上海申弘閥門(mén)有限公司
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化工儲(chǔ)罐氮封閥故障解決辦法
在煉油或石油化工廠中，存放著各種油品或石化產(chǎn)品。儲(chǔ)罐大都建造在室外，為使這些油品或產(chǎn)品不與空氣中的氧氣接觸，常采用罐頂充氮?dú)夥ǎ怪c外界隔絕。氮封閥的作用就是要當(dāng)儲(chǔ)罐液面下降壓力降低時(shí)，向罐內(nèi)補(bǔ)充氮?dú)猓?dāng)儲(chǔ)罐液面上升壓力增加時(shí)，停止補(bǔ)充氮?dú)猓瑫r(shí)被壓縮的氮?dú)鈴暮粑y適量排出，從而始終保持罐內(nèi)的氮?dú)鈮毫ξ⒘空龎海▔毫σ话阍?00~1000Pa之間）。只有這樣才能做到既隔絕空氣，又保證儲(chǔ)罐不變形。
在儲(chǔ)罐上設(shè)氮封閥，維持罐內(nèi)氣相空間壓力在工藝要求范圍（以JVOCs項(xiàng)目為例，如0.2-0.5KPa）左右，當(dāng)氣相空間壓力高于設(shè)定值（如0.4KPa）時(shí)，氮封閥關(guān)閉，停止氮?dú)夤?yīng)；當(dāng)氣相空間壓力低于設(shè)定值（如0.4KPa）時(shí)，氮封閥開(kāi)啟，開(kāi)始補(bǔ)充氮?dú)狻?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?.5-0.7MPa。
氮封閥主要用于儲(chǔ)罐頂部，維持儲(chǔ)罐的微正壓，隔離物料與外界接觸，減少物料的揮發(fā)和浪費(fèi)，保護(hù)儲(chǔ)罐安全。化工儲(chǔ)罐氮封閥故障解決辦法是否要設(shè)氮封設(shè)施和氮封閥可參考如下規(guī)定：
1.SH/T3007《石油化工儲(chǔ)運(yùn)系統(tǒng)罐區(qū)設(shè)計(jì)規(guī)范》其他甲B、乙A類(lèi)液體化工品有特殊儲(chǔ)存需要時(shí)，可以選用固定頂儲(chǔ)罐、低壓儲(chǔ)罐和容量小于或等于100m3的臥式儲(chǔ)罐，但應(yīng)采取下列措施之一：
①設(shè)置氮?dú)饣蚱渌栊詺怏w密封保護(hù)系統(tǒng)，密閉收集處理罐內(nèi)排出的氣體；
②設(shè)置氮?dú)饣蚱渌栊詺怏w密封保護(hù)系統(tǒng)，控制儲(chǔ)存溫度低于閃點(diǎn)5℃及以下。
儲(chǔ)存I、工級(jí)毒性的甲B、乙A類(lèi)液體儲(chǔ)罐不應(yīng)大于10000m3，且應(yīng)設(shè)置氮?dú)饣蚱渌栊詺怏w密封保護(hù)系統(tǒng)。
2.《石油化工儲(chǔ)運(yùn)罐區(qū)VOCs治理項(xiàng)目指導(dǎo)意見(jiàn)》規(guī)定：甲B、乙A類(lèi)中間原料儲(chǔ)罐、芳烴類(lèi)儲(chǔ)罐、輕污油儲(chǔ)罐、酸性水罐、排放氣中含有較高濃度油氣和硫化物等需對(duì)排放氣體進(jìn)行收集治理的儲(chǔ)罐應(yīng)設(shè)置氮?dú)饷芊庀到y(tǒng)。
3.其他為防止儲(chǔ)罐揮發(fā)性有毒或可燃?xì)怏w泄放到罐外危害安全或防止儲(chǔ)罐內(nèi)物料與氧接觸氧化或發(fā)生化學(xué)反應(yīng)等場(chǎng)合。
2 化工儲(chǔ)罐氮封閥故障解決辦法的工作原理
