一、化工醫(yī)藥儲罐全不銹鋼氮封系統(tǒng)的具體設(shè)置要求氮封裝置的應用目的

氮封裝置主要用于儲罐頂部，通過注入氮氣來實現(xiàn)儲罐內(nèi)部氣相空間維持在一個惰性氣體密封的環(huán)境，隔絕空氣或氧氣的進入。這可以使儲罐內(nèi)部的氣相組分始終處在爆炸下限之下或者維持一個非爆炸性的氣體混合物，從而減少物料的揮發(fā)和浪費，保護儲罐安全，并實現(xiàn)本質(zhì)防爆的目的。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(nèi)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(diào)節(jié)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。

二、化工醫(yī)藥儲罐全不銹鋼氮封系統(tǒng)的具體設(shè)置要求需要設(shè)置氮封的儲罐類型

根據(jù)多項相關(guān)標準，以下類型的儲罐通常需要設(shè)置氮封系統(tǒng)：

1.?甲B、乙A類液體儲罐?

• 根據(jù)《石油化工儲運系統(tǒng)罐區(qū)設(shè)計規(guī)范》（SH/T3007），其他甲B、乙A類液體化工品有特殊儲存需要時，可以選用固定頂儲罐、低壓儲罐和容量小于或等于100m3的臥式儲罐，但應設(shè)置氮氣或其他惰性氣體密封保護系統(tǒng)。儲存Ⅰ、Ⅱ級毒性的甲B、乙A類液體儲罐不應大于10000m3，且應設(shè)置氮氣或其他惰性氣體密封保護系統(tǒng)。

• 根據(jù)《石油化工儲運罐區(qū)VOCs治理項目指導意見》，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、排放氣中含有較高濃度油氣和硫化物等需對排放氣體進行收集治理的儲罐應設(shè)置氮氣密封系統(tǒng)。

• 根據(jù)《精細化工企業(yè)工程設(shè)計防火標準》（GB 51283-2020），單罐容積不小于100m3的甲B、乙A液體當采用固定頂罐或低壓罐儲罐時，應采用氮氣或惰性氣體密封。

• 根據(jù)《石油庫設(shè)計規(guī)范》（GB50074-2014），儲存沸點低于45℃或37.8℃的飽和蒸氣壓大于88kpa的甲B類液體，選用低溫常壓儲罐時（無論是內(nèi)浮頂還是固定頂）應設(shè)置氮氣密封保護系統(tǒng)；儲存沸點不低于45℃或37.8℃的飽和蒸氣壓不大于88KPA的甲B、乙A類液體，當出于特殊儲存的需要，采用容量小于或等于10000m3的固定頂儲罐、低壓儲罐或容量不大于100m3的臥式儲罐，應設(shè)置氮氣密封保護系統(tǒng)。
  

2.?其他特殊儲罐?

根據(jù)《石油化工企業(yè)設(shè)計防火標準》（GB 50160-2018），儲存甲B、乙A類的液體，當單罐容積小于或等于5000m3的內(nèi)浮頂儲罐采用易熔材料制作的浮盤時，應設(shè)置氮氣保護等安全措施。儲存溫度超過120℃的重油固定頂罐應設(shè)置氮氣保護。

從以上可知對儲罐設(shè)置氮封的強制性要求中，精細規(guī)的要求是，油庫規(guī)的要求次之，石化規(guī)的要求是最寬松的（只有采用內(nèi)浮頂儲罐且容量不大于5000m3且同時采用了易熔材料的浮盤，三個限定條件同時滿足才需要加氮封）。

三、化工醫(yī)藥儲罐全不銹鋼氮封系統(tǒng)的具體設(shè)置要求氮封系統(tǒng)的具體設(shè)置要求

1.?氮氣源及氮氣濃度?：氮氣供應通常采用制氮機、液氮儲罐或氮氣瓶等。氮封系統(tǒng)使用的氮氣純度不宜低于99.96%，氮氣壓力宜為0.5~0.6MPa。雖然相關(guān)標準中未找到關(guān)于氮封系統(tǒng)氮氣濃度的具體參數(shù)要求，但理論上可以根據(jù)各種可燃氣體介質(zhì)的極限氧濃度來選擇氮封的濃度值。實際生產(chǎn)中通常采用99.2%濃度以上的氮氣源。

