储罐氮封阀系统故障解决办法

储罐氮封阀系统故障解决办法

氮封装置主要用于保持容器顶部保护气（一般为氮气）的压力恒定，以避免容器内物料与空气直接接触，防止物料挥发，被氧化，以及容器的安全。特别适用于大型储罐的气封保护系统。该产品具有节能环保、动作灵敏、运行可靠、操作简单和维修方便等特点。参照常见的提供设计的氮气系统装置方案，储罐氮封系统装置一般主要包含氮封阀，泄氮阀和呼吸阀

氮封系统通常被设计成可在高于大气压力的条件下运行，这样可防止外部空气进入容器当中。由于许多工艺与应用不希望存在空气中的氧气与湿气，因此从石油化工、食品、饮料、制药与纯净水制造等，许多行业采用氮封工艺。 该文系统的阐述了使用电化学传感器进行氧气测量是防止氧化与爆炸的*直接以及*简单的解决方案。本文接着来分析为什么储罐需要使用氮封系统？

储罐氮封阀系统故障解决办法

自力式氮封阀压力设定在指挥器上的弹簧上实现，拧紧压缩弹簧阀后压力变大，反之则变小，操作简单因而存在方便、便捷、比一般的直接取压自力式压力调节阀精度要高;一般用于储罐氮封系统;调节和稳定储罐的氮气压力，控制精度极其灵敏，控制精度阀后能达到0.0001MPa(100pa，0.1kp)运行过程中压力可以连续调节,特别适合是控制微压场合的工况。

现在介绍储罐用泄氮阀工艺方案储罐用泄氮阀/泄氮装置采用内反馈结构，介质直接经阀盖进入检测机构，介质在检测元件上产生一个作用力与预设弹簧预紧力相平衡。当罐内压力升高于泄氮装置压力设定点时，平衡被破坏，使阀芯上移，打开阀门，向外界泄放氮气；当罐内压力降至泄氮装置压力设定点时，由于预设弹簧力作用，关闭阀门。

在储罐上设置氮封系统装置，维持罐内气相空间压力在1.2KPa左右，当气相空间压力高于1.4KPa时，氮封阀关闭，停止气供应；当气相空间压力低于0.8KPa时，氮封阀开启，开始补充氮气，保证储罐在正常运行过程中不吸进空气，防止形成爆炸性气体。储罐氮封系统装置使用的氮气纯度不宜低于99.96%，氮气压力宜为0.5~0.6MPa。

储罐氮封阀系统故障解决办法结构工作原理分解：
如图2所示，氮封阀打开时，当储罐压力稍微低于设定压力时，膜片因为感应压力下降而向下移动，推动气导阀打开，氮气经过孔板、气导阀的出口进入储罐，使储罐内的压力增加，同时气导阀的特殊阀芯室的压力下降，氮气通过内部通道从特殊阀芯室进入主阀阀芯室。由于主阀阀芯的活塞面积大于主阀阀座孔面积，并有弹簧的弹力和主阀的重量，所以当储罐压力稍微低于设定点时，特殊阀芯室和主阀阀芯室的压力降低很小，主阀仍然保持关闭，氮气只从气导阀进入储罐。 P1S1=P2S2 + F + G 式中：P1- 主阀入口压力；P2- 主阀阀芯室压力；S1- 主阀阀座孔面积；S2- 主阀阀芯活塞面积；F- 弹簧弹力；G- 主阀重量。 当储罐压力下降较大时，由于流过气导阀的氮气量增加，主阀阀芯室压力继续下降，当P1=P2S2/S1+ F/S1+ G/S1时，主阀打开，氦气大量流人储罐，压力迅速升高。在诊断压力口，安装诊断压力表，测量主阀阀芯室压力，然后将该压力同氮气总管压力比较，便可知气导阀和主阀的运行情况。

3 储罐氮封阀系统故障解决办法故障分析及处理
（1）某大芳烃装置开车初期，发现24台氮封阀工作都不正常。拆阀检查，发现氮封阀的气导阀、主阀和两个阀芯室内壁等沾了一层厚厚的污垢，经过擦拭，涂润滑脂后能正常使用。在阀座处还发现了一些焊渣导致开车后管道内的铁锈、残存的杂物等被氮气吹到了氮封阀内，使主阀不能回到阀座上。
（2）导压管堵塞。如果导压管堵塞，氮封阀没有反馈信号，也会造成氮气不停地向罐内补充，按照如图3所示的步骤检查是否属于此类原因。
（3）弹簧弹力变小。如果气导阀、主阀和两个阀芯室不脏，而且导压管也未堵塞，应检查气导阀下面小弹簧的弹力，若弹力减小，会使氮封阀不停地补气。可以将弹簧拉长，增加其弹力。
（4）密封圈损坏。气导阀在工作过程中动作较频繁。使密封圈经常受到阀座的