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上海申弘閥門有限公司
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石油化工廠儲罐氮封系統優化改進方案 |
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石油化工廠儲罐氮封系統優化改進方案 氮封流程是目前儲罐工藝設計的常用流程,用于密閉儲罐氣相空間,隔絕有害氣體溢出,在儲運化工領域得到了普遍的應用。氮封可有效提高我國石化企業庫區節能環保工業水平。在現主流設計思路,氮封流程由機械式調節閥控制,對于儲罐氣相流程目前并沒有良好的水力計算依據及流程參考參數。這些問題將導致氮封設計無理可依,并可能造成重大安全事故。本文將對上述問題進行闡述,通過分析水力模型給予改進性意見。在煉油或石油化工廠中，存放著各種油品或石化產品。儲罐大都建造在室外，為使這些油品或產品不與空氣中的氧氣接觸，常采用罐頂充氮氣法，使之與外界隔絕。在石油化工企業中，儲罐區是*的重要組成部分，一般儲罐區包括罐組和泵區。罐區的配管比裝置的配管要簡單一些，在保證配管原則的條件下更注重可操作性和美觀性。對儲罐區管道施工和配管工藝進行論述，以提升儲罐區配管相關設計的水平。 氮封閥的作用就是要當儲罐液面下降壓力降低時，向罐內補充氮氣，當儲罐液面上升壓力增加時，停止補充氮氣，同時被壓縮的氮氣從泄氮閥或呼吸閥適量排出，從而始終保持罐內的氮氣壓力微量正壓（壓力一般在400~1000Pa之間）。只有這樣才能做到既隔絕空氣，又保證儲罐不變形。將內浮頂罐改為內浮頂氮封罐，首先要對現有罐體進行強度等測試后再改造，根據需要拆除或新增儲罐附件。其次在罐體上增加氮封裝置（包含供氮閥、泄氮閥、呼吸閥），并將氮氣管道引至用氣點。
石油化工廠儲罐氮封系統優化改進方案設計要點： 1. 罐體改造時，因罐內設計壓力發生變化，應首先核算罐體強度及穩定性，考慮增設加強圈或采取其他措施加強罐體穩定性。 2. 內浮頂罐改為內浮頂氮封儲罐后，需要將罐壁環向通氣孔封堵，在罐頂增設呼吸閥口（可將原有罐頂中央通氣孔進行改造），增設緊急泄壓口、供氮閥口、泄氮閥口、取壓口等。 3. 改造完成后，應按照設備驗收要求，對儲罐重新進行充水和壓力試驗，對改造部位進行防腐處理。 設計參數： 改造后儲罐設計壓力定為：正壓1960Pa，負壓490Pa。 維持罐內壓力在450Pa左右。當氣相空間壓力高于500Pa時，氮封閥關閉，停止供氮氣；當氣相空間壓力低于400Pa時，氮封閥開啟，補充氮氣。 泄氮閥壓力 1000PA. 呼吸閥的開啟壓力選用+1375Pa/-295Pa。緊急泄壓設備選用DN600以上的緊急放空人孔或呼吸人孔，緊急泄壓設備的開啟壓力選用+1550Pa/-350Pa。  石油化工廠儲罐氮封系統優化改進方案 儲罐區的配管不同于裝置區配管，儲罐區配管基本上是在一個平面上進行，并且具有一定的規則，而且一些規定必須強制執行。儲罐區配管的不合理可能造成很多影響，可能會對泵的性能和現場操作人員的可操作性產生很大影響，并可能造成整個儲罐區甚至下游裝置不能正常運行。罐區配管不僅要嚴格執行相關規范要求，并且要遵從現場操作人員的一些要求，看似合理美觀的配管也有可能造成現場操作不便。在管道安裝前，參與施工的技術人員和操作工人，必須認真識讀設計圖紙及其技術說明文件，明確設計意圖，了解設計要求，嚴格按照圖紙施工，不能隨意更改管線的走向。本文以某公司的改造工程作為參考案例，對管道設計工藝以及化工儲存區的合理設計進行深入研究。
1石油化工廠儲罐氮封系統優化改進方案化工儲罐管道施工要點 管道安裝是儲罐布局工作中非常重要的一個環節，管道安裝工作質量能夠直接影響到整個工程的質量。在進行有關罐體以及管道的施工時，施工單位要重視以下幾個部分。  1.1油罐安裝過程 在開始油罐安裝工作之前，首先要對安裝過程中需要用到的設備進行檢測，保證設備不會產生開裂現象以及其他各種故障，在檢測完成后要給予合格的資格證書，確保設備能夠投入使用。  1.2管道安裝過程 在開始管道的安裝工作之前，負責工程施工的工作人員一定要先對施工圖紙進行了解。在進行管道封閉操作之前要確保管道的型號以及規格等各項數據都沒有錯誤，然后才可以進行之后的操作。