2.?氮封閥組設(shè)置?：在每臺儲罐上應設(shè)置先導式氮封閥組和限流孔板旁路。正常情況下，使用氮封閥組維持罐內(nèi)氣相空間壓力在0.2~0.5kPa。當氣相空間壓力高于0.5kPa時，氮封閥關(guān)閉，停止氮氣供應；當氣相空間壓力低于0.2kPa時，氮封閥開啟，開始補充氮氣。當?shù)忾y需要檢修或出現(xiàn)故障時，可使用限流孔板旁路給儲罐內(nèi)補充氮氣。

3.?呼吸閥與緊急泄放閥?：呼吸閥和緊急泄放閥在氮封系統(tǒng)中起到安全作用。當罐內(nèi)壓力超過設(shè)定值時，呼吸閥或緊急泄放閥會開啟，以避免儲罐超壓。緊急泄放閥的定壓不應高于儲罐的設(shè)計壓力上限。

4.?阻火器設(shè)置?：若在相同油品儲罐之間設(shè)置有氣相連通管道，每臺儲罐氣相出口管道均應設(shè)置阻火器，以防止事故擴大。阻火器應選用安全性能滿足要求的產(chǎn)品，且阻力降不應大于0.3kPa。

5.?氮封管線布置?：氮氣管線的入罐位置應遠離呼吸閥并伸入罐內(nèi)約200mm。氮封閥應安裝在盡量靠近罐頂入口的氮氣管線上，外取壓管線的取源點宜設(shè)在罐頂，以便檢測罐內(nèi)的真實壓力。

四、化工醫(yī)藥儲罐全不銹鋼氮封系統(tǒng)的具體設(shè)置要求氮封設(shè)置及工作原理

1.常見氮封設(shè)置方式一

該氮封系統(tǒng)主要由供氮閥、 泄氮閥、呼吸閥組成。

當儲罐進液閥開啟，向罐內(nèi)添加物料時，液面上升，氣相部分容積減小，壓力升高，當罐內(nèi)壓力升至高于泄氮閥開啟壓力設(shè)定值時，泄氮閥打開，向外界釋放氮氣，使罐內(nèi)壓力下降，降至泄氮閥關(guān)閉壓力設(shè)定點時，自動關(guān)閉。

當儲罐出液閥開啟，開始放料時，液面下降，氣相部分容積增大，罐內(nèi)壓力降低，供氮閥開啟，向儲罐內(nèi)注入氮氣，使罐內(nèi)壓力上升，升至供氮閥壓力設(shè)定點，自動關(guān)閉。

注意：氮封系統(tǒng)氮氣入口管線應設(shè)置止回閥，且應設(shè)置就地壓力表。

2.常見氮封設(shè)置方式二

該氮封系統(tǒng)主要由供氮閥、 單呼閥、呼吸閥組成。（與方式一相比，將泄氮閥更換為單呼閥）

當儲罐進液閥開啟，向罐內(nèi)添加物料時，液面上升，氣相部分容積減小，壓力升高，當罐內(nèi)壓力升至高于單呼閥壓力設(shè)定值時，單呼閥打開，向外界釋放氮氣，使罐內(nèi)壓力下降，降至單呼閥壓力設(shè)定點時，自動關(guān)閉。

當儲罐出液閥開啟，開始放料時，液面下降，氣相部分容積增大，罐內(nèi)壓力降低，供氮閥開啟，向儲罐內(nèi)注入氮氣，使罐內(nèi)壓力上升，升至供氮閥壓力設(shè)定點，自動關(guān)閉。

呼吸閥、緊急泄放閥或泄壓人孔僅在事故工況（如氮封閥失效、泄氮封失效、火災工況等）啟動，避免儲罐運行時呼吸閥頻繁動作，減少呼吸閥故障率。

3.氮封管線布置

氮氣管線的入罐位置應遠離呼吸閥并伸入罐內(nèi)約200mm。《管道儀表流程圖設(shè)計規(guī)定》(HG 20559-1993)第6.0.3.4條款。

