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化工有機液體儲罐VOCs氮封閥系統(tǒng)優(yōu)化方案

 油氣回收裝置是我國揮發(fā)性有機液體在裝載和儲存過程中常見的處理設施。近幾年，隨著VOCs整治力度的不斷加強，相關(guān)企業(yè)匆匆上馬油氣回收裝置，工程質(zhì)量堪憂，部分油氣回收裝置甚至只起到一個擺設作用，讓大氣污染防治工作大打折扣。油氣回收裝置的評估與監(jiān)控迫在眉睫！本文摘自一位石化行業(yè)專家的簡述，供大家參考。簡述有機液體儲罐VOCs治理設施收集系統(tǒng)

1.化工有機液體儲罐VOCs氮封閥系統(tǒng)優(yōu)化方案 概述

生態(tài)環(huán)境部在充分調(diào)研。針對于“無組織排放和揮發(fā)性有機物（以下簡稱VOCs）治理設施"提出的舉措是《聚集治污設施“三率"，提升綜合治理效率》。所謂的“三率"指的是VOCs綜合治理效率,即VOCs收集效率 、VOCs治理設施投運率和VOCs治理設施去除率?！叭?當中的VOCs收集效率越來越受到重視。VOCs收集效率低下是各行各業(yè)存在的共性問題，如何提高收集效率是VOCs末端治理環(huán)節(jié)存在的一個難點。

有機液體儲罐是儲存各類有機液體（包括油品和有機化學品）的設備，是各行各業(yè)原料和產(chǎn)品儲存及周轉(zhuǎn)過程中的重要基礎設施，有機液體儲罐VOCs損耗也是無組織排放源的重要組成部分。下面筆者以有機液體儲罐VOCs收集系統(tǒng)為切入點的簡要闡述VOCs收集系統(tǒng)基本情況、存在問題和相關(guān)建議，不到之處請看官指正。ZZVP、ZZCP型自力式微壓、差壓調(diào)節(jié)閥，是一種依靠被調(diào)介質(zhì)自身的壓力變化進行自動調(diào)節(jié)或維持壓力差為恒定值的一種節(jié)能型調(diào)節(jié)閥。

它可應用于工業(yè)燃燒爐系統(tǒng)，控制兩種物料，如煤氣、空氣的流量配比，以達到理想燃燒效果；用于氫冷發(fā)電機組密封油系統(tǒng)，控制密封油與氫氣間壓力差，確?？煽棵芊狻Ｆ涮攸c是設備運行中可進行設定值調(diào)整；無填料，動作靈敏；能檢測出微小的壓力變化。廣泛應用于工業(yè)生產(chǎn)微、差壓壓力的自動控制中。

二、化工有機液體儲罐VOCs氮封閥系統(tǒng)優(yōu)化方案結(jié)構(gòu)與原理

    控制壓力小于或等于100Kpa的調(diào)節(jié)閥稱為自力式微壓力調(diào)節(jié)閥(P3通大氣)， 差壓調(diào)節(jié)閥是微壓調(diào)節(jié)閥的另一種控制方式。由執(zhí)行機構(gòu)、調(diào)節(jié)機構(gòu)、導壓管等組成。差壓調(diào)節(jié)閥工作原理：見原理圖1

原理圖1，作用方式為壓開式，即差壓增大閥開啟（ZZCP-16K）型。流體P1節(jié)流后成P2，經(jīng)導壓管與差壓調(diào)節(jié)閥執(zhí)行機構(gòu)上模室聯(lián)通，P2作用在波紋模片有效面積上產(chǎn)生一個向下的作用力，加上彈簧的初始壓力（向下）作用力； 訊號源壓力P3（恒定值）引入執(zhí)行機構(gòu)下模室，作用在波紋模片有效面積上產(chǎn)生一個向上的作用力。與上模室P2和彈簧的合力（向下）的作用力平衡。P3與P2之間有一個差壓值，這個差壓值就是設定值。若差壓變化，增大或減小，則平衡被破壞，閥門開大或關(guān)小，保住差壓值恒定。若差壓達不到設定值：如，小于設定值，調(diào)整方法如下：打開防塵蓋1；反時針旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)螺釘2，減小彈簧的預壓力，使設定值達到理想要求。反之，則調(diào)節(jié)螺釘?shù)男D(zhuǎn)方向相反。

