一、化工儲運罐區氮封閥系統設計規范工作原理

氮封閥是一種自動調節閥，其工作原理基于氮氣壓力與設備內部壓力之間的差異。當設備內部壓力下降時，氮封閥會自動打開，向設備內部充入氮氣；當設備內部壓力升高時，氮封閥會自動關閉，停止氮氣的充入。通過這種方式，氮封閥能夠確保設備內部的氮氣壓力穩定在設定值，從而有效保護物料。全不銹鋼氮封閥主要用于儲罐頂部氮氣壓力恒定控制，以保護罐內物料不被氮化及儲罐安全。氮封閥(氮封裝置)由ZZDQ快速泄放閥及ZZV自力式微壓調節閥兩大部分組成。快速泄放閥由壓力控制器及ZMQ-16K型單座切斷閥組成。

氮封裝置被廣泛應用于儲罐的頂部，其核心作用是維持儲罐的微正壓狀態，從而有效隔離罐內物料與外界環境的接觸。這一設計不僅減少了物料的揮發和浪費，還有助于保護儲罐的安全。在儲罐上安裝氮封系統后，系統會持續監控罐內氣相空間的壓力，并維持在0.2-0.5kPa的范圍內。

一旦氣相空間壓力超過0.5kPa，氮封閥會自動關閉，停止氮氣的供應；而當氣相空間壓力降至0.2kPa以下時，氮封閥則會開啟，補充氮氣，確保儲罐在運行過程中不會吸入空氣，進而防止形成可能引發爆炸的氣體。

此外，儲罐氮封系統所使用的氮氣純度應不低于99.96%，且氮氣壓力宜控制在0.5~0.6 MPa范圍內。

02化工儲運罐區氮封閥系統設計規范儲罐氮封的設置要求

在設置儲罐氮封時，是否配備氮封設施及氮封閥需遵循相關規范。

這些規定旨在確保儲罐的安全、穩定運行，以及減少物料的揮發和浪費。通過合理配置氮封系統，可以有效隔離罐內物料與外界環境，從而防止形成可能引發爆炸的氣體。同時，系統持續監控儲罐氣相空間的壓力，確保其維持在安全范圍內，進一步保障儲罐的安全。

根據SH/T3007《石油化工儲運系統罐區設計規范》的相關條款，對于其他甲B、乙A類液體化工品，若存在特殊儲存需求，可以選擇固定頂儲罐、低壓儲罐或容量不超過100m3的臥式儲罐。但必須采取以下措施之一：一是設置氮氣或其他惰性氣體密封保護系統，以密閉方式收集和處理罐內排出的氣體；二是控制儲存溫度低于閃點5℃及以下。此外，該規范還明確規定，儲存Ⅰ、Ⅱ級毒性的甲B、乙A類液體儲罐的容量不應超過10000m3，并應配備氮氣或其他惰性氣體密封保護系統。

根據《石油化工儲運罐區VOCs治理項目指導意見》的要求，甲B、乙A類中間原料儲罐、芳烴類儲罐、輕污油儲罐、酸性水罐以及排放氣中含有較高濃度油氣和硫化物等需治理的儲罐，都應設置氮氣密封系統。

此外，在防止儲罐揮發性有毒或可燃氣體外泄、防止儲罐內物料與氧氣接觸發生氧化或化學反應等場合，也需要設置儲罐氮封系統。

二、化工儲運罐區氮封閥系統設計規范結構組成

氮封閥  工作原理

當儲罐進液閥開啟，向罐內添加物料時，液面上升，氣相部分容積減小，壓力升高，當罐內壓力升至高于泄氮裝置壓力設定值時，泄氮裝置打開，向外界釋放氮氣，使罐內壓力下降，降至泄氮裝置壓力設定點時，泄氮裝置自動關閉。
當儲罐出液閥開啟，用戶放料時，液面下降，氣相部分容積增大，罐內壓力降低，供氮裝置開啟，向儲罐注入氮氣，使罐內壓力上升，當罐內壓力上升至供氮裝置自動關閉。

供氮裝置  工作原理

供氮裝置結構如右圖所示，將設在罐頂的取壓點的介質經導壓管引入檢測機構(7)、介質在檢測元件上產生一個作用力與彈簧(8)、預緊力相平衡。當罐內壓力降低至低于供氮裝置壓力設定點時，平衡被破壞，使指揮器閥芯(6)打開，從而使閥前氣體經減壓閥(5)、節流閥(4)、進入主閥執行機構(3)上、下膜室，打主開閥閥芯(2)、向罐內充注氮氣；當罐內壓力升至供氮裝置壓力設定點時，由于預設彈簧力，關閉指揮器閥芯(6)又由于主閥執行機構中彈簧作用，關閉主閥，停止供氮。

泄氮裝置  工作原理

泄氮裝置結構如右圖所示，該裝置采用內反饋結構，介質直接經閥蓋進入檢測機構(2)，介質在檢測元件上產生一個作用力與預設彈簧(3)預緊力相平衡。當罐內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(1)上移，打開閥門，向外界泄放氮氣；當罐內壓力降至泄氮裝置壓力設定點時，由于預設彈簧力作用，關閉閥門。