當(dāng)?shù)忾y關(guān)閉時(shí)，主閥的活塞是在一個(gè)密封室內(nèi)，當(dāng)儲(chǔ)罐壓力等于或大于設(shè)定的壓力時(shí)，膜片就被向上頂起，氣導(dǎo)閥在彈簧的作用下向上移動(dòng)，把氣導(dǎo)閥上的密封圈緊緊壓在閥座上，關(guān)閉了控制氣的進(jìn)口，同時(shí)特殊閥芯室的壓力增加并接近氮?dú)饪偣艿膲毫Γ藟毫νㄟ^(guò)內(nèi)部通道，從特殊閥芯室傳到主閥閥芯室。主閥的活塞就處于氮?dú)饪偣軌毫Φ淖饔茫捎谥鏖y閥芯上、下所受氣體壓力平衡，所以主閥閥芯在自重和彈簧的作用下將閥門(mén)緊密關(guān)死。
如圖2所示，氮封閥打開(kāi)時(shí)，當(dāng)儲(chǔ)罐壓力稍微低于設(shè)定壓力時(shí)，膜片因?yàn)楦袘?yīng)壓力下降而向下移動(dòng)，推動(dòng)氣導(dǎo)閥打開(kāi)，氮?dú)饨?jīng)過(guò)孔板、氣導(dǎo)閥的出口進(jìn)入儲(chǔ)罐，使儲(chǔ)罐內(nèi)的壓力增加，同時(shí)氣導(dǎo)閥的特殊閥芯室的壓力下降，氮?dú)馔ㄟ^(guò)內(nèi)部通道從特殊閥芯室進(jìn)入主閥閥芯室。由于主閥閥芯的活塞面積大于主閥閥座孔面積，并有彈簧的彈力和主閥的重量，所以當(dāng)儲(chǔ)罐壓力稍微低于設(shè)定點(diǎn)時(shí)，特殊閥芯室和主閥閥芯室的壓力降低很小，主閥仍然保持關(guān)閉，氮?dú)庵粡臍鈱?dǎo)閥進(jìn)入儲(chǔ)罐。
P1S1=P2S2 + F + G
式中：P1- 主閥入口壓力；P2- 主閥閥芯室壓力；S1- 主閥閥座孔面積；S2- 主閥閥芯活塞面積；F- 彈簧彈力；G- 主閥重量。
當(dāng)儲(chǔ)罐壓力下降較大時(shí)，由于流過(guò)氣導(dǎo)閥的氮?dú)饬吭黾樱鏖y閥芯室壓力繼續(xù)下降，當(dāng)P1=P2?S2/S1+ F/S1+ G/S1時(shí)，主閥打開(kāi)，氦氣大量流人儲(chǔ)罐，壓力迅速升高。在診斷壓力口，安裝診斷壓力表，測(cè)量主閥閥芯室壓力，然后將該壓力同氮?dú)饪偣軌毫Ρ容^，便可知?dú)鈱?dǎo)閥和主閥的運(yùn)行情況。
化工儲(chǔ)罐氮封閥故障解決辦法性能特點(diǎn)
1、無(wú)需外加能源，能在無(wú)電、無(wú)氣的場(chǎng)合工作，既方便又節(jié)約能源，降低成本。
2、氮封裝置供氮，泄氮壓力設(shè)定方便，可在連續(xù)經(jīng)營(yíng)的條件下進(jìn)行。
3、壓力檢測(cè)膜片有效面積大，設(shè)定彈簧剛度小、動(dòng)作靈敏、裝置工作平衡。
4、采用無(wú)填料設(shè)計(jì)，閥桿所受磨擦力小、反應(yīng)迅速、控制精度高。
5、供氮裝置采用指揮器操作，減壓比可達(dá)100:1，減壓效果好、控制精度高。
6、氮?dú)鈮毫υO(shè)定范圍廣，低至0.5Kpa高至1000Kpa，比值達(dá)高；
7、調(diào)節(jié)調(diào)壓力檢測(cè)膜片有效面積大，設(shè)定彈簧剛度小，動(dòng)作極靈敏。
化工儲(chǔ)罐氮封閥故障解決辦法主要技術(shù)參數(shù)
| 公稱(chēng)通徑(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 | 3.2 | 5 | 8 | 10 | 20 | 32 | 50 | 80 | 100 | 160 | 250 | 400 |