2. 化工有機液體儲罐VOCs氮封閥系統(tǒng)優(yōu)化方案儲罐罐區(qū)VOCs 密閉收集系統(tǒng)簡述

合理控制儲罐與VOCs收集管道的壓力，對于保證儲罐的本質(zhì)安全、順利收集VOCs具有重要作用。儲罐罐罐頂VOCs收集系統(tǒng)一般采用單罐單控的方式收集，即每臺儲罐設置氮封設施和壓力監(jiān)控設施。通常的設置如下：每臺儲罐單獨設1臺開關(guān)型氮封閥, 壓力范圍一般在200-500pa，即當罐內(nèi)壓力低于200Pa時，氮封閥打開，向罐內(nèi)補充氮氣；當罐內(nèi)壓力達到氮封閥關(guān)閉壓力500Pa時，氮封閥關(guān)閉，氮封閥設限流旁路，一旦氮封閥出現(xiàn)故障時可由旁路臨時供氮。為確保儲罐的安全和氮封工況下儲罐罐壓的控制，每臺儲罐罐頂安裝壓力表并設置壓力變送器，將儲罐壓力傳至中控室。此外，儲存相同介質(zhì)的儲罐之間設一根集氣管, 將每個品種的集氣管分別接入集氣總管, VOCs經(jīng)總管收集后經(jīng)增壓風機（如羅茨風機）增壓后輸送至VOCs治理設施。此外，為檢查儲罐的氮封效果及對VOCs治理設施的安全保護，集氣總管上設在線含氧含量分析儀及補氮調(diào)節(jié)閥支管，當含氧量體積百分數(shù)高至8%（氧含量8%是安全經(jīng)驗值）時自動打開補氮閥補氮，低至3%（體積百分數(shù)）時自動關(guān)閉補氮閥。

從確保儲罐安全運行的角度出發(fā)，每臺儲罐通常設置1-2個全天候防爆阻火式呼吸閥，呼吸閥的定壓取決于物料的性質(zhì)。當罐內(nèi)壓力升高太快（如進料時），來不及通過VOCs收集管道外排,造成超過呼吸閥全開啟壓力時，呼吸閥打開，向罐外排氣；當?shù)忾y失靈不能及時開啟，造成罐內(nèi)壓力降至呼吸閥全關(guān)閉壓力時，呼吸閥打開，向罐內(nèi)補充空氣。每座儲罐罐頂設置緊急泄壓人孔，緊急泄放閥定壓約2kPa。當儲罐遇到事故時，能迅速排放，確保安全；此外，每臺儲罐的集氣管上應設置阻暴轟型阻火器、手動切斷閥和氣動切斷閥，阻火器兩側(cè)設差壓變送器，以便阻火器堵塞后及時處理。氣動切斷閥前設壓力變送器，當罐組內(nèi)任一座儲罐壓力和收集管的壓力高于設定值時，其對應切斷閥打開；當罐組內(nèi)任一座儲罐壓力低和收集管的壓力低于設定值時，其對應切斷閥關(guān)閉。

化工有機液體儲罐VOCs氮封閥系統(tǒng)優(yōu)化方案供氮裝置（氮封閥） 零件材料：

化工有機液體儲罐VOCs氮封閥系統(tǒng)優(yōu)化方案 技術(shù)參數(shù)：

供氮裝置（氮封閥） 規(guī)格尺寸及重量：

三、化工有機液體儲罐VOCs氮封閥系統(tǒng)優(yōu)化方案主要技術(shù)參數(shù)與性能指標                                    

表1 Kv值和性能指標

表2 微、差壓調(diào)節(jié)范圍                                                

表3化工有機液體儲罐VOCs氮封閥系統(tǒng)優(yōu)化方案外形尺寸及重量                                                      單位：mm

3.化工有機液體儲罐VOCs氮封閥系統(tǒng)優(yōu)化方案 罐VOCs收集系統(tǒng)存在的問題及整改建儀

呼吸閥和緊急泄壓閥是有可能在VOCs收集過程中造成泄漏的污染源，其中呼吸閥是需要經(jīng)常動作的設備組件，更有可能導致VOCs的泄漏逸散，因此，呼吸閥的質(zhì)量是影響儲罐VOCs收集效率的重要因素。