氮封閥應安裝在盡量靠近罐頂入口的氮氣管線上，外取壓管線的取源點宜設(shè)在罐頂，以便檢測罐內(nèi)的真實壓力。《石油化工罐區(qū)自動化系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》(SH/T3184-2017)第5.4.5.3條款。

4.氮封系統(tǒng)的壓力設(shè)定

采用氮封的常壓可燃液體儲罐，其操作壓力宜為0.2kpa-0.5kpa；其他設(shè)置有呼吸閥的儲罐，其操作壓力宜為1Kpa～1.5KPa。

（如：供氮閥開啟壓力宜設(shè)為0.2kpa，關(guān)閉壓力宜設(shè)為0.5kpa。當罐內(nèi)壓力低于0.2kap時，供氮閥開啟向罐內(nèi)充氮；當罐內(nèi)壓力達到0.5kap時，供氮閥關(guān)閉停止充氮）

注意：對于設(shè)置有泡沫滅火系統(tǒng)的儲罐，還應考慮泡沫系統(tǒng)密封玻璃的耐壓性能，避免氮封壓力過高沖破玻璃。

5.氮封系統(tǒng)的氮氣供氣量計算

根據(jù)《氣封的設(shè)置》HG/T 20570.16-95：

2.0.1.1 儲罐氣封裝置的供氣量應大于或等于由于泵抽出儲罐內(nèi)儲存的液體所需的補充氣量與由于外界氣溫變化而產(chǎn)生的儲罐內(nèi)氣體冷凝和收縮所需補充的氣量之和。

泵抽出儲罐內(nèi)儲存的液體所需補充的氣量等于泵的輸出能力。

儲罐內(nèi)氣體冷凝和收縮所需補充的氣量參考HG/T 20570.16表2.0.1。

兩者所需氣量相加,即得氮封裝置所需供氣量。

化工醫(yī)藥儲罐全不銹鋼氮封系統(tǒng)的具體設(shè)置要求氮封系統(tǒng)現(xiàn)場常見問題隱患

隱患1描述：儲罐氮封系統(tǒng)氮氣入口管線未設(shè)置止回閥；氮封閥閥前手閥處于關(guān)閉狀態(tài)，前后手閥未管控。

管控措施：1.氮氣入口管線應設(shè)置止回閥，防止罐內(nèi)氣體在異常工況下倒串進入公共氮氣系統(tǒng)；2.氮封閥前后手閥應保持常開狀態(tài)，并進行管控，確保氮封正常投用。

隱患2描述：甲類罐區(qū)甲醇儲罐V1113遠傳氣相壓為-0.31KPa。經(jīng)確認此時該儲罐無出料操作，氮封未正常投用。

管控措施：加強儲罐氮封系統(tǒng)管理，定期檢查儲罐氮封系統(tǒng)，設(shè)定高、低壓報警功能，及時檢測壓力變化情況確保氮封系統(tǒng)完好在用。

隱患3描述：乙醇中間罐氮封閥及取壓管設(shè)置在罐底氮氣管道上。（此時氮封閥取壓點與中間儲的真實壓力可能存在偏差，如果儲罐內(nèi)乙醇快速進出儲罐導致壓力驟變，氮封系統(tǒng)不能及時作出反應，無法及時調(diào)整氮氣的補充，無法有效維持儲罐內(nèi)的壓力穩(wěn)定，會出現(xiàn)呼吸閥頻繁動作的風險；氮封閥裝在罐底，還要考慮閥后凝液的排放問題）。

管控措施：氮封閥應安裝在盡量靠近罐頂入口的氮氣管線上，外取壓管線的取源點宜設(shè)在罐頂，以便檢測罐內(nèi)的真實壓力。

隱患4描述：某甲醇儲罐氮封系統(tǒng)未設(shè)置氮封閥，使用手閥控制。（氮封系統(tǒng)使用手閥控制，手閥常開，儲罐內(nèi)持續(xù)通入氮氣，呼吸閥處于常開狀態(tài)，造成大量的氮氣浪費;另外，若手閥開度過大，儲罐氣相壓力升高,當呼吸閥泄放量不能滿足要求時，儲罐存在超壓風險）。