| 壓力調(diào)節(jié)范圍 | 0.5～70 20～120 60～400 300～700 500～1000 KPa | |||||||||||
| 公稱(chēng)壓力PN | 1.0、1.6 MPa | |||||||||||
| 被調(diào)介質(zhì)溫度 | 80、200 ℃ | |||||||||||
| 流量特性 | 快開(kāi)型 | |||||||||||
| 調(diào)節(jié)精度 | ≤5% | |||||||||||
| 允許壓降(MPa) | 1.6 | 1.6 | 1.1 | 0.6 | 0.4 | |||||||
| 薄膜有效面積(C㎡) | 200 | 280 | 400 | |||||||||
| 允許泄漏量 | 符合ANSIB16.104—1976 IV級(jí) | |||||||||||
| 閥蓋形式 | 標(biāo)準(zhǔn)型 (整體式) | |||||||||||
| 壓蓋型式 | 螺栓壓緊式 | |||||||||||
| 密封填料 | V型聚四氟乙烯填料、含浸聚四氟乙烯石棉填料、石棉紡織填料、石墨填料 | |||||||||||
| 閥芯形式 | 單座型閥芯 | |||||||||||
| 流量特性 | 直線(xiàn)性 | |||||||||||
化工儲(chǔ)罐氮封閥故障解決辦法主要外形尺寸
| 公稱(chēng)通徑(DN) | 20 | 25 | 32 | 40 | 50 | 65 | 80 | 100 | 125 | 150 |
| L | 150 | 160 | 180 | 200 | 230 | 290 | 310 | 350 | 400 | 480 |
| H | 52.5 | 57.5 | 75 | 75 | 85.5 | 92.5 | 100 | 110 | 142.5 | 158 |
| H1 | 330 | 330 | 350 | 350 | 360 | 430 | 440 | 450 | 520 | 650 |
| A | 310 | 400 | ||||||||
3 化工儲(chǔ)罐氮封閥故障解決辦法故障分析及處理
（1）某大芳烴裝置開(kāi)車(chē)初期，發(fā)現(xiàn)24臺(tái)氮封閥工作都不正常。拆閥檢查，發(fā)現(xiàn)氮封閥的氣導(dǎo)閥、主閥和兩個(gè)閥芯室內(nèi)壁等沾了一層厚厚的污垢，經(jīng)過(guò)擦拭，涂潤(rùn)滑脂后能正常使用。在閥座處還發(fā)現(xiàn)了一些焊渣導(dǎo)致開(kāi)車(chē)后管道內(nèi)的鐵銹、殘存的雜物等被氮?dú)獯档搅说忾y內(nèi)，使主閥不能回到閥座上。
（2）導(dǎo)壓管堵塞。如果導(dǎo)壓管堵塞，氮封閥沒(méi)有反饋信號(hào)，也會(huì)造成氮?dú)獠煌５叵蚬迌?nèi)補(bǔ)充，按照如圖3所示的步驟檢查是否屬于此類(lèi)原因。
（3）彈簧彈力變小。如果氣導(dǎo)閥、主閥和兩個(gè)閥芯室不臟，而且導(dǎo)壓管也未堵塞，應(yīng)檢查氣導(dǎo)閥下面小彈簧的彈力，若彈力減小，會(huì)使氮封閥不停地補(bǔ)氣。可以將彈簧拉長(zhǎng)，增加其彈力。
（4）密封圈損壞。氣導(dǎo)閥在工作過(guò)程中動(dòng)作較頻繁。使密封圈經(jīng)常受到閥座的沖擊，導(dǎo)致密封圈磨損或斷裂，起不到密封作用，更換密封圈即可。
（5）控制氣入口與氣導(dǎo)閥出口裝反。這屬于產(chǎn)品質(zhì)量問(wèn)題。結(jié)合氮封閥的工作原理圖，即可作出判斷。
