化工储罐氮封阀故障解决办法
时间：2023-12-02 阅读：591
化工储罐氮封阀故障解决办法
在炼油或石油化工厂中，存放着各种油品或石化产品。储罐大都建造在室外，为使这些油品或产品不与空气中的氧气接触，常采用罐顶充氮气法，使之与外界隔绝。氮封阀的作用就是要当储罐液面下降压力降低时，向罐内补充氮气，当储罐液面上升压力增加时，停止补充氮气，同时被压缩的氮气从呼吸阀适量排出，从而始终保持罐内的氮气压力微量正压（压力一般在400~1000Pa之间）。只有这样才能做到既隔绝空气，又保证储罐不变形。
在储罐上设氮封阀，维持罐内气相空间压力在工艺要求范围（以JVOCs项目为例，如0.2-0.5KPa）左右，当气相空间压力高于设定值（如0.4KPa）时，氮封阀关闭，停止氮气供应；当气相空间压力低于设定值（如0.4KPa）时，氮封阀开启，开始补充氮气。储罐氮封系统使用的氮气纯度不宜低于99.96%，氮气压力宜为0.5-0.7MPa。
氮封阀主要用于储罐顶部，维持储罐的微正压，隔离物料与外界接触，减少物料的挥发和浪费，保护储罐安全。化工储罐氮封阀故障解决办法是否要设氮封设施和氮封阀可参考如下规定：
1.SH/T3007《石油化工储运系统罐区设计规范》其他甲B、乙A类液体化工品有特殊储存需要时，可以选用固定顶储罐、低压储罐和容量小于或等于100m3的卧式储罐，但应采取下列措施之一：
①设置氮气或其他惰性气体密封保护系统，密闭收集处理罐内排出的气体；
②设置氮气或其他惰性气体密封保护系统，控制储存温度低于闪点5℃及以下。
储存I、工级毒性的甲B、乙A类液体储罐不应大于10000m3，且应设置氮气或其他惰性气体密封保护系统。
2.《石油化工储运罐区VOCs治理项目指导意见》规定：甲B、乙A类中间原料储罐、芳烃类储罐、轻污油储罐、酸性水罐、排放气中含有较高浓度油气和硫化物等需对排放气体进行收集治理的储罐应设置氮气密封系统。
3.其他为防止储罐挥发性有毒或可燃气体泄放到罐外危害安全或防止储罐内物料与氧接触氧化或发生化学反应等场合。
2 化工储罐氮封阀故障解决办法的工作原理
当氮封阀关闭时，主阀的活塞是在一个密封室内，当储罐压力等于或大于设定的压力时，膜片就被向上顶起，气导阀在弹簧的作用下向上移动，把气导阀上的密封圈紧紧压在阀座上，关闭了控制气的进口，同时特殊阀芯室的压力增加并接近氮气总管的压力，此压力通过内部通道，从特殊阀芯室传到主阀阀芯室。主阀的活塞就处于氮气总管压力的作用，由于主阀阀芯上、下所受气体压力平衡，所以主阀阀芯在自重和弹簧的作用下将阀门紧密关死。
如图2所示，氮封阀打开时，当储罐压力稍微低于设定压力时，膜片因为感应压力下降而向下移动，推动气导阀打开，氮气经过孔板、气导阀的出口进入储罐，使储罐内的压力增加，同时气导阀的特殊阀芯室的压力下降，氮气通过内部通道从特殊阀芯室进入主阀阀芯室。由于主阀阀芯的活塞面积大于主阀阀座孔面积，并有弹簧的弹力和主阀的重量，所以当储罐压力稍微低于设定点时，特殊阀芯室和主阀阀芯室的压力降低很小，主阀仍然保持关闭，氮气只从气导阀进入储罐。
P1S1=P2S2 + F + G
式中：P1- 主阀入口压力；P2- 主阀阀芯室压力；S1- 主阀阀座孔面积；S2- 主阀阀芯活塞面积；F- 弹簧弹力；G- 主阀重量。
当储罐压力下降较大时，由于流过气导阀的氮气量增加，主阀阀芯室压力继续下降，当P1=P2?S2/S1+ F/S1+ G/S1时，主阀打开，氦气大量流人储罐，压力迅速升高。在诊断压力口，安装诊断压力表，测量主阀阀芯室压力，然后将该压力同氮气总管压力比较，便可知气导阀和主阀的运行情况。
化工储罐氮封阀故障解决办法性能特点
1、无需外加能源，能在无电、无气的场合工作，既方便又节约能源，降低成本。
2、氮封装置供氮，泄氮压力设定方便，可在连续经营的条件下进行。
