儲存方式也是一種可以抑制其揮發(fā)的有效措施。“控制儲存溫度使液體蒸氣壓不大于88kPa”可以避免沸騰性揮發(fā)，但仍有較強(qiáng)的揮發(fā)性，所以要求“選用內(nèi)浮頂儲罐”來抑制其揮發(fā)。“控制儲存溫度低于液體閃點(diǎn)5℃及以下”，氣體揮發(fā)量就很少了，基本處于安全區(qū)域。要求“設(shè)置氮封保護(hù)系統(tǒng)”，是為了防止控制措施不到位或失效的安全保護(hù)措施。 
6.1.3 鋼制儲罐氮封閥設(shè)計(jì)規(guī)范對本條規(guī)定說明如下：
上海申弘閥門有限公司主營閥門有：截止閥,電動截止閥儲存沸點(diǎn)大于或等于45℃或在37.8℃時(shí)的飽和蒸氣壓不大于88kPa的甲B、乙A類液體可以常溫常壓下儲存，但仍有較強(qiáng)的揮發(fā)性，所以規(guī)定“應(yīng)選用外浮頂儲罐或內(nèi)浮頂儲罐”來抑制其揮發(fā)。采用外浮頂或內(nèi)浮頂儲罐儲存甲B類和乙A類易燃液體可以減少易燃液體蒸發(fā)損耗90％以上，從而減少烴類氣體對空氣的污染，還減少了空氣對物料的氧化，保證物料質(zhì)量，此外對保證安全也非常有利。
有些甲B、乙A類液體化工品有防聚合等特殊儲存需要，不適宜采用內(nèi)浮頂儲罐。因此，本條規(guī)定允許這些甲B、乙A類液體化工品選用固定頂儲罐、低壓儲罐和容量小于或等于50m3的臥式儲罐，但應(yīng)采取氮封、密閉回收處理罐內(nèi)排出的氣體、控制儲存溫度低于液體閃點(diǎn)5℃及以下等必要的安全保護(hù)措施。
6.1.4 甲B類和乙A類油品是易揮發(fā)性液體，選用外浮頂儲罐或內(nèi)浮頂儲罐可以抑制其揮發(fā)。本條的“成品油”不包括在37.8℃時(shí)的飽和蒸氣壓大于或等于88kPa的輕石腦油。
為保證3號噴氣燃料的質(zhì)量，機(jī)場油庫3號噴氣燃料儲罐內(nèi)需安裝浮動發(fā)油裝置，從油位上部發(fā)油，安裝了浮動發(fā)油裝置的3號噴氣燃料儲罐采用內(nèi)浮頂罐有諸多不便。根據(jù)中國航空油料集團(tuán)提供的實(shí)測數(shù)據(jù)，全國絕大多數(shù)民用機(jī)場油庫3號噴氣燃料儲罐高儲存溫度低于油品閃點(diǎn)5℃以下，罐內(nèi)油氣濃度達(dá)不到爆炸下限(1.1％V)，基本處于安全狀態(tài)，在這種情況下，3號噴氣燃料采用固定頂儲罐是可行的。機(jī)場油庫如采用固定頂儲罐，則在采購3號噴氣燃料時(shí)，應(yīng)要求閃點(diǎn)指標(biāo)高于機(jī)場所在地油品的高儲存溫度5℃及以上。由于全國各地機(jī)場氣溫差異較大，如不能保證高儲存溫度低于油品閃點(diǎn)5℃及以下，為了安全，還應(yīng)采用內(nèi)浮頂罐。
6.1.5 乙B類和丙類液體危險(xiǎn)性較低，可以根據(jù)實(shí)際需要任意選用外浮頂儲罐、內(nèi)浮頂儲罐、固定頂儲罐和臥式儲罐。
6.1.6 鋼制單盤式或雙盤式浮頂結(jié)構(gòu)強(qiáng)度高、密封效果好、耐火性能強(qiáng)，外浮頂儲罐一般都是大型儲罐，因此，為安全起見，本條規(guī)定“外浮頂儲罐應(yīng)選用鋼制單盤式或雙盤式浮頂”。
6.1.7 對本條各款規(guī)定說明如下：
1 非金屬內(nèi)浮頂，淺盤式或敞口隔艙式內(nèi)浮頂安全性能差故限制其使用。
2 甲B、乙A類液體火災(zāi)危險(xiǎn)性較大，所發(fā)生的儲罐火災(zāi)事故絕大多數(shù)也是這類液體儲罐，加強(qiáng)其安全可靠性是必要的；目前廣泛采用的組裝式鋁質(zhì)內(nèi)浮頂屬于“用易熔材料制作的內(nèi)浮頂”，其安全性相對鋼質(zhì)內(nèi)浮頂要差，儲罐一旦發(fā)生火災(zāi)，容易形成儲罐全截面積著火，且直徑越大越難以撲救，造成的火災(zāi)損失也越大，所以本款對直徑大于40m的儲存甲B、乙A類液體的內(nèi)浮頂儲罐，限制其使用“用易熔材料制作的內(nèi)浮頂”是必要的。儲存Ⅰ、Ⅱ級毒性的液體的儲罐一旦發(fā)生火災(zāi)事故，將造成比油品儲罐火災(zāi)更嚴(yán)重的危害，故對儲存Ⅰ級和Ⅱ級毒性的甲B、乙A類液體儲罐應(yīng)有更高的要求。
