石化罐區(qū)氮封系統(tǒng)如何工作

氮封閥，由控制閥門、執(zhí)行器、壓力彈簧、指揮器、脈自力式氮封閥、沖管等部件組成。主要用于保持容器頂部保護氣體(一般為氮氣)的壓力恒定，以避免容器內(nèi)物料與空氣直接接觸，防止物料揮發(fā)、被氧化，以及容器的安全。特別適用于各類大型儲罐的氣封保護系統(tǒng)。該產(chǎn)品具有節(jié)能、動作靈敏、運行可靠、操作與維修方便等特點。廣泛應用于石油、化工等行業(yè)。原料罐區(qū)氮封系統(tǒng)多年來存在著氮耗量大,氮封效果差的問題.對其氮封系統(tǒng)流程進行了計算分析,找出了產(chǎn)生問題的原因,并在后來建造的柴油加氫原料罐區(qū)氮封系統(tǒng)設計中進行了改進.還對氮封系統(tǒng)流程提出了進一步優(yōu)化的建議.石油化工企業(yè)油品儲罐區(qū)根據(jù)物料性質(zhì)不同，部分有毒、可燃油品儲罐必須設置氮封系統(tǒng)。儲罐設置氮封可有效減緩油品直接與空氣接觸，降低產(chǎn)品變質(zhì)的風險，降低有毒可燃氣體帶來的安全風險，減少油氣揮發(fā)度降低對環(huán)境的污染。目前國內(nèi)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(tǒng)籌考慮。石化罐區(qū)氮封系統(tǒng)如何工作存在這樣兩類問題：

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(tǒng)運行能耗增加。
③儲罐區(qū)氮氣用量不均衡，考慮大用氣量，氮氣規(guī)模較大，投資高但利用率低下。

供氮裝置，將設在罐頂?shù)娜狐c的介質(zhì)經(jīng)導壓管引入檢測機構(gòu)，介質(zhì)在檢測元件上產(chǎn)生一個作用力與與彈簧、預緊力相平衡。當罐內(nèi)壓力降低至低于供氮裝置壓力設定點時，平衡破壞，使指揮器閥芯，打開，使閥前氣體經(jīng)減壓閥，節(jié)流閥、進入主閥執(zhí)行機構(gòu)上、下膜室，打開主閥閥芯，向罐內(nèi)充注氮氣;當罐內(nèi)壓力升至供氮裝置壓力設定點，由于預設彈簧力，關(guān)閉指揮器閥芯、由于主閥執(zhí)行機構(gòu)中的彈簧作用，關(guān)閉主閥，停止供氮。

泄氮裝置，該裝置采用內(nèi)反饋結(jié)構(gòu)，介質(zhì)直接經(jīng)閥蓋進入檢測機構(gòu)，介質(zhì)在檢測元件上產(chǎn)生一個作用力與預設彈簧預緊力相平衡。當罐內(nèi)壓力升高至高于泄氮裝置壓力設定點時，平衡被破壞，使閥芯上移，打開閥門，向外界泄放氮氣;當罐內(nèi)壓力降至泄氮裝置壓力設定點，由于預設彈簧力作用，關(guān)閉閥門。

呼吸閥是固定在儲罐頂上的通風裝置，以保證罐內(nèi)壓力的正常狀態(tài)，防止罐內(nèi)超壓或真空使儲罐遭受損壞，也可減少罐內(nèi)液體揮發(fā)損失。呼吸閥不僅能維持儲罐氣壓平衡，確保儲罐在超壓或真空時破壞，且能減少罐內(nèi)介質(zhì)和損耗。

呼吸閥工作原理是用彈簧限位閥板,由正負壓力決定或呼或吸.呼吸閥應該具有泄放正壓和負壓兩方面功能，具體：當容器承受正壓時，呼吸閥打開呼出氣體泄放正壓;當容器承受負壓時，呼吸閥打開吸入氣體泄放負壓。由此保證壓力在一定范圍內(nèi)，保證容器安全。一種是達到一定壓力時,進行呼或吸.另一種是設計成純粹只呼不吸.可以理解為用兩個適當壓力的單向閥代替。

呼吸閥工作原理：

呼吸閥在蒸汽加熱系統(tǒng)中起到阻汽排水作用，選擇合適的呼吸閥，可使蒸汽加熱設備達到工作效率。要想達到效果，就要對各種類型呼吸閥的工作性能、特點進行全面的了解。呼吸閥的品種很多，各有不同的性能。選用呼吸閥時，首先應選其特性能滿足蒸汽加熱設備的運行，然后才考慮其他客觀條件，這樣選擇你所需要的呼吸閥才是正確和有效的。呼吸閥要能“識別”蒸汽和凝結(jié)水，才能起到阻汽排水作用。“識別” 蒸汽和凝結(jié)水基于三個原理：密度差、溫度差和相變。

