之前介紹自力式壓力調(diào)節(jié)閥在化工行業(yè)應用，現(xiàn)在介紹鋼制儲罐氮封閥設計規(guī)范原油儲罐在運行過程中出現(xiàn)大小呼吸的原因及原油儲罐罐頂安裝呼吸閥解決大小呼吸時存在的安全隱患及大氣污染等缺點,提出了利用天然氣氣封系統(tǒng)解決上述問題的方法.當儲罐氣體壓力高于氣封壓力時,儲罐內(nèi)氣體通過泄壓閥自動排入火炬水封罐內(nèi);當儲罐內(nèi)氣體冷凝或收縮導致儲罐內(nèi)壓力下降并低于系統(tǒng)設定值時,通過補氣系統(tǒng)中的旋風分離器分離出的天然氣對儲罐進行補氣封,以阻止外界氣體進入.該系統(tǒng)已在中石化加蓬AKONDO油田儲罐中成功應用,有效解決了傳統(tǒng)罐頂安裝呼吸閥導致的排氣對周圍空氣的污染和吸氣造成罐內(nèi)空氣和油蒸氣混合的情況,避免了儲罐的脹罐和癟罐的發(fā)生,為儲罐吸氣、排氣現(xiàn)象引起的安全和環(huán)保問題提供了一種新的解決思路. 儲罐氮封系統(tǒng)是利用氮氣在封閉的儲罐氣體空間形成一種微弱的正壓裝置，目的是防止儲罐內(nèi)儲存介質(zhì)與空氣中的氧氣接觸，使之與外界隔絕，防止產(chǎn)品的氧化變質(zhì)，另外通過保持儲罐的微正壓避免罐頂及罐壁變形。但是，氮封系統(tǒng)使用過程中會出現(xiàn)失效情況。這就要通過對氮封系統(tǒng)保護的介質(zhì)性質(zhì)、氮封系統(tǒng)安裝、氮封閥結構和材質(zhì)、環(huán)境等方面進行分析，從而采用的方案，確保氮封系統(tǒng)完好運行。合理設定氮封系統(tǒng)中各閥(氮封閥、泄氮閥、呼吸閥)的壓力，可避免氮封失效。泄氮閥和氮封閥分別起“呼”、“吸”作用，呼吸閥僅起安全保護作用。分別從氮封系統(tǒng)適用工況、設計原則、供氣量計算、注意事項等方面進行了詳細闡述，通過對氮封系統(tǒng)的合理設計，可規(guī)避安全風險、降低事故概率。鋼制儲罐與非金屬儲罐比較具有防火性能好、造價低、施工快、防滲防漏性好、檢修容易等優(yōu)點，故要求地上儲罐采用鋼制儲罐。
6.1.2 沸點低于45℃或在37.8℃時的飽和蒸氣壓大于88kPa的甲B類液體在常溫常壓下極易揮發(fā)，所以需要采用壓力儲罐、低壓儲罐或低溫常壓儲罐來抑制其揮發(fā)。對本條第1款、第2款具體要求說明如下：
1 用壓力儲罐或低壓儲罐儲存甲B類液體，罐內(nèi)易燃氣體濃度較高，要求“防止空氣進入罐”是為了消除儲罐爆炸危險，常見的措施是向儲罐內(nèi)充氮，保持儲罐在一定正壓范圍內(nèi)；要求“密閉回收處理罐內(nèi)排出的氣體”是為了避免有害氣體污染大氣環(huán)境。
2 對沸點小于45℃或在37.8℃時的飽和蒸氣壓大于88kPa的甲B類液體，采取低溫儲存方式也是一種可以抑制其揮發(fā)的有效措施。“控制儲存溫度使液體蒸氣壓不大于88kPa”可以避免沸騰性揮發(fā)，但仍有較強的揮發(fā)性，所以要求“選用內(nèi)浮頂儲罐”來抑制其揮發(fā)。“控制儲存溫度低于液體閃點5℃及以下”，氣體揮發(fā)量就很少了，基本處于安全區(qū)域。要求“設置氮封保護系統(tǒng)”，是為了防止控制措施不到位或失效的安全保護措施。 
