行業(yè)對(duì)氮封系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案分享:壓力控制設(shè)計(jì)方案(LPEC)
一、基本原理
在儲(chǔ)罐上設(shè)置氮封系統(tǒng),維持罐內(nèi)氣相空間壓力在1.2KPa左右,當(dāng)氣相空間壓力高于1.4KPa時(shí),氮封閥關(guān)閉,停止氮?dú)夤?yīng);當(dāng)氣相空間壓力低于0.8KPa時(shí),氮封閥開(kāi)啟,開(kāi)始補(bǔ)充氮?dú)?,保證儲(chǔ)罐在正常運(yùn)行過(guò)程中不吸進(jìn)空氣,防止形成爆炸性氣體。
儲(chǔ)罐氮封系統(tǒng)使用的氮?dú)饧兌炔灰说陀?9.96%,氮?dú)鈮毫σ藶?.5~0.6MPa。
二、工藝方案
以4臺(tái)輕質(zhì)油內(nèi)浮頂儲(chǔ)罐組成的罐組為例,設(shè)計(jì)方案如下:
1.內(nèi)浮頂儲(chǔ)罐改造
1)封堵儲(chǔ)罐罐壁(頂)的通氣口。
2)核算罐頂呼吸閥是否滿(mǎn)足設(shè)置氮封后的需求。呼吸閥的數(shù)量及規(guī)格按照《石油化工儲(chǔ)運(yùn)系統(tǒng)罐區(qū)設(shè)計(jì)規(guī)范》SH/T?3007-2007確定(見(jiàn)表一)。呼吸量除滿(mǎn)足儲(chǔ)罐的大、小呼吸外,還應(yīng)考慮氮封閥不能關(guān)閉時(shí)的進(jìn)氣量等因素。
3)在儲(chǔ)罐罐頂增加氮?dú)饨尤肟诤鸵龎嚎?。為確保壓力取值的準(zhǔn)確性,兩開(kāi)口之間的距離不宜小于1m。
4)量油孔應(yīng)加導(dǎo)向管,確保量油作業(yè)時(shí)不影響氮封壓力。
5)儲(chǔ)罐罐頂增加緊急泄壓人孔接口。
2.工藝流程
1)在每臺(tái)儲(chǔ)罐上設(shè)置先導(dǎo)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1.2KPa左右,當(dāng)氣相空間壓力高于1.4KPa時(shí),氮封閥關(guān)閉,停止氮?dú)夤?yīng);當(dāng)氣相空間壓力低于0.8KPa時(shí),氮封閥開(kāi)啟,開(kāi)始補(bǔ)充氮?dú)?;?dāng)?shù)忾y需要檢修或故障時(shí),使用限流孔板旁路給儲(chǔ)罐內(nèi)補(bǔ)充氮?dú)?,壓力高?.5KPa時(shí),通過(guò)帶阻火器的呼吸閥外排(短時(shí)間連續(xù)補(bǔ)充氮?dú)猓?/span>
2)當(dāng)?shù)忾y事故失靈不能及時(shí)關(guān)閉,造成罐內(nèi)壓力超過(guò)1.5Kpa時(shí),通過(guò)帶阻火器的呼吸閥外排;當(dāng)?shù)忾y事故失靈不能及時(shí)開(kāi)啟時(shí),造成罐內(nèi)壓力降低至-0.3Kpa時(shí),通過(guò)帶阻火器呼吸閥向罐內(nèi)補(bǔ)充空氣,確保罐內(nèi)壓力不低于儲(chǔ)罐的設(shè)計(jì)壓力低限(-0.5Kpa)。
3)為確保設(shè)置氮封儲(chǔ)罐事故工況下的安全排放,應(yīng)在儲(chǔ)罐上設(shè)置緊急泄放閥,緊急泄放閥定壓不應(yīng)高于儲(chǔ)罐的設(shè)計(jì)壓力上限(2.0Kpa)。
4)當(dāng)需要使用限流孔板旁路補(bǔ)充氮?dú)鈺r(shí),流量宜等于油品出罐流量,氮?dú)夤艿赖墓軓綖镈N50,氮?dú)獾牟僮鲏毫?.5MPa。
5)若在相同油品儲(chǔ)罐之間設(shè)置有氣相聯(lián)通管道,每臺(tái)儲(chǔ)罐出口均應(yīng)設(shè)置阻火器,以防止事故擴(kuò)大。
6)阻火器應(yīng)選用安全性能滿(mǎn)足要求的產(chǎn)品,且阻力降不應(yīng)大于0.3KPa。
氮封閥的產(chǎn)品介紹:
一、用途與特點(diǎn)
