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儲(chǔ)罐氮封系統(tǒng)設(shè)置要求
發(fā)布時(shí)間：
2025-07-16 16:02
氮封是一種向儲(chǔ)存容器或反應(yīng)器的頂部氣相空間填充氮?dú)獾墓に嚕ǔＳ糜诒Ｗo(hù)內(nèi)部物料，防止因空氣（氧氣）存在而發(fā)生氧化、腐蝕、聚合、降解、形成爆炸性混合物等現(xiàn)象。
1、儲(chǔ)罐設(shè)置氮封的目的
主要有兩種目的：
一、通過(guò)注入氮?dú)鈦?lái)實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)罐內(nèi)部氣相空間維持在一個(gè)惰性氣體密封的環(huán)境，隔絕空氣或氧氣的進(jìn)入，從而使儲(chǔ)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(gè)非爆炸性的氣體混合物，從而實(shí)現(xiàn)本質(zhì)防爆的目的。
二、通過(guò)注入氮?dú)鈦?lái)提高儲(chǔ)罐內(nèi)部氣相空間的平衡壓力來(lái)降低介質(zhì)物料的揮發(fā)，避免物料受氧化或污染，從而達(dá)到節(jié)能降耗的目的。
2、哪些儲(chǔ)罐需要設(shè)置氮封
（1）《精細(xì)化工企業(yè)工程設(shè)計(jì)防火標(biāo)準(zhǔn)》GB 51283-2020 ：
6.2.2 單罐容積不小于 100m3的甲B、乙A液體當(dāng)采用固定頂罐或低壓罐儲(chǔ)罐時(shí)，應(yīng)采用氮?dú)饣蚨栊詺怏w密封。
（2）《石油化工企業(yè)設(shè)計(jì)防火標(biāo)準(zhǔn)》GB 50160-2018：
6.2.2 儲(chǔ)存甲B、乙A類(lèi)的液體，當(dāng)單罐容積小于或等于5000m3的內(nèi)浮頂儲(chǔ)罐采用易熔材料制作的浮盤(pán)時(shí)，應(yīng)設(shè)置氮?dú)獗Ｗo(hù)等安全措施。6.2.4A 儲(chǔ)存溫度超過(guò)120℃的重油固定頂罐應(yīng)設(shè)置氮?dú)獗Ｗo(hù)。
（3）《石油庫(kù)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50074-2014 ：
6.1.2 儲(chǔ)存沸點(diǎn)低于45℃或37.8℃的飽和蒸氣壓大于88kpa的甲B類(lèi)液體，選用低溫常壓儲(chǔ)罐時(shí)(無(wú)論是內(nèi)浮頂還是固定頂)應(yīng)設(shè)置氮?dú)饷芊獗Ｗo(hù)系統(tǒng)。
6.1.3 儲(chǔ)存沸點(diǎn)不低于45℃或37.8℃的飽和蒸氣壓不大于88KPA的甲B、乙A類(lèi)液體，當(dāng)出于特殊儲(chǔ)存的需要，采用容量小于或等于10000m3的固定頂儲(chǔ)罐、低壓儲(chǔ)罐或容量不大于100m3的臥式儲(chǔ)罐，應(yīng)設(shè)置氮?dú)饷芊獗Ｗo(hù)系統(tǒng)。
6.1.8 儲(chǔ)存I、Ⅱ級(jí)毒性的甲B、乙A類(lèi)液體儲(chǔ)罐應(yīng)設(shè)置氮封保護(hù)系統(tǒng)。
從以上三個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的條款要求中，可知對(duì)儲(chǔ)罐設(shè)置氮封的強(qiáng)制性要求中，精細(xì)規(guī)的要求是最嚴(yán)格的，油庫(kù)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(chǔ)罐且容量不大于5000m3且同時(shí)采用了易熔材料的浮盤(pán)，三個(gè)限定條件同時(shí)滿(mǎn)足才需要加氮封）。
3、氮?dú)庠醇暗獨(dú)鉂舛纫?/strong>
氮?dú)夤?yīng)：
通常采用制氮機(jī)、液氮儲(chǔ)罐或氮?dú)馄康葹榈庀到y(tǒng)提供高純度氮?dú)狻?/span>
氮封系統(tǒng)氮?dú)鉂舛纫?/strong>：
相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)中未找到關(guān)于氮封系統(tǒng)氮?dú)鉂舛鹊木唧w參數(shù)要求。氮封的目的是將可燃?xì)怏w的濃度惰化到遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于爆炸濃度下限，我們可以參考《GB/T 37241-2018 惰化防爆指南》中附錄A表的內(nèi)容，理論上可以根據(jù)各種可燃?xì)怏w介質(zhì)的極限氧濃度來(lái)選擇我們氮封的濃度值。比如苯在氮?dú)庵械臉O限氧濃度為10.1%，理論上只要保證氮?dú)鉂舛却笥冢?-10.1%）89.9%即可。另根據(jù)工業(yè)氮?dú)饧兌纫鬄?9.2%以上，用作保護(hù)氣體的純氮純度最低是99.99%，實(shí)際生產(chǎn)中通常采用99.2%濃度以上的氮?dú)庠础?/span>