管道阻火器是利用凝結(jié)水與蒸汽的密度差，通過凝結(jié)水液位變化，使浮子升降帶動閥瓣開啟或關(guān)閉，達到阻汽排水目的。機械型疏水閥的過冷度小，不受工作壓力和溫度變化的影響，有水即排，加熱設備里不存水，能使加熱設備達到換熱效率。背壓率為80%，工作質(zhì)量高，是生產(chǎn)工藝加熱設備呼吸閥。其它工況：各種物料進出關(guān)系，外界環(huán)境溫度變化等情況，只有當系統(tǒng)壓力高于+1750Pa時，超壓部分氮封尾氣通過阻火呼吸閥6排出，壓力低于+500Pa時阻火呼吸閥6開啟，進行氮氣補充。各儲罐之間氣相管線相連，使儲罐區(qū)的有效氣相空間顯著增加，形成大的氣柜，實現(xiàn)系統(tǒng)的自動壓力平衡，減少氮氣補充和氮封尾氣排放。

GTQ型通氣管的結(jié)構(gòu)簡單，內(nèi)部只有一個活動部件精細研磨的不銹鋼空心浮球，既是浮子又是啟閉件，無易損零件，使用壽命很長。設備剛啟動工作時，波紋阻火器管道內(nèi)的空氣經(jīng)過Y系列自動排空氣裝置排出，低溫凝結(jié)水進入呼吸閥內(nèi)，凝結(jié)水的液位上升，浮球上升，閥門開啟，凝結(jié)水迅速排出，蒸汽很快進入設備，設備迅速升溫，Y系列自動排空氣裝置的感溫液體膨脹，自動排空氣裝置關(guān)閉。呼吸閥開始正常工作，浮球隨凝結(jié)水液位升降，阻汽排水。當裝置剛啟動時，GZW-I阻爆燃管道阻火器管道內(nèi)的空氣和低溫凝結(jié)水經(jīng)過發(fā)射管進入呼吸閥內(nèi)，閥內(nèi)的雙金屬片排空元件把球桶彈開，閥門開啟，空氣和低溫凝結(jié)水迅速排出。當蒸汽進入球桶內(nèi)，球桶產(chǎn)生向上浮力，同時閥內(nèi)的溫度升高，雙金屬片排空元件收縮，球捅漂向閥口，閥門關(guān)閉。當球桶內(nèi)的蒸汽變成凝結(jié)水，球桶失去浮力往下沉，閥門開啟，凝結(jié)水迅速排出。當蒸汽再進入球桶之內(nèi)，閥門再關(guān)閉，間斷和連續(xù)工作。

當裝置剛啟動時，罐壁人孔管道內(nèi)的空氣和低溫凝結(jié)水進入疏水閥內(nèi)，倒吊桶靠自身重量下墜，倒吊桶連接杠桿帶動閥心開啟閥門，空氣和低溫凝結(jié)水迅速排出。當蒸汽進入倒吊桶內(nèi)，倒吊桶的蒸汽產(chǎn)生向上浮力，倒吊桶上升連接杠桿帶動閥心關(guān)閉閥門。倒吊桶上開有一小孔，當一部份蒸汽從小孔排出，另一部份蒸汽產(chǎn)生凝結(jié)水，倒吊桶失去浮力，靠自身重量向下沉，倒吊桶連接杠桿帶動閥心開啟閥門，循環(huán)工作，間斷排水。

空氣泡沫產(chǎn)生器有兩個隔離的閥腔，由兩根不銹鋼管連通上下閥腔，它是由浮球式和倒吊桶式呼吸閥的組合，該閥結(jié)構(gòu)*合理，在過熱、高壓、小負荷的工作狀況下，能夠及時地排放過熱蒸汽消失時形成的凝結(jié)水，有效地阻止過熱蒸汽泄漏，工作質(zhì)量高。閥體為全不銹鋼，閥座為硬質(zhì)合金鋼，使用壽命長，是過熱蒸汽呼吸閥。

當凝結(jié)水進入下閥腔，副閥的浮球隨液位上升，浮球封閉進汽管孔。凝結(jié)水經(jīng)進水導管上升到主閥腔，倒吊桶靠自重下墜，帶動閥心打開主閥門，排放凝結(jié)水。當副閥腔的凝結(jié)水液位下降時，浮球隨液位下降，副閥打開。蒸汽從進汽管進入上主閥腔內(nèi)的倒吊桶里，倒吊桶產(chǎn)生向上的浮力，倒吊桶帶動閥心關(guān)閉主閥門。當副閥腔的凝結(jié)水液位再升高時，下一個循環(huán)周期又開始，間斷排水。