ZZYVP-16B帶指揮器操作型氮封閥是一種無(wú)須外來(lái)能源,利用被調(diào)介質(zhì)自身的壓力變化達(dá)到自動(dòng)調(diào)節(jié)和穩(wěn)定閥后壓力為設(shè)定值的節(jié)能型壓力調(diào)節(jié)閥。該閥壓力設(shè)定在指揮器上實(shí)現(xiàn),方便、快捷,壓力設(shè)定值在運(yùn)行中也可隨意調(diào)整;控制精度高,可比一般ZZY型直接操作自力式壓力調(diào)節(jié)閥高一倍,適合于控制精度要求高的場(chǎng)合。它廣泛應(yīng)用于化工、石油、冶金、電力、輕紡等工業(yè)部門(mén)中用作生產(chǎn)過(guò)程的自動(dòng)調(diào)節(jié)。
ZZYVP-16B帶指揮器操作型氮封閥主要應(yīng)用于儲(chǔ)罐氮封系統(tǒng)保護(hù)裝置即儲(chǔ)罐頂部氮?dú)鈮毫愣刂?,以保護(hù)罐內(nèi)物料不被氧化及儲(chǔ)罐安全。保持容器頂部保護(hù)氣(一般為氮?dú)?的壓力恒定,以避免容器內(nèi)物料與空氣直接接觸,防止物料揮發(fā)、被氧化,以及容器的安全。整套氮封裝置是由ZZYVP-16B閥(這里簡(jiǎn)稱(chēng)供氮裝置)和ZZV自力式微壓調(diào)節(jié)閥(簡(jiǎn)稱(chēng)泄氮裝置)兩大部份組成。如下圖:
二、結(jié)構(gòu)與原理
ZZYVP-16B帶指揮器操作型氮封閥是由指揮器、調(diào)節(jié)閥、執(zhí)行機(jī)構(gòu)和閥后接管四部分組成。(見(jiàn)圖一)
工作原理:介質(zhì)以所示箭頭方向進(jìn)入閥體,一路經(jīng)過(guò)濾減壓器減壓后的壓力被引入指揮器;另一路通過(guò)閥芯、閥座,節(jié)流后的壓力流向閥后,并通過(guò)導(dǎo)壓管引入指揮器執(zhí)行機(jī)構(gòu)。當(dāng)閥后壓力高于設(shè)定壓力時(shí),其壓力作用在指揮器薄膜有效面上產(chǎn)生一個(gè)推力帶動(dòng)指揮器閥芯關(guān)閉,切斷引入主閥執(zhí)行機(jī)構(gòu)膜室中的壓力,使主閥閥芯關(guān)閉,閥后壓力隨之降低。當(dāng)閥后壓力低于設(shè)定值時(shí),由于指揮器主彈簧的反作用力打開(kāi)指揮器閥芯,閥前壓力又被引入主閥執(zhí)行機(jī)構(gòu)膜室產(chǎn)生推力,使主閥閥芯打開(kāi),閥后壓力隨之升高。如此往復(fù),保持閥后壓力為設(shè)定值。
三、主要參數(shù)、性能指標(biāo)與材料
1、主要參數(shù)及主要性能指標(biāo)見(jiàn)表一 表一
公稱(chēng)通徑DN(mm) |
20 |
25 |
40 |
50 |
80 |
100 |
150 | ||||||
閥座直徑(mm) |
6 |
15 |
20 |
25 |
32 |
40 |
50 |
65 |
80 |
100 |
125 |
150 | |
額定流量系數(shù)Kv |
0.32 |
5 |
8 |
11 |
20 |
30 |
48 |
75 |
120 |
190 |
300 |
480 | |
壓力調(diào)節(jié)范圍KPa |
0.1~0.5、0.4~5.0、4.0~12.0、 | ||||||||||||
公稱(chēng)壓力PN(MPa) |
1.6 | ||||||||||||
被調(diào)介質(zhì)溫度(℃) |
-5~+100 | ||||||||||||
流量特性 |
快開(kāi) | ||||||||||||
調(diào)節(jié)精度(%) |
≤±5 | ||||||||||||
執(zhí)行機(jī)構(gòu)有效面積(cm2) |
100 |
200 |
280 |
400 | |||||||||
信號(hào)接口 |
內(nèi)螺紋M10×1 |
M16X1 | |||||||||||
2、壓力調(diào)節(jié)范圍見(jiàn)表二 表二
壓力調(diào)節(jié)范圍(KPa) |
指揮器膜室
有效面積(cm2) |
執(zhí)行機(jī)構(gòu)膜室
有效面積(cm2) |
使用閥門(mén)口徑(mm) |
0.1~0.5 |
1200 |
100 |
20~32 |
0.4~5.0 |
600 | ||
4.0~12.0 |