6.1.3 鋼制儲罐氮封閥設計規(guī)范對本條規(guī)定說明如下：
上海申弘閥門有限公司主營閥門有：截止閥,電動截止閥儲存沸點大于或等于45℃或在37.8℃時的飽和蒸氣壓不大于88kPa的甲B、乙A類液體可以常溫常壓下儲存，但仍有較強的揮發(fā)性，所以規(guī)定“應選用外浮頂儲罐或內(nèi)浮頂儲罐”來抑制其揮發(fā)。采用外浮頂或內(nèi)浮頂儲罐儲存甲B類和乙A類易燃液體可以減少易燃液體蒸發(fā)損耗90％以上，從而減少烴類氣體對空氣的污染，還減少了空氣對物料的氧化，保證物料質(zhì)量，此外對保證安全也非常有利。
有些甲B、乙A類液體化工品有防聚合等特殊儲存需要，不適宜采用內(nèi)浮頂儲罐。因此，本條規(guī)定允許這些甲B、乙A類液體化工品選用固定頂儲罐、低壓儲罐和容量小于或等于50m3的臥式儲罐，但應采取氮封、密閉回收處理罐內(nèi)排出的氣體、控制儲存溫度低于液體閃點5℃及以下等必要的安全保護措施。
6.1.4 甲B類和乙A類油品是易揮發(fā)性液體，選用外浮頂儲罐或內(nèi)浮頂儲罐可以抑制其揮發(fā)。本條的“成品油”不包括在37.8℃時的飽和蒸氣壓大于或等于88kPa的輕石腦油。
為保證3號噴氣燃料的質(zhì)量，機場油庫3號噴氣燃料儲罐內(nèi)需安裝浮動發(fā)油裝置，從油位上部發(fā)油，安裝了浮動發(fā)油裝置的3號噴氣燃料儲罐采用內(nèi)浮頂罐有諸多不便。根據(jù)中國航空油料集團提供的實測數(shù)據(jù)，全國絕大多數(shù)民用機場油庫3號噴氣燃料儲罐高儲存溫度低于油品閃點5℃以下，罐內(nèi)油氣濃度達不到爆炸下限(1.1％V)，基本處于安全狀態(tài)，在這種情況下，3號噴氣燃料采用固定頂儲罐是可行的。機場油庫如采用固定頂儲罐，則在采購3號噴氣燃料時，應要求閃點指標高于機場所在地油品的高儲存溫度5℃及以上。由于全國各地機場氣溫差異較大，如不能保證高儲存溫度低于油品閃點5℃及以下，為了安全，還應采用內(nèi)浮頂罐。
6.1.5 乙B類和丙類液體危險性較低，可以根據(jù)實際需要任意選用外浮頂儲罐、內(nèi)浮頂儲罐、固定頂儲罐和臥式儲罐。
6.1.6 鋼制單盤式或雙盤式浮頂結構強度高、密封效果好、耐火性能強，外浮頂儲罐一般都是大型儲罐，因此，為安全起見，本條規(guī)定“外浮頂儲罐應選用鋼制單盤式或雙盤式浮頂”。
6.1.7 對本條各款規(guī)定說明如下：
1 非金屬內(nèi)浮頂，淺盤式或敞口隔艙式內(nèi)浮頂安全性能差故限制其使用。
2 甲B、乙A類液體火災危險性較大，所發(fā)生的儲罐火災事故絕大多數(shù)也是這類液體儲罐，加強其安全可靠性是必要的；目前廣泛采用的組裝式鋁質(zhì)內(nèi)浮頂屬于“用易熔材料制作的內(nèi)浮頂”，其安全性相對鋼質(zhì)內(nèi)浮頂要差，儲罐一旦發(fā)生火災，容易形成儲罐全截面積著火，且直徑越大越難以撲救，造成的火災損失也越大，所以本款對直徑大于40m的儲存甲B、乙A類液體的內(nèi)浮頂儲罐，限制其使用“用易熔材料制作的內(nèi)浮頂”是必要的。儲存Ⅰ、Ⅱ級毒性的液體的儲罐一旦發(fā)生火災事故，將造成比油品儲罐火災更嚴重的危害，故對儲存Ⅰ級和Ⅱ級毒性的甲B、乙A類液體儲罐應有更高的要求。