此外，在進行管道設備測量的過程中一定要保留誤差。在進行管道安裝工作時，要注意對坡口部分的處理，為了保證內部應力的穩定，不可以強制對坡口進行焊接。  1.3石油化工廠儲罐氮封系統優化改進方案管道的施工 在進行管道施工時，進行管道運輸以及使用吊機進行安裝的過程中，要保護好管道，防止發生變形。在完工后，要將管道內部存在的各種雜物全部清理出去，防止各種雜物的存在，導致工程的運行不能達到相關目標要求。以輕質油內浮頂儲罐組成的罐組為例，設計方案如下：  1.內浮頂儲罐改造 1）封堵儲罐罐壁（頂）的通氣口。 2）核算罐頂呼吸閥是否滿足設置氮封后的需求。呼吸閥的數量及規格按照《石油化工儲運系統罐區設計規范》SH/T 3007-2007確定（見表一）。呼吸量除滿足儲罐的大、小呼吸外，還應考慮 氮封閥不能關閉時的進氣量等因素。 3）在儲罐罐頂增加氮氣接入口和引壓口。為確保壓力取值的準確性，兩開口之間的距離不宜小于1m。 4）量油孔應加導向管，確保量油作業時不影響氮封壓力。 5）儲罐罐頂增加緊急泄壓人孔接口。  2.石油化工廠儲罐氮封系統優化改進方案工藝流程 1）在每臺儲罐上設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氣相空間壓力在1.2KPa左右，當氣相空間壓力高于1.4KPa時，氮封閥關閉，停止氮氣供應；當氣相空 間壓力低于0.8KPa時，氮封閥開啟，開始補充氮氣；當氮封閥需要檢修或故障時，使用限流孔板旁路給儲罐內補充氮氣，壓力高于1.5KPa時，通過帶阻火器的呼吸閥外排（短時間連續補充 氮氣）。 2）當氮封閥事故失靈不能及時關閉，造成罐內壓力超過1.5Kpa時，通過帶阻火器的呼吸閥外排；當氮封閥事故失靈不能及時開啟時，造成罐內壓力降低至-0.3Kpa時，通過帶阻火器呼吸閥向 罐內補充空氣，確保罐內壓力不低于儲罐的設計壓力低限（-0.5Kpa）。 3）為確保設置氮封儲罐事故工況下的安全排放，應在儲罐上設置緊急泄放閥，緊急泄放閥定壓不應高于儲罐的設計壓力上限（2.0Kpa）。 4）當需要使用限流孔板旁路補充氮氣時，流量宜等于油品出罐流量，氮氣管道的管徑為DN50，氮氣的操作壓力為0.5MPa。 5）若在相同油品儲罐之間設置有氣相聯通管道，每臺儲罐出口均應設置阻火器，以防止事故擴大。 6）阻火器應選用安全性能滿足要求的產品，且阻力降不應大于0.3KPa。  石油化工廠儲罐氮封系統優化改進方案 罐區的管線安裝必須滿足相關工藝流程的要求。熱力管線溫度比較高的工藝管線盡可能布置在管墩或者管廊的一側，已便于設置補償器。應保證泵的入口管線（自流）全線順坡敷設，做到“步步低”。罐區的管墩或者管廊應有不小于2‰的坡度，罐前的支管也應有不小于5‰的坡度。在管墩或管架上需要操作人員經常操作通行處應設置過橋，以方便操作人員行走，過橋底梁處與管線或管線保溫層頂面的凈距離不應小于80mm。罐前支管盡量保持管底標高相同。 罐前支管上若設有管墩或管架時，此處管線均應設管托，此處管托高度的確定應預留出在水壓試驗后沉降的高度。罐前支管線與主管線的連接，一般情況應采用撓性或彈性連接，地震裂度大于或等于7度的地質松軟的情況下，設置儲罐抗震用金屬軟管，金屬軟管應布置在靠近罐壁的道閥門和第二道閥門之間，且金屬軟管之前不能做支撐，以免影響撓度。閃點較高的介質管線，未設隔熱層的情況下，由于日照會使管線及管內液體溫度升高，從而引起壓力升高，若此時管線兩端閥門切斷，則壓力高到一定值會造成管線及配件的破裂而出現事故，所以該類管線應設置有效的泄壓設施（安全閥），防止事故發生。儲罐的管線盡量集中配置，且不影響操作及檢修。  3石油化工廠儲罐氮封系統優化改進方案結束語 本文對大型化工儲罐區的管道技術進行了講解，同時還對管道技術的施工進行了研究。在進行各項工作的過程中，各負責人員要根據實際情況合理進行設計方式的選擇，幫助化工企業帶來更大多的經濟收入。設定氮封系統中各閥(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,通過對氮封系統的合理設計,可規避安全風險,降低事故概率. |
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