管控措施：儲罐應設(shè)置氮封閥，氮封閥應安裝在盡量靠近罐頂入口的氮氣管線上。 

隱患5描述：某甲醇儲槽罐頂設(shè)置了1臺壓力變送器(量程范圍為0-2.5kPa)、1臺現(xiàn)場就地壓力表(量程為0-1MPa)，均未考慮負壓工況且壓力表量程范圍過大，量程選型錯誤。

管控措施：儲罐就地壓力表應選擇真空壓力表，壓力監(jiān)測儀表的量程范圍應包含負壓，且量程的選型應符合要求，一般正常操作壓力為儀表量程的1/3～2/3。

化工醫(yī)藥儲罐全不銹鋼氮封系統(tǒng)的具體設(shè)置要求氮封系統(tǒng)相關(guān)問題思考

問題1:氮封廢氣（泄氮閥、單呼閥及呼吸閥產(chǎn)生的廢氣）是否需要密閉回收處理？

認為氮封廢氣應密閉回收處理，原因: 氮封廢氣往往為可燃氣體和氮氣的混合物，直接排放可能會對環(huán)境造成嚴重污染，一些密度比空氣重的可燃氣體可能會在低洼處積聚，存在安全風險。《石油庫規(guī)》、《石化規(guī)》等規(guī)范中有提出對氮封罐應密閉回收處理罐內(nèi)排出的氣體的要求。氮封廢氣應通過尾氣回收系統(tǒng)處理后，經(jīng)催化燃燒再排入大氣。

問題2: 氮封閥取壓管的取壓源點一定要設(shè)置在儲罐罐頂？是否可以設(shè)置在氮封閥閥后的氮氣管線上？

認為氮封閥取壓管的取壓源點應盡量選擇在罐頂；取源點如要設(shè)置在氮封閥閥后管道上，應確保閥后管道的管徑和管道當量長度符合要求。

原因: 氮封閥測取的壓力信號應能真實反映儲罐內(nèi)的工作壓力，也就是氮封閥取壓管的取壓源點的位置是否合適的問題。取源點設(shè)在氮封閥閥后管道上時，應考慮管道阻力降的問題，此時要選取合適的管徑，使管道阻力降相對于氮封閥的設(shè)定壓力（表壓）要比較小，否則就會影響氮封閥的控制。（阻力降跟管道長度成正比，跟管徑成反比）

問題3:如精細化工企業(yè)一個50m3甲醇儲罐，是否需要設(shè)置氮封？《精細化工企業(yè)工程設(shè)計防火標準》GB 51283-2020 ：6.2.2 單罐容積不小于 100m3的甲B、乙A液體當采用固定頂罐或低壓罐儲罐時，應采用氮氣或惰性氣體密封。

化工醫(yī)藥儲罐全不銹鋼氮封系統(tǒng)的具體設(shè)置要求

認為應設(shè)置氮封，原因：雖然從合規(guī)性角度來看，50m3的甲醇儲罐不設(shè)置氮封也滿足標準要求。但從風險角度，設(shè)置氮封十分必要。有二方面原因：

一、從氮封的目的來看，是為了隔絕空氣進入，實現(xiàn)防爆。如果未設(shè)置氮封，儲罐內(nèi)部氣相空間就始終處于一個爆炸性混合氣體的狀態(tài)。這樣的后果就是現(xiàn)場一旦有動火作業(yè)、設(shè)備工具不防爆、防雷防靜電失效，就極可能會造成事故。除非你現(xiàn)場動火、電氣設(shè)施防爆功能一直完好，防雷防靜電設(shè)施持續(xù)可靠（企業(yè)真能做到嗎？）。