氮封閥通常由以下部件組成：

• 控制閥門：用于控制氮氣的進出。

• 執行器：根據控制信號驅動閥門的開啟和關閉。

• 壓力彈簧：提供閥門關閉時所需的預緊力。

• 指揮器：感知設備內部的壓力變化，并產生相應的控制信號。

• 脈沖管：傳遞指揮器產生的控制信號到執行器。

• 

三、化工儲運罐區氮封閥系統設計規范特點與優勢

1. 節能：氮封閥利用被調介質自身的能量為動力源，無需外加能源，降低了能耗。

2. 動作靈敏：能夠迅速響應設備內部的壓力變化，確保氮氣壓力的穩定性。

3. 運行可靠：采用高品質的材料和的制造技術，確保閥門的長期穩定運行。

4. 操作與維修方便：結構簡單，易于操作和維修。

四、化工儲運罐區氮封閥系統設計規范應用領域

氮封閥廣泛應用于以下領域：

• 石油化工：用于儲罐、反應釜等設備的氮氣保護，防止物料受到氧化、污染和潮濕等不良影響。

• 食品飲料：用于包裝、灌裝、貯存、輸送等環節的氮氣密封，確保食品的衛生安全和質量穩定。

• 制藥：用于確保藥品生產過程中的無菌環境，防止空氣中的微生物和雜質進入生產環境。

• 高科技領域：如半導體制造、光學薄膜制備等，對氣體的純度和潔凈度要求，氮封閥能夠有效防止氣體污染。

化工儲運罐區氮封閥系統設計規范說明

氮封閥一般供氮氣壓力在3×10^5-10×10^5Pa之間
罐頂呼吸閥僅起安全作用，是在主閥失靈，導致罐內壓力過高或過低時，起到安全作用，在正常情況下不工作
泄氮閥安裝在罐頂，口徑一般與進液閥口徑一致
一般泄氮閥的壓力設定點略大于供氮閥的壓力設定點，以免供、泄氮裝置頻繁工作，浪費氮氣、影響設備的使用壽命
若用戶工況與造型手冊有異，望來電與本廠技術開發部聯系，協商解決

03化工儲運罐區氮封閥系統設計規范儲罐氮封工藝流程

? 正常情況下的氮封

在每臺儲罐上配備先導式氮封閥組和限流孔板旁路。在正常情況下，通過氮封閥組維持罐內氣相空間的壓力在0.2至0.5kPa的范圍內。當氣相空間壓力超過0.5kPa時，氮封閥會自動關閉，停止氮氣供應；而當壓力降至0.2kPa以下時，氮封閥會開啟，補充氮氣。若氮封閥需要檢修或出現故障，則可通過限流孔板旁路向儲罐內補充氮氣。當罐內壓力超過1.5kPa時，通過帶阻火器的呼吸閥將多余氣體排出（短期連續補充氮氣）。

? 使用呼吸閥的安全排放

在氮封閥出現故障無法及時關閉，導致罐內壓力超過1.5kPa的情況下，呼吸閥會啟動，通過帶阻火器的裝置將多余氣體排出罐外。同樣地，若氮封閥因故障無法及時開啟，使罐內壓力降至-0.3kPa以下，呼吸閥同樣會動作，通過帶阻火器的裝置向罐內補充空氣，從而確保罐內壓力不低于設計壓力低限-0.5kPa。

? 旁路補充氮氣操作

為了保障氮封儲罐在事故情況下的安全排放，必須在儲罐上配備緊急泄放閥，并且其定壓值不得超過儲罐的設計壓力上限，即2.0kPa。

在需要補充氮氣時，應通過限流孔板旁路進行，并確保流量與油品出罐流量相當。氮氣管道的規格為DN50mm，且操作壓力維持在0.5MPa。

? 阻火器的使用要求

若儲罐間通過氣相連通管道相連，則每臺儲罐的氣相出口管道都必須安裝阻火器，以遏制事故的進一步發展。所選用的阻火器必須滿足安全性能要求，且其阻力降不得超過0.3kPa。

? 不同氮封方式的示例

圖-1展示了一種簡易的固定頂罐氮封方式。在此設計中，需合理設定氮封閥與呼吸閥的參數。氮封閥的設定值應位于呼吸閥的呼氣與吸氣設定值之間，而呼吸閥的設定值大小則直接關系到氮氣的消耗量。

對于常壓罐或容器，另一種氮封方式如圖-2所示，它通過精確控制進口（氮氣進入）和出口（氣相放空）的壓力來實現氮封效果。在罐內，始終維持著一定的壓力，且該壓力不會超過10KPa（表壓）。