3、压力检测膜片有效面积大，设定弹簧刚度小、动作灵敏、装置工作平衡。
4、采用无填料设计，阀杆所受磨擦力小、反应迅速、控制精度高。
5、供氮装置采用指挥器操作，减压比可达100:1，减压效果好、控制精度高。
6、氮气压力设定范围广，低至0.5Kpa高至1000Kpa，比值达高；
7、调节调压力检测膜片有效面积大，设定弹簧刚度小，动作极灵敏。
化工储罐氮封阀故障解决办法主要技术参数
| 公称通径(mm) | 20 | 25 | 40 | 50 | 80 | 100 | 150 | |||||
| 阀座直径(mm) | 6 | 15 | 20 | 25 | 32 | 40 | 50 | 65 | 80 | 100 | 125 | 150 |
| 额定流量系数Kv | 3.2 | 5 | 8 | 10 | 20 | 32 | 50 | 80 | 100 | 160 | 250 | 400 |
| 压力调节范围 | 0.5～70 20～120 60～400 300～700 500～1000 KPa | |||||||||||
| 公称压力PN | 1.0、1.6 MPa | |||||||||||
| 被调介质温度 | 80、200 ℃ | |||||||||||
| 流量特性 | 快开型 | |||||||||||
| 调节精度 | ≤5% | |||||||||||
| 允许压降(MPa) | 1.6 | 1.6 | 1.1 | 0.6 | 0.4 | |||||||
| 薄膜有效面积(C㎡) | 200 | 280 | 400 | |||||||||
| 允许泄漏量 | 符合ANSIB16.104—1976 IV级 | |||||||||||
| 阀盖形式 | 标准型 (整体式) | |||||||||||
| 压盖型式 | 螺栓压紧式 | |||||||||||
| 密封填料 | V型聚四氟乙烯填料、含浸聚四氟乙烯石棉填料、石棉纺织填料、石墨填料 | |||||||||||
| 阀芯形式 | 单座型阀芯 | |||||||||||
| 流量特性 | 直线性 | |||||||||||
化工储罐氮封阀故障解决办法主要外形尺寸
| 公称通径(DN) | 20 | 25 | 32 | 40 | 50 | 65 | 80 | 100 | 125 | 150 |
| L | 150 | 160 | 180 | 200 | 230 | 290 | 310 | 350 | 400 | 480 |
| H | 52.5 | 57.5 | 75 | 75 | 85.5 | 92.5 | 100 | 110 | 142.5 | 158 |
| H1 | 330 | 330 | 350 | 350 | 360 | 430 | 440 | 450 | 520 | 650 |
| A | 310 | 400 | ||||||||
3 化工储罐氮封阀故障解决办法故障分析及处理
（1）某大芳烃装置开车初期，发现24台氮封阀工作都不正常。拆阀检查，发现氮封阀的气导阀、主阀和两个阀芯室内壁等沾了一层厚厚的污垢，经过擦拭，涂润滑脂后能正常使用。在阀座处还发现了一些焊渣导致开车后管道内的铁锈、残存的杂物等被氮气吹到了氮封阀内，使主阀不能回到阀座上。
（2）导压管堵塞。如果导压管堵塞，氮封阀没有反馈信号，也会造成氮气不停地向罐内补充，按照如图3所示的步骤检查是否属于此类原因。
（3）弹簧弹力变小。如果气导阀、主阀和两个阀芯室不脏，而且导压管也未堵塞，应检查气导阀下面小弹簧的弹力，若弹力减小，会使氮封阀不停地补气。可以将弹簧拉长，增加其弹力。
（4）密封圈损坏。气导阀在工作过程中动作较频繁。使密封圈经常受到阀座的冲击，导致密封圈磨损或断裂，起不到密封作用，更换密封圈即可。
（5）控制气入口与气导阀出口装反。这属于产品质量问题。结合氮封阀的工作原理图，即可作出判断。