400 | ||
0.1~0.5 |
1200 |
200 |
40~50 |
0.4~5.0 |
600 | ||
4.0~12.0 |
400 | ||
0.1~0.5 |
1200 |
400 |
65~100 |
0.4~5.0 |
600 | ||
4.0~12.0 |
400 | ||
0.1~0.5 |
1200 |
600 |
125~150 |
0.4~5.0 |
600 | ||
4.0~12.0 |
400 |
3、主要零件材料見(jiàn)表三 表三
零 件 名 稱(chēng) |
材 料 |
氣動(dòng)活塞式執(zhí)行機(jī)構(gòu),指揮器 |
組合件 |
閥體,閥蓋 |
ZG230-450,ZG0Cr18Ni9Ti,ZG0Cr18Ni12Mo2Ti |
推桿,閥桿 |
2Cr13,1Cr18Ni9 |
閥座 |
1Cr18Ni9Ti |
閥芯(軟密封)/填料 |
聚四氟乙烯 |
波紋膜片 |
丁橡膠夾增強(qiáng)滌綸織物 |
彈簧 |
1Cr18Ni9Ti、60Si2Mn |
圖二 外形圖
4、外形尺寸見(jiàn)表四、圖二 表四 單位:mm
公稱(chēng)
通徑 |
L |
B |
H1 |
H | ||
A=1200 cm2 |
A=600 cm2 |
A=400 cm2 | ||||
壓力調(diào)節(jié)范圍(KPa) | ||||||
0.1~0.5 |
0.4~5.0 |
0.5~7 | ||||
20 |
150 |
383 |
53 |
605 |
554 |
554 |
25 |
160 |
58 |
605 |
554 |
554 | |
32 |
180 |
512 |
70 |
615 |
564 |
564 |
40 |
200 |
75 |
640 |
589 |
589 | |
50 |
230 |
603 |
83 |
655 |
604 |
604 |
65 |
290 |
862 |
93 |
722 |
671 |
671 |
80 |
310 |
100 |
738 |
687 |
687 | |
100 |
350 |
1023 |
110 |
755 |
704 |
704 |
125 |
400 |
1380 |
125 |
918 |
867 |
867 |
150 |
480 |
143 |
1.25 |
974 |
974 |
注: 1)標(biāo)準(zhǔn)法蘭連接形式PN16為凸面,連接尺寸鑄鐵法蘭按GB4216.5-84,鑄鋼法蘭按GB9113-2000、JB/T-94,閥體法蘭及法蘭端面距也可按用戶(hù)標(biāo)準(zhǔn)制造,如:ANSI,JIS,DIN等標(biāo)準(zhǔn)。
2)接管根據(jù)用戶(hù)需要配置
5、產(chǎn)品重量見(jiàn)表五 表五 單位:Kg
公 稱(chēng) 通 徑(mm) |
20 |
25 |
32 |
40 |
50 |
65 |
80 |
100 |
125 |
150 |
A=400cm2 |
18 |
18 |
25 |
27 |
40 |
55 |
80 |
108 |
130 |
150 |
A=600 cm2 |
20 |
20 |
27 |
30 |
45 |
60 |
86 |
115 |
140 |
160 |
A=1200 cm2 |
22 |
22 |
30 |
34 |
50 |
66 |
92 |
120 |
150 |
170 |
訂貨時(shí)請(qǐng)注明下列內(nèi)容
1)閥門(mén)型號(hào)
2)通徑×閥座尺寸Kv值
3)閥體壓力及連接形式
4)閥體和閥內(nèi)組件的材料
5)閥特性及閥芯的形式
6)上閥蓋形式
7)執(zhí)行機(jī)構(gòu)形式,是否帶手輪機(jī)構(gòu)及供氣壓力
8)正/反作用(氣關(guān)式或氣開(kāi)式)
9) 附件(帶過(guò)濾器減壓閥等)
10)特殊要求(禁水處理,禁銅等)
11)介質(zhì)名稱(chēng)
12)正常流量及較大流量
13)介質(zhì)壓力,閥全開(kāi)和全閉時(shí)閥進(jìn)口和出口壓力
14)介質(zhì)溫度和比重
15)介質(zhì)粘度,是否含有懸濁液,是否有閃蒸現(xiàn)象。