3 根據(jù)現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《泡沫滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB 50151-2010第4.4.1條的規(guī)定，采用鋼制單盤式或雙盤式的內(nèi)浮頂儲罐，泡沫的保護(hù)面積應(yīng)按罐壁與泡沫堰板間的環(huán)形面積確定；其他內(nèi)浮頂儲罐應(yīng)按固定頂儲罐對待(即泡沫需要覆蓋全部液面)。安裝在儲罐罐壁上的泡沫發(fā)生器發(fā)生的泡沫大流淌長度為25m，為保證泡沫能夠有效覆蓋保護(hù)面積，故規(guī)定“直徑大于48m的內(nèi)浮頂儲罐，應(yīng)選用鋼制單盤式或雙盤式內(nèi)浮頂”。
4 “新結(jié)構(gòu)內(nèi)浮頂”是指國家或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)沒有對其進(jìn)行技術(shù)要求的內(nèi)浮頂。
6.1.8 限制儲存Ⅰ、Ⅱ級毒性的甲B、乙A類液體儲罐容量是為了降低其事故危害性，氮封保護(hù)系統(tǒng)可有效防止儲罐發(fā)生爆炸起火事故，進(jìn)一步加強(qiáng)有毒液體儲罐的安全可靠性。常見易燃和可燃有毒液體毒性程度舉例見表2。采用氮?dú)獬涮钣诠潭攦薜臍庀嗫臻g謂之氮封。因氮?dú)獾拿芏刃∮谟袡C(jī)氣體而浮于其上故而形成氮封。
氮封具有以下特點(diǎn): ①氮封可減少有機(jī)氣體揮發(fā); ②氮封能有效防止有毒氣體對周圍環(huán)境的污染; ③氮封可防止儲罐內(nèi)爆炸性混合氣體的形成,且對儲存物質(zhì)的性質(zhì)無任何影響; ④氮封可以減少吸水性物質(zhì)對空氣中水分的吸收; ⑤氮封可以隔絕易氧化物質(zhì)與空氣中氧氣發(fā)生氧化反應(yīng)。 鋼制儲罐氮封閥設(shè)計(jì)規(guī)范 (1)由于采用了氮封技術(shù),罐內(nèi)氣體空間是油蒸汽和氮?dú)饣旌蠚怏w,因而不會形成混合性爆炸氣體,罐內(nèi)不會發(fā)生燃燒爆炸。同時(shí)可有效地防止罐內(nèi)油品中硫化物的“自燃”。
(2)由于氮?dú)獗扔驼魵廨p,浮在油蒸氣的上面,因此向罐外呼氣時(shí),主要是呼出氮?dú)?。吸?br /> 時(shí),氮?dú)鈺詣涌焖俚匮a(bǔ)入罐內(nèi),提高罐內(nèi)壓力,有效地抑制油品蒸發(fā),從而大大地降低了油品的“大、小呼吸”損耗,提高經(jīng)濟(jì)效益。
(3)由于只是向罐內(nèi)補(bǔ)充潔凈的氮?dú)?避免了吸入空氣。從而可以防止油品氧化、吸水。同時(shí)又由于大大地降低了呼吸損耗,可有效地抑制油品中輕組分蒸發(fā)呼出,保證油品儲存質(zhì)量。
(4)由于大大地降低了油品的呼吸損耗,呼出的是氮?dú)?因此可有效地減少操作空間有毒有害的油蒸氣,避免油氣對環(huán)境污染的隱患,保護(hù)環(huán)境,維護(hù)職工的身心健康。 
鋼制儲罐氮封閥設(shè)計(jì)規(guī)范 本實(shí)用新型公開了一種氮封系統(tǒng)，包括多個(gè)儲油罐、供氮管線、泄氮管線和呼吸閥管線，多個(gè)儲油罐并聯(lián)于供氮管線和泄氮管線之間，呼吸閥管線包括并列連接有多個(gè)儲油罐的主管線，通過并列的兩個(gè)支管線分別與主管線連接的兩個(gè)呼吸閥，設(shè)置于支管線上的氣體閥門，本實(shí)用新型所提供的氮封系統(tǒng)，能夠改善呼吸閥檢修過程中，無法連續(xù)作業(yè)的問題。與本文相關(guān)的論文：自力式煤氣調(diào)壓閥組 |