化工儲運罐區氮封閥系統設計規范產品特點

1、無需外加能源，能在無電、無氣的場合工作，既方便又節約能源，降低成本。

2、氮封裝置供氮，泄氮壓力設定方便，可在連續經營的條件下進行。

3、壓力檢測膜片有效面積大，設定彈簧剛度小、動作靈敏、裝置工作平衡。

4、采用無填料設計，閥桿所受磨擦力小、反應迅速、控制精度高。

5、供氮裝置采用指揮器操作，減壓比可達100:1，減壓效果好、控制精度高。

6、為確保儲罐的安全，需在罐頂設置呼吸閥。

7、呼吸閥公起安全作用，避免了常規氮封裝置中啟閉頻繁易損壞的缺陷。

化工儲運罐區氮封閥系統設計規范主要零件材質

1、主閥；2、主閥閥芯；3、主閥執行機構；4、節流閥；5、減壓閥；6、指揮器閥芯；7、檢測機構；8、預設彈簧；9、指揮器。

化工儲運罐區氮封閥系統設計規范技術參數

化工儲運罐區氮封閥系統設計規范主要外形尺寸

氮封閥是一種高精度的KP級別的用于保持氮氣壓力在一個設定值的自力式調節閥，無需外加能源，利用被調介質自身能量為動力源，自動控制閥門介質流量，使閥后壓力保持恒定的壓力穩定裝置。現已廣泛用于連續送氣的天然氣采輸，城市煤氣以及冶金、石油、化工等工業生產部門。

目前，進口氮封閥的常見品牌是，它的特點：控制精度高，可比一般ZZY型直接操作型調壓閥高一倍左右。

　　調節壓差比大（如閥前0.8MPa,閥后0.001MPa）特別適合微壓氣體控制。

　　壓力設定在指揮器上實現，因而方便、快捷、省力省時可在運行狀態下連續設定。。

二、呼吸閥

呼吸閥是指裝于儲罐頂部，用于呼氣和吸氣，保證儲罐安全的的閥門。以得到廣泛應用的美國威盾VTON品牌的呼吸閥為例，保持呼吸閥是維護儲罐氣壓平衡，減少介質揮發的安全節能產品，呼吸閥充分利用儲罐本身的承壓能力來減少介質排放，其原理是利用正負壓閥盤的重量來控制儲罐的排氣正壓和吸氣負壓；當往罐外抽出介質，使罐內上部氣體空間的壓力下降，達到呼吸閥的操作負壓時，罐外的大氣將頂開呼吸閥的負壓閥盤頂開，使外界氣體進入罐內，使罐內的壓力不再繼續下降，讓罐內與罐外的氣壓平衡，來保護儲罐的安全裝置。

三、二者的區別

一般大中型儲罐常壓儲罐都需要氮封，目的有二：一是保證儲罐內的壓力始終維持在一定壓力。呼吸閥從字面就可以理解，即可以向外呼氣又可以向里吸氣。當罐內的壓力低于要求值時，沖氮增加壓力；當罐內壓力高時，呼吸閥會自動排除氮氣。第二個目的就是氮氣可以隔絕空氣和罐內的介質，以防止介質被氧化等導致產品不合格或發生意外。

氮封閥主要用于儲罐頂部氮氣壓力恒定控制，以保護罐內物料不被氮化及儲罐安全。當儲罐往外出料時，儲罐內壓力降低，氮封閥打開往里補充氮氣，呼吸閥的作用是保證儲罐安全的，儲罐內壓力過高，呼吸閥可以往外呼，如果氮封閥出現故障，儲罐內壓力過低時，呼吸閥會工作往儲罐內吸入空氣，保證儲罐不被吸扁。為了保證氮封裝置內部的氣體不直接跟空氣接觸,防止物料的揮發,氮封閥不僅可以保證氣體的壓力恒定,還可以防止物料的揮發,來保證容器的安全.接著就是呼吸閥的數值調整,在上述數值調整中,為了避免呼吸閥的啟動,要讓呼吸閥的設定值大于泄壓閥的設定值.無動力風機代理表示,在氮封裝置的使用過程中,也會利用壓力閥來控制壓力閥芯的位置,改變閥門內部的流量介質.

氮封閥是一種重要的工業設備，主要用于控制高純度氣體（如氮氣）的流量，以保持容器頂部保護氣體的壓力恒定，防止容器內物料與空氣直接接觸，從而防止物料揮發、被氧化，確保容器的安全。以下是關于進口化工儲運罐區氮封閥系統設計規范氮封閥的詳細介紹：

五、化工儲運罐區氮封閥系統設計規范使用注意事項

1. 安裝前檢查：在安裝進口氮封閥之前，需要檢查其外觀是否完好，規格型號是否符合使用要求。

2. 合理安裝位置：應安裝在設備的合適位置，方便操作和維護，同時考慮氮氣管道的布局和連接方式。

3. 規范操作：按照操作規程進行操作，避免誤操作或不當操作導致設備損壞或安全事故的發生。

4. 定期檢查維護：定期對氮封閥進行檢查和維護，確保其正常運行和延長使用壽命。檢查內容包括密封性能、調節精度、安全保護裝置等。