呼吸閥的質(zhì)量或安裝等原因?qū)е驴刂凭冉档捅憩F(xiàn)出的現(xiàn)象主要有以3個方面：
1）在罐頂壓力未達到呼吸閥全開啟壓力時，呼吸閥的壓力閥盤打開，導致VOCs不能全部通過密閉收集系統(tǒng)送至后續(xù)處理設施，部分VOCs通過儲罐呼吸閥呼出大氣，造成大氣環(huán)境污染或者是壓力閥盤在上一次的動作后未回座，同樣導致VOCs的逸散；
2）在儲罐進料時，儲罐罐頂壓力升高，存在超過呼吸閥定壓的可能，盡管某些收集系統(tǒng)將氣相收集管線直接連接至呼吸閥出口。但當儲罐設有兩個呼吸閥時，VOCs仍有可能從阻力小的渠道排出，影響收集效率。
3）儲罐罐頂聯(lián)通的密閉氣相管路的壓降或阻力（如收集管線的管徑偏小）也會影響到密閉氣相管路對儲罐呼吸的VOCs傳輸效果，導致VOCs從呼吸閥排出。

某些呼吸閥質(zhì)量加工精度低，密封性能差，導致VOCs大量泄漏，近似敞口排放。對于氮封罐，由于氮封系統(tǒng)的增加，所安裝的緊急泄放孔質(zhì)量不過關(guān)，也會導致大量泄漏。質(zhì)量好的呼吸閥（如德國protégé），其泄漏量在出廠檢驗時的測試壓力為呼吸閥設定開啟壓力的75%時，公稱直徑≤DN150的閥門最大泄漏量不超過0.0017m3/h，公稱直徑在DN150- DN400之間的閥門最大泄漏量不超過0.0045m3/h。而國際標準《石油、石化和天然氣工業(yè)常壓與低壓儲罐的通風》（ISO28300）對應最大允許泄漏量分別為0.04m3/h和0.4m3/h。因此，選用高標準高質(zhì)量的呼吸閥是提高儲罐VOCs收集效率，做到“應收盡收"的重要保證。

化工有機液體儲罐VOCs氮封閥系統(tǒng)優(yōu)化方案簡述油品裝卸過程VOCs收集效率存在的問題及建議

如何提高收集效率是VOCs治理過程中存在的一個難點。這個問題在鐵路油品裝卸環(huán)節(jié)較為突出，大多數(shù)鐵路油品裝卸方式是從頂部裝車。要確保頂部裝車對VOCs的收集,發(fā)油鶴管上裝設的油氣收集罩與油罐車的罐口必須緊密結(jié)合,達到密閉。

由于油罐車的罐體規(guī)格較多,罐口尺寸不統(tǒng)一,鶴管上油氣收集罩的大小與罐車的罐口不對應,不少收集罩與罐口的連接處都有空隙;其次因與鶴管懸臂配套的氣缸壓力不足,在油罐車罐口對油氣收集罩壓聯(lián)力度不夠（即“壓不緊"）,VOCs從收集罩邊緣泄漏。

VOCs收集系統(tǒng)的效率由罐車（或海輪）的密封性；罐車的連接條件或者裝備在油氣收集系統(tǒng)的設備情況、終端油氣收集系統(tǒng)的密封性等決定的。美國環(huán)保署（EPA）要求煉油廠提供裝載交通工具的密封性的確認文件。對于符合汽油裝載要求的裝載棧臺，油罐車上要求有年度壓力和真空認證，檢測方法如聯(lián)邦法規(guī)40 CFR第 60部分中的EPA方法27：《壓力真空測試法測定汽油運輸罐的氣密性檢測》。對于公路裝載和碼頭可以使用LDAR檢測，另外，設備的承壓情況（如，常壓、加壓）、罐頂?shù)臍庀嗫臻g到油氣收集系統(tǒng)的連接方式和控制裝置都是影響因素。EPA還規(guī)定了VOCs收集系統(tǒng)的典型收集效率。

化工有機液體儲罐VOCs氮封閥系統(tǒng)優(yōu)化方案安裝、維護與調(diào)試

1、  安裝（見圖二）

（1）       檢查整機零件是否缺損與松動，對使用有害人體健康的介質(zhì)，必須進行強度、密封、泄漏與精度測試。

（2）       在安裝前，對管道進行清洗（否則由于焊渣等管道垃圾，損壞閥芯密封面，導致閥門不能正常工作），閥門入口處要有足夠的直管段，并配有過濾器。閥體與管道的法蘭連接，要注意同軸度。

