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大型化工儲(chǔ)罐氮封裝置工作原理

本實(shí)用新型涉及工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域的物料儲(chǔ)存裝置，特別涉及一種智能儲(chǔ)罐氮封系統(tǒng)。氮封閥主要用于儲(chǔ)罐頂部，來維持儲(chǔ)罐的微正壓，隔離物料與外界的接觸，減少物料的揮發(fā)和浪費(fèi)，保護(hù)儲(chǔ)罐安全。在該應(yīng)用當(dāng)中，通氣閥會(huì)在頂部空間體積變小時(shí)打開，從而將頂部空間氣體排出儲(chǔ)罐。當(dāng)將產(chǎn)品泵抽出儲(chǔ)罐或者溫度下降時(shí)，覆蓋調(diào)節(jié)器將會(huì)打開，并向儲(chǔ)罐頂部空間充氮，避免壓力不足。保持恒定表壓可確?？諝庖约把鯕獠粫?huì)進(jìn)入儲(chǔ)罐。溫度與天氣條件的變化意味著儲(chǔ)罐需要連續(xù)通氣。

大型化工儲(chǔ)罐氮封裝置工作原理：
（1）當(dāng)?shù)忾y關(guān)閉時(shí)，主閥的活塞是在一個(gè)密封室內(nèi)，當(dāng)儲(chǔ)罐壓力等于或大于設(shè)定的壓力時(shí)，膜片就被向上頂起，氣導(dǎo)閥在彈簧的作用下向上移動(dòng)，把氣導(dǎo)閥上的密封圈緊緊壓在閥座上，關(guān)閉了控制氣的進(jìn)口，同時(shí)特殊閥芯室的壓力增加并接近氮?dú)饪偣艿膲毫?，此壓力通過內(nèi)部通道，從特殊閥芯室傳到主閥閥芯室。主閥的活塞就處于氮?dú)饪偣軌毫Φ淖饔?，由于主閥閥芯上、下所受氣體壓力平衡，所以主閥閥芯在自重和彈簧的作用下將閥門緊密關(guān)死。
（2）氮封閥打開時(shí)，當(dāng)儲(chǔ)罐壓力稍微低于設(shè)定壓力時(shí)，膜片因?yàn)楦袘?yīng)壓力下降而向下移動(dòng)，推動(dòng)氣導(dǎo)閥打開，氮?dú)饨?jīng)過孔板、氣導(dǎo)閥的出口進(jìn)入儲(chǔ)罐，使儲(chǔ)罐內(nèi)的壓力增加，同時(shí)氣導(dǎo)閥的特殊閥芯室的壓力下降，氮?dú)馔ㄟ^內(nèi)部通道從特殊閥芯室進(jìn)入主閥閥芯室。由于主閥閥芯的活塞面積大于主閥閥座孔面積，并有彈簧的彈力和主閥的重量，所以當(dāng)儲(chǔ)罐壓力稍微低于設(shè)定點(diǎn)時(shí)，特殊閥芯室和主閥閥芯室的壓力降低很小，主閥仍然保持關(guān)閉，氮?dú)庵粡臍鈱?dǎo)閥進(jìn)入儲(chǔ)罐。

大型化工儲(chǔ)罐氮封裝置工作原理背景技術(shù)：

在工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域，物料儲(chǔ)存是非常重要的一個(gè)環(huán)節(jié)。部分物料會(huì)自然揮發(fā)，或者與空氣里的某些成分(比如氧氣)接觸后生成各類化合物，例如碳?xì)浠衔?甲苯、二甲苯、乙烷等)、鹵代烴(氯甲烷、二氯甲烷、三氯乙烯等)以及各種醇類、醛類、酮類等。這些揮發(fā)物質(zhì)有些具有毒性或難聞的氣味，有些會(huì)對(duì)大氣環(huán)境產(chǎn)生嚴(yán)重的危害，有些化合物質(zhì)本身或者和空氣混合后甚至還具有爆燃特性，埋下安全隱患。還有部分物料與空氣中的氧氣接觸后，會(huì)被氧化，產(chǎn)品品質(zhì)下降嚴(yán)重，例如食用油。此外，物料的蒸發(fā)損耗也會(huì)造成能源的損失和浪費(fèi)，導(dǎo)致企業(yè)生產(chǎn)成本的提高。

為解決上述問題，目前應(yīng)用最多的是惰性氣體保護(hù)技術(shù)，即將物料儲(chǔ)存容器內(nèi)其接觸到的空氣置換為難以與物料發(fā)生反應(yīng)的惰性氣體(比如氮?dú)夂蜌鍤?，同時(shí)將儲(chǔ)存容器進(jìn)行密封，以此達(dá)到封閉儲(chǔ)存物料的目的。由于氮?dú)獾墨@取較氬氣更加容易且成本較低，在使用范圍上也更加普遍，所以在國內(nèi)惰性保護(hù)技術(shù)也被稱為氮封技術(shù)。