二、從事故追責來看，我們現(xiàn)階段生產(chǎn)安全事故的追責機制是十分嚴厲的，處處要留痕，事事要追責。即使調(diào)查組沒有追究企業(yè)加不加氮封的責任，但會追究企業(yè)諸如“隱患排查不"、“風險辨識不全面"、“安全主體責任落實不到位"等無法辯解的責任，所以責任肯定是無法逃脫的。（反觀相關(guān)事故案例可知）

化工醫(yī)藥儲罐全不銹鋼氮封系統(tǒng)的具體設(shè)置要求產(chǎn)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(jié)約能源，降低成本。

2、氮封裝置供氮，泄氮壓力設(shè)定方便，可在連續(xù)經(jīng)營的條件下進行。

3、壓力檢測膜片有效面積大，設(shè)定彈簧剛度小、動作靈敏、裝置工作平衡。

4、采用無填料設(shè)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(shè)置呼吸閥。

7、呼吸閥公起安全作用，避免了常規(guī)氮封裝置中啟閉頻繁易損壞的缺陷。

化工醫(yī)藥儲罐全不銹鋼氮封系統(tǒng)的具體設(shè)置要求

主要零件材質(zhì)

1、主閥；2、主閥閥芯；3、主閥執(zhí)行機構(gòu)；4、節(jié)流閥；5、減壓閥；6、指揮器閥芯；7、檢測機構(gòu)；8、預設(shè)彈簧；9、指揮器。

化工醫(yī)藥儲罐全不銹鋼氮封系統(tǒng)的具體設(shè)置要求技術(shù)參數(shù)

主要外形尺寸

氮封閥通過監(jiān)測儲罐內(nèi)壓力的變化來自動調(diào)節(jié)惰性氣體的流入，保持儲罐頂部惰氣體層的穩(wěn)定。氮封閥的核心功能是調(diào)節(jié)儲罐頂部惰氣體層的壓力。當儲罐內(nèi)的壓力降至低于預設(shè)值時，氮封閥會感應到這一變化并自動開啟，允許惰性氣體流入。而一旦壓力回升至設(shè)定值，閥門便隨之關(guān)閉，停止惰性氣體的進一步流入。

▍化工醫(yī)藥儲罐全不銹鋼氮封系統(tǒng)的具體設(shè)置要求 關(guān)鍵接口功能

此外，氮封閥依賴三個關(guān)鍵接口進行有效的壓力調(diào)節(jié)，分別是與儲罐的接口、惰性氣體源接口和出氣口連接儲罐的接口。其一，連接閥門與儲罐的接口，用于測量儲罐內(nèi)的壓力；其二，連接惰性氣體源與閥門的接口，作為惰性氣體的供應源；其三，連接閥門出氣口與儲罐的接口，確保為儲罐持續(xù)提供必要的惰性氣體。

02氮封閥的作用與注意事項

▍ 工作原理與安全

氮封閥，作為調(diào)節(jié)儲罐頂部惰氣體層壓力的關(guān)鍵設(shè)備，其工作原理相當重要。氮封閥在壓力變化時自動開啟或關(guān)閉，保證儲罐安全。當儲罐內(nèi)壓力低于預設(shè)值時，氮封閥會感應到這一變化并自動開啟，允許惰性氣體流入。而當壓力回升至設(shè)定值時，閥門則會自動關(guān)閉，停止惰性氣體的進一步流入。這一系列動作，確保了儲罐內(nèi)壓力的穩(wěn)定，從而保證了儲罐的安全與穩(wěn)定運行。

1、氮封閥裝置必須保持完好無損，同時確保惰性氣體的供應充足。一旦閥門出現(xiàn)故障或供應不足，儲罐內(nèi)的氧氣濃度可能會上升，這與蒸發(fā)介質(zhì)混合后可能產(chǎn)生易燃物質(zhì)，帶來安全隱患。

