石化罐區氮封系統如何工作

氮封閥，由控制閥門、執行器、壓力彈簧、指揮器、脈自力式氮封閥、沖管等部件組成。主要用于保持容器頂部保護氣體(一般為氮氣)的壓力恒定，以避免容器內物料與空氣直接接觸，防止物料揮發、被氧化，以及容器的安全。特別適用于各類大型儲罐的氣封保護系統。該產品具有節能、動作靈敏、運行可靠、操作與維修方便等特點。廣泛應用于石油、化工等行業。原料罐區氮封系統多年來存在著氮耗量大,氮封效果差的問題.對其氮封系統流程進行了計算分析,找出了產生問題的原因,并在后來建造的柴油加氫原料罐區氮封系統設計中進行了改進.還對氮封系統流程提出了進一步優化的建議.石油化工企業油品儲罐區根據物料性質不同，部分有毒、可燃油品儲罐必須設置氮封系統。儲罐設置氮封可有效減緩油品直接與空氣接觸，降低產品變質的風險，降低有毒可燃氣體帶來的安全風險，減少油氣揮發度降低對環境的污染。目前國內油品儲罐氮封設置時每個氮封罐自成體系，沒能將所有氮封罐進行統籌考慮。石化罐區氮封系統如何工作存在這樣兩類問題：

①每具儲罐氮封管線上均設置有氮封閥、限流孔板、止回閥等，造成管線附件投資增加。
②每具氮封儲罐排放的富氮氮封尾氣未進行充分利用，氮氣耗量增加，系統運行能耗增加。
③儲罐區氮氣用量不均衡，考慮大用氣量，氮氣規模較大，投資高但利用率低下。

供氮裝置，將設在罐頂的取壓點的介質經導壓管引入檢測機構，介質在檢測元件上產生一個作用力與與彈簧、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，平衡破壞，使指揮器閥芯，打開，使閥前氣體經減壓閥，節流閥、進入主閥執行機構上、下膜室，打開主閥閥芯，向罐內充注氮氣;當罐內壓力升至供氮裝置壓力設定點，由于預設彈簧力，關閉指揮器閥芯、由于主閥執行機構中的彈簧作用，關閉主閥，停止供氮。

泄氮裝置，該裝置采用內反饋結構，介質直接經閥蓋進入檢測機構，介質在檢測元件上產生一個作用力與預設彈簧預緊力相平衡。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，由于預設彈簧力作用，關閉閥門。

呼吸閥是固定在儲罐頂上的通風裝置，以保證罐內壓力的正常狀態，防止罐內超壓或真空使儲罐遭受損壞，也可減少罐內液體揮發損失。呼吸閥不僅能維持儲罐氣壓平衡，確保儲罐在超壓或真空時破壞，且能減少罐內介質和損耗。

呼吸閥工作原理是用彈簧限位閥板,由正負壓力決定或呼或吸.呼吸閥應該具有泄放正壓和負壓兩方面功能，具體：當容器承受正壓時，呼吸閥打開呼出氣體泄放正壓;當容器承受負壓時，呼吸閥打開吸入氣體泄放負壓。由此保證壓力在一定范圍內，保證容器安全。一種是達到一定壓力時,進行呼或吸.另一種是設計成純粹只呼不吸.可以理解為用兩個適當壓力的單向閥代替。

呼吸閥工作原理：

呼吸閥在蒸汽加熱系統中起到阻汽排水作用，選擇合適的呼吸閥，可使蒸汽加熱設備達到工作效率。要想達到效果，就要對各種類型呼吸閥的工作性能、特點進行全面的了解。呼吸閥的品種很多，各有不同的性能。選用呼吸閥時，首先應選其特性能滿足蒸汽加熱設備的運行，然后才考慮其他客觀條件，這樣選擇你所需要的呼吸閥才是正確和有效的。呼吸閥要能“識別”蒸汽和凝結水，才能起到阻汽排水作用。“識別” 蒸汽和凝結水基于三個原理：密度差、溫度差和相變。