大型化工儲(chǔ)罐氮封裝置工作原理使用自立式氮封閥的方案存在三點(diǎn)缺點(diǎn)：

其一，自動(dòng)化和系統(tǒng)集成程度低，無法實(shí)現(xiàn)對(duì)多個(gè)儲(chǔ)罐的罐區(qū)運(yùn)行狀態(tài)的集中實(shí)時(shí)監(jiān)視和控制調(diào)整，啟停儲(chǔ)罐的氮封必須由操作人員在現(xiàn)場(chǎng)開啟或關(guān)閉關(guān)斷閥來實(shí)現(xiàn)，特別針對(duì)多罐的罐區(qū)來說工作量非常大。

其二，靈活性差，大量使用機(jī)械式閥門就地調(diào)控，無法實(shí)現(xiàn)在中央控制室遠(yuǎn)程對(duì)罐區(qū)單個(gè)儲(chǔ)罐的氮封和吹掃狀態(tài)的選擇，以及對(duì)壓力和報(bào)警值的設(shè)定的修改。

其三，可靠性較低，采用的自立式氮封閥為膜片驅(qū)動(dòng)，精密的膜片容易損壞且可維修性差。

防止儲(chǔ)罐等容器出現(xiàn)過壓或負(fù)壓的方法是在容器頂部設(shè)置開口。在這種情況下，在向容器內(nèi)注入產(chǎn)品時(shí)，任何的多余空氣或氣體可自由離開容器；相反當(dāng)產(chǎn)品排出時(shí)，空氣可流入容器內(nèi)。此類系統(tǒng)還可因溫度波動(dòng)而使容器出現(xiàn)“透氣”現(xiàn)象，這通常會(huì)導(dǎo)致體積發(fā)生巨大變化。
然而出于多種原因，此方法并不適用于所有產(chǎn)品。進(jìn)入儲(chǔ)罐內(nèi)的空氣可能會(huì)污染產(chǎn)品，尤其是當(dāng)儲(chǔ)罐中存儲(chǔ)的是有機(jī)溶液與碳?xì)湮飼r(shí)，爆炸性氣體/空氣會(huì)在產(chǎn)品上方形成。此外，還有可能發(fā)生不良?xì)怏w與蒸氣的釋放。由于必須避免這些情況，因此需要將儲(chǔ)罐密封。然而，需要將儲(chǔ)罐存放在常壓條件下，從而避免在對(duì)其灌裝或溫度升高時(shí)出現(xiàn)過壓，更為重要的是避免在排放產(chǎn)品時(shí)出現(xiàn)真空。大型儲(chǔ)罐尤其無法承受低壓。

大型化工儲(chǔ)罐氮封裝置工作原理
氮封系統(tǒng)可確保儲(chǔ)罐頂部空間處于惰性空氣保護(hù)與常壓控制之下。實(shí)現(xiàn)這一結(jié)果的方法之一是連續(xù)充入氮?dú)?，這是一種相對(duì)簡單且安全的解決方案。但由于其不斷消耗氮?dú)?，因此操作成本很高?br />較為*做法是基于壓力的氮封工藝。一般來說，此類氮封系統(tǒng)由下列組件構(gòu)成：

•一只在任何時(shí)候需要時(shí)允許惰性氣體進(jìn)入儲(chǔ)罐的氮封閥或調(diào)節(jié)器；
•一只允許頂部空間氣體流出儲(chǔ)罐的泄氮閥、通風(fēng)裝置閥或蒸氣回收閥。
•一只用于防止儲(chǔ)罐出現(xiàn)過壓或真空的安全壓力/真空泄放閥（后者可導(dǎo)致儲(chǔ)罐內(nèi)爆，這種風(fēng)險(xiǎn)會(huì)隨著儲(chǔ)罐尺寸的增大而提高）
•連接管與惰性氣體氣源

大型化工儲(chǔ)罐氮封裝置工作原理設(shè)備選型及維護(hù)的意義：
設(shè)計(jì)或維護(hù)不當(dāng)?shù)牡庀到y(tǒng)有可能導(dǎo)致嚴(yán)重事故發(fā)生。如果說所有的氮封系統(tǒng)均會(huì)出現(xiàn)這樣或那樣的泄漏則并不言過。由于其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，帶有活動(dòng)組件、包裝與密封件的閥門容易發(fā)生故障。出現(xiàn)故障的壓力變送器會(huì)記錄錯(cuò)誤的頂部空間壓力，從而導(dǎo)致氮?dú)庀倪^高。當(dāng)?shù)忾y無法充分打開時(shí)，氮?dú)獾牧魅肓繉?huì)變得過低，從而導(dǎo)致頂部空間壓力下降，進(jìn)而造成儲(chǔ)罐內(nèi)爆或者空氣泄漏至儲(chǔ)罐當(dāng)中。如前所述，這些情況會(huì)對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量產(chǎn)生影響，根據(jù)存儲(chǔ)產(chǎn)品的不同，還會(huì)大大提高發(fā)生爆炸的風(fēng)險(xiǎn)。