（3）       安裝場地應考慮到人員與設備的安全，即便于操作，又有利于拆裝與維修。

（4）       閥門應正立垂直安裝在水平管道上，導壓管必須安裝在距離閥出口至少六倍于公稱通徑的閥后管道上。閥自重較大與有振動的場合，要用支撐架，盡量避免水平安裝。

（5）       介質(zhì)流動方向應與閥體上的箭頭指向一致。因微壓閥屬于精密儀表，其中膜片直接承受介質(zhì)壓力，若閥門反裝或管道有反沖壓力，則膜片由于受壓過高導致膜片損壞，閥門不能工作。閥門應在環(huán)境溫度-25～+55℃場所使用。對溫度高的特殊工況可帶冷凝器。

（6）       為使自控系統(tǒng)失靈或檢修閥門時，仍能連續(xù)生產(chǎn)，應設置旁路閥（見圖二）。

2、 化工有機液體儲罐VOCs氮封閥系統(tǒng)優(yōu)化方案 維護：

（1）       清洗閥門：對清洗一般介質(zhì)，只要用水洗凈就可以。但對清洗有害健康的介質(zhì)，首先要了解其性質(zhì)，在選用相應的清洗辦法。

（2）       閥門的拆卸：將外露表面生銹的零件先除銹，但在除銹前，要保護好閥座、閥芯、閥桿與推桿等精密零件的加工表面。拆裝閥座時應使用專用工具。

（3）       閥芯、閥座：二密封面有較小的銹斑與磨損，可用機械加工的方法進行修理，如損壞嚴重必須換新。但不管修理或更換后的硬密封面，都必須進行研磨。

（4）       閥桿：表面損壞，必須換新。

（5）       壓縮彈簧：如有裂紋等影響強度的缺陷，必須換新。

（6）       易損零件：密封墊片與O型圈，每次檢修時，全部換新。膜片必須檢查是否有可能發(fā)生裂紋、老化與腐蝕等痕跡，根據(jù)檢驗結(jié)果，決定是否更換，但膜片使用期一般最多2～3年。

（7）       閥門組裝要注意對中，螺栓要在對角線上擰緊，滑動部分要加潤滑油。組裝后應按產(chǎn)品出廠測試項目與方法調(diào)試，并在這期間，可更準確地調(diào)整填料壓緊力與閥芯關(guān)閉位置。

3、  化工有機液體儲罐VOCs氮封閥系統(tǒng)優(yōu)化方案調(diào)試

所需要壓力值是對執(zhí)行器頂部的調(diào)節(jié)螺桿或螺母的操作而得到調(diào)整，打開頂部的防塵蓋，用扳手調(diào)整調(diào)節(jié)螺桿或螺母。順時針方向旋轉(zhuǎn)使設定壓力增大，逆時針旋轉(zhuǎn)則使設定壓力減小。安裝在微、差壓調(diào)節(jié)閥后的壓力表，可使工作人員借以觀察調(diào)整后的壓力設定值。

4、 化工有機液體儲罐VOCs氮封閥系統(tǒng)優(yōu)化方案注意事項

1）  嚴禁調(diào)壓閥安裝后再進行焊接。

2）  調(diào)壓閥投入運行前特別注意沖刷、清洗管道，防止焊渣、污物、卡在節(jié)流口，破壞密封面。造成使用前密封面先損壞，調(diào)壓閥失效的現(xiàn)象。

3）  沖洗管道時應使調(diào)壓閥處于全開位置，便于污物、硬渣通過。

4. 化工有機液體儲罐VOCs氮封閥系統(tǒng)優(yōu)化方案小結(jié)

據(jù)了解,目前由于VOCs治理在我國存在著巨大的潛在市場,而在此領(lǐng)域開展服務的設備制造商水平良莠不齊，令業(yè)主在選擇技術(shù)和裝備時面臨不同程度的風險。國家尚未配套出臺VOCs治理設施綜合評價體系的指導文件，而VOCs收集效率只是綜合評價體系的一個組成部分，除此之外，VOCs技術(shù)的適用范圍、治理設施的去除率、運行率、副產(chǎn)物、初始投資、運維費用、環(huán)境安全等均是需要考慮的因素。因此，竊以為亟需建立VOCs治理效果評估評價體系，引導VOCs治理市場良性發(fā)展、指導企業(yè)因地制宜開展VOCs治理。