管道阻火器是利用凝結水與蒸汽的密度差，通過凝結水液位變化，使浮子升降帶動閥瓣開啟或關閉，達到阻汽排水目的。機械型疏水閥的過冷度小，不受工作壓力和溫度變化的影響，有水即排，加熱設備里不存水，能使加熱設備達到換熱效率。背壓率為80%，工作質量高，是生產工藝加熱設備呼吸閥。其它工況：各種物料進出關系，外界環境溫度變化等情況，只有當系統壓力高于+1750Pa時，超壓部分氮封尾氣通過阻火呼吸閥6排出，壓力低于+500Pa時阻火呼吸閥6開啟，進行氮氣補充。各儲罐之間氣相管線相連，使儲罐區的有效氣相空間顯著增加，形成大的氣柜，實現系統的自動壓力平衡，減少氮氣補充和氮封尾氣排放。

GTQ型通氣管的結構簡單，內部只有一個活動部件精細研磨的不銹鋼空心浮球，既是浮子又是啟閉件，無易損零件，使用壽命很長。設備剛啟動工作時，波紋阻火器管道內的空氣經過Y系列自動排空氣裝置排出，低溫凝結水進入呼吸閥內，凝結水的液位上升，浮球上升，閥門開啟，凝結水迅速排出，蒸汽很快進入設備，設備迅速升溫，Y系列自動排空氣裝置的感溫液體膨脹，自動排空氣裝置關閉。呼吸閥開始正常工作，浮球隨凝結水液位升降，阻汽排水。當裝置剛啟動時，GZW-I阻爆燃管道阻火器管道內的空氣和低溫凝結水經過發射管進入呼吸閥內，閥內的雙金屬片排空元件把球桶彈開，閥門開啟，空氣和低溫凝結水迅速排出。當蒸汽進入球桶內，球桶產生向上浮力，同時閥內的溫度升高，雙金屬片排空元件收縮，球捅漂向閥口，閥門關閉。當球桶內的蒸汽變成凝結水，球桶失去浮力往下沉，閥門開啟，凝結水迅速排出。當蒸汽再進入球桶之內，閥門再關閉，間斷和連續工作。

當裝置剛啟動時，罐壁人孔管道內的空氣和低溫凝結水進入疏水閥內，倒吊桶靠自身重量下墜，倒吊桶連接杠桿帶動閥心開啟閥門，空氣和低溫凝結水迅速排出。當蒸汽進入倒吊桶內，倒吊桶的蒸汽產生向上浮力，倒吊桶上升連接杠桿帶動閥心關閉閥門。倒吊桶上開有一小孔，當一部份蒸汽從小孔排出，另一部份蒸汽產生凝結水，倒吊桶失去浮力，靠自身重量向下沉，倒吊桶連接杠桿帶動閥心開啟閥門，循環工作，間斷排水。

空氣泡沫產生器有兩個隔離的閥腔，由兩根不銹鋼管連通上下閥腔，它是由浮球式和倒吊桶式呼吸閥的組合，該閥結構*合理，在過熱、高壓、小負荷的工作狀況下，能夠及時地排放過熱蒸汽消失時形成的凝結水，有效地阻止過熱蒸汽泄漏，工作質量高。閥體為全不銹鋼，閥座為硬質合金鋼，使用壽命長，是過熱蒸汽呼吸閥。

當凝結水進入下閥腔，副閥的浮球隨液位上升，浮球封閉進汽管孔。凝結水經進水導管上升到主閥腔，倒吊桶靠自重下墜，帶動閥心打開主閥門，排放凝結水。當副閥腔的凝結水液位下降時，浮球隨液位下降，副閥打開。蒸汽從進汽管進入上主閥腔內的倒吊桶里，倒吊桶產生向上的浮力，倒吊桶帶動閥心關閉主閥門。當副閥腔的凝結水液位再升高時，下一個循環周期又開始，間斷排水。