3 根據(jù)現(xiàn)行國家標準《泡沫滅火系統(tǒng)設計規(guī)范》GB 50151-2010第4.4.1條的規(guī)定，采用鋼制單盤式或雙盤式的內(nèi)浮頂儲罐，泡沫的保護面積應按罐壁與泡沫堰板間的環(huán)形面積確定；其他內(nèi)浮頂儲罐應按固定頂儲罐對待(即泡沫需要覆蓋全部液面)。安裝在儲罐罐壁上的泡沫發(fā)生器發(fā)生的泡沫大流淌長度為25m，為保證泡沫能夠有效覆蓋保護面積，故規(guī)定“直徑大于48m的內(nèi)浮頂儲罐，應選用鋼制單盤式或雙盤式內(nèi)浮頂”。
4 “新結構內(nèi)浮頂”是指國家或行業(yè)標準沒有對其進行技術要求的內(nèi)浮頂。
6.1.8 限制儲存Ⅰ、Ⅱ級毒性的甲B、乙A類液體儲罐容量是為了降低其事故危害性，氮封保護系統(tǒng)可有效防止儲罐發(fā)生爆炸起火事故，進一步加強有毒液體儲罐的安全可靠性。常見易燃和可燃有毒液體毒性程度舉例見表2。采用氮氣充填于固定頂儲罐的氣相空間謂之氮封。因氮氣的密度小于有機氣體而浮于其上故而形成氮封。
氮封具有以下特點: ①氮封可減少有機氣體揮發(fā); ②氮封能有效防止有毒氣體對周圍環(huán)境的污染; ③氮封可防止儲罐內(nèi)爆炸性混合氣體的形成,且對儲存物質(zhì)的性質(zhì)無任何影響; ④氮封可以減少吸水性物質(zhì)對空氣中水分的吸收; ⑤氮封可以隔絕易氧化物質(zhì)與空氣中氧氣發(fā)生氧化反應。 鋼制儲罐氮封閥設計規(guī)范 (1)由于采用了氮封技術,罐內(nèi)氣體空間是油蒸汽和氮氣混合氣體,因而不會形成混合性爆炸氣體,罐內(nèi)不會發(fā)生燃燒爆炸。同時可有效地防止罐內(nèi)油品中硫化物的“自燃”。
(2)由于氮氣比油蒸氣輕,浮在油蒸氣的上面,因此向罐外呼氣時,主要是呼出氮氣。吸氣
時,氮氣會自動快速地補入罐內(nèi),提高罐內(nèi)壓力,有效地抑制油品蒸發(fā),從而大大地降低了油品的“大、小呼吸”損耗,提高經(jīng)濟效益。
(3)由于只是向罐內(nèi)補充潔凈的氮氣,避免了吸入空氣。從而可以防止油品氧化、吸水。同時又由于大大地降低了呼吸損耗,可有效地抑制油品中輕組分蒸發(fā)呼出,保證油品儲存質(zhì)量。
(4)由于大大地降低了油品的呼吸損耗,呼出的是氮氣,因此可有效地減少操作空間有毒有害的油蒸氣,避免油氣對環(huán)境污染的隱患,保護環(huán)境,維護職工的身心健康。 
鋼制儲罐氮封閥設計規(guī)范 本實用新型公開了一種氮封系統(tǒng)，包括多個儲油罐、供氮管線、泄氮管線和呼吸閥管線，多個儲油罐并聯(lián)于供氮管線和泄氮管線之間，呼吸閥管線包括并列連接有多個儲油罐的主管線，通過并列的兩個支管線分別與主管線連接的兩個呼吸閥，設置于支管線上的氣體閥門，本實用新型所提供的氮封系統(tǒng)，能夠改善呼吸閥檢修過程中，無法連續(xù)作業(yè)的問題。與本文相關的論文：自力式煤氣調(diào)壓閥組 |