2、惰性氣體應通過有效輸送方式引入罐槽中，以確保其能夠均勻分布并達到預期效果。

3、必須嚴格防范任何可能污染惰性氣體的來源。惰性系統(tǒng)應配備適當?shù)某凉裨O(shè)備，以盡可能降低濕度，確保氣體質(zhì)量。

▍ 化工醫(yī)藥儲罐全不銹鋼氮封系統(tǒng)的具體設(shè)置要求維護性和特性

此外，氮封閥還具備以下現(xiàn)場可維護性和特性：材料多樣，包括不銹鋼金屬部件，等柔軟密封和墊圈產(chǎn)品；凈化技術(shù)，高凈化填充應用于高凈化產(chǎn)品，確保氣體純凈；專門設(shè)計，針對罐槽填充進行優(yōu)化，滿足特定需求；運行壓力范圍在10PSIG到200PSIG的供應壓力下有效工作；標準接口采用NPT入口和出口，方便連接；壓力平衡閥確保穩(wěn)定運行；法蘭連接選項有ANSI150磅或300磅，靈活選擇；補給管過濾器提供額外保護，確保氣體質(zhì)量；自力式結(jié)構(gòu)自動感應并調(diào)節(jié)填充氣體流入；設(shè)定點穩(wěn)定性不受供應壓力影響，保持一致；流量調(diào)整，通過多種尺寸的阻流器，輕松適應不同大小的儲罐。

在化工和儲運過程中，氮封閥的作用至關(guān)重要，它能夠有效地避免儲罐內(nèi)物料與空氣直接接觸，從而防止物料的氧化和侵蝕。關(guān)于氮封閥的安裝位置，特別是為何經(jīng)常選擇安裝在儲罐的頂部，這是一個涉及安全、效率和操作便利等多方面的綜合考慮。

化工醫(yī)藥儲罐全不銹鋼氮封系統(tǒng)的具體設(shè)置要求

一、氮封閥為何安裝在儲罐頂部

氮封閥的主要功能是通過自動調(diào)節(jié)進入儲罐的氮氣量，保持儲罐內(nèi)的微正壓環(huán)境，從而讓儲罐內(nèi)部與外部空氣隔離。安裝在儲罐頂部可以更有效地實現(xiàn)這一目標，原因如下：

1. 封閉性更強：安裝在頂部的氮封閥能更直接地控制儲罐內(nèi)的氣體環(huán)境，避免有害氣體或雜質(zhì)的入侵。

2. 易于操作和維護：頂部安裝使得工作人員能夠更方便地接觸和操作氮封閥，便于進行日常的維護和檢修。

3. 安全性考慮：在頂部安裝可以更有效地防止液態(tài)物質(zhì)濺出或滲漏，從而減少安全風險。

二、安裝位置的具體要求

在選擇氮封閥的安裝位置時，除了考慮其功能性，還需要注意以下幾點：

1. 空間充足：確保安裝位置有足夠的空間，以容納氮封閥及其附件，避免與其他設(shè)備或管道發(fā)生干涉。

2. 安全可達：安裝位置應便于工作人員安全到達和操作，考慮到必要的通道和工作平臺的需求。

3. 防護措施：考慮到環(huán)境因素，如風吹、日曬和雨淋等，安裝位置應具備一定的防護措施，保證氮封閥的正常運作和使用壽命。

三、安裝步驟及注意事項

安裝氮封閥需遵循一定的步驟，并注意相關(guān)細節(jié)，以確保安裝質(zhì)量和使用效果：

1. 準備階段：檢查氮封閥和所有附件是否齊全，并仔細閱讀產(chǎn)品說明書，了解安裝要求和操作指南。

2. 安裝位置選定：根據(jù)上述要求進行安裝位置的選定，確保安全、可操作且有效。

3. 固定與連接：使用適當?shù)墓ぞ吆头椒▽⒌忾y牢牢固定在預定位置，確保所有連接點緊固可靠，避免漏氣或松動。

4. 測試與調(diào)試：安裝完成后，進行系統(tǒng)的測試和調(diào)試，確保氮封閥能夠正常工作。

綜上所述，氮封閥安裝在儲罐頂部是出于對安全性、操作便利性等多方面的綜合考慮。在安裝過程中，應嚴格遵守安裝位置要求和步驟，確保設(shè)備的有效運行和長期使用。