4、氮封設(shè)置及工作原理
（1）常見(jiàn)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(dāng)儲(chǔ)罐進(jìn)液閥開(kāi)啟，向罐內(nèi)添加物料時(shí)，液面上升，氣相部分容積減小，壓力升高，當(dāng)罐內(nèi)壓力升至高于泄氮閥開(kāi)啟壓力設(shè)定值時(shí)，泄氮閥打開(kāi)，向外界釋放氮?dú)猓构迌?nèi)壓力下降，降至泄氮閥關(guān)閉壓力設(shè)定點(diǎn)時(shí)，自動(dòng)關(guān)閉。
當(dāng)儲(chǔ)罐出液閥開(kāi)啟，開(kāi)始放料時(shí)，液面下降，氣相部分容積增大，罐內(nèi)壓力降低，供氮閥開(kāi)啟，向儲(chǔ)罐內(nèi)注入氮?dú)猓构迌?nèi)壓力上升，升至供氮閥壓力設(shè)定點(diǎn)，自動(dòng)關(guān)閉。
注意：氮封系統(tǒng)氮?dú)馊肟诠芫€(xiàn)應(yīng)設(shè)置止回閥，且應(yīng)設(shè)置就地壓力表。
（2）常見(jiàn)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(dāng)儲(chǔ)罐進(jìn)液閥開(kāi)啟，向罐內(nèi)添加物料時(shí)，液面上升，氣相部分容積減小，壓力升高，當(dāng)罐內(nèi)壓力升至高于單呼閥壓力設(shè)定值時(shí)，單呼閥打開(kāi)，向外界釋放氮?dú)猓构迌?nèi)壓力下降，降至單呼閥壓力設(shè)定點(diǎn)時(shí)，自動(dòng)關(guān)閉。
當(dāng)儲(chǔ)罐出液閥開(kāi)啟，開(kāi)始放料時(shí)，液面下降，氣相部分容積增大，罐內(nèi)壓力降低，供氮閥開(kāi)啟，向儲(chǔ)罐內(nèi)注入氮?dú)猓构迌?nèi)壓力上升，升至供氮閥壓力設(shè)定點(diǎn)，自動(dòng)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(zāi)工況等）啟動(dòng)，避免儲(chǔ)罐運(yùn)行時(shí)呼吸閥頻繁動(dòng)作，減少呼吸閥故障率。
（3）氮封管線(xiàn)布置：
氮?dú)夤芫€(xiàn)的入罐位置應(yīng)遠(yuǎn)離呼吸閥并伸入罐內(nèi)約200mm。《管道儀表流程圖設(shè)計(jì)規(guī)定》(HG 20559-1993)第6.0.3.4條款。
氮封閥應(yīng)安裝在盡量靠近罐頂入口的氮?dú)夤芫€(xiàn)上，外取壓管線(xiàn)的取源點(diǎn)宜設(shè)在罐頂，以便檢測(cè)罐內(nèi)的真實(shí)壓力。《石油化工罐區(qū)自動(dòng)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)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(chǔ)罐，其操作壓力宜為0.2kpa-0.5kpa；其他設(shè)置有呼吸閥的儲(chǔ)罐，其操作壓力宜為1Kpa～1.5KPa。
（如：供氮閥開(kāi)啟壓力宜設(shè)為0.2kpa，關(guān)閉壓力宜設(shè)為0.5kpa。當(dāng)罐內(nèi)壓力低于0.2kap時(shí)，供氮閥開(kāi)啟向罐內(nèi)充氮；當(dāng)罐內(nèi)壓力達(dá)到0.5kap時(shí)，供氮閥關(guān)閉停止充氮）
注意：對(duì)于設(shè)置有泡沫滅火系統(tǒng)的儲(chǔ)罐，還應(yīng)考慮泡沫系統(tǒng)密封玻璃的耐壓性能，避免氮封壓力過(guò)高沖破玻璃。
（5）氮封系統(tǒng)的氮?dú)夤饬坑?jì)算：
根據(jù)《氣封的設(shè)置》HG/T 20570.16-95：
2.0.1.1 儲(chǔ)罐氣封裝置的供氣量應(yīng)大于或等于由于泵抽出儲(chǔ)罐內(nèi)儲(chǔ)存的液體所需的補(bǔ)充氣量與由于外界氣溫變化而產(chǎn)生的儲(chǔ)罐內(nèi)氣體冷凝和收縮所需補(bǔ)充的氣量之和。
泵抽出儲(chǔ)罐內(nèi)儲(chǔ)存的液體所需補(bǔ)充的氣量等于泵的最大輸出能力。
儲(chǔ)罐內(nèi)氣體冷凝和收縮所需補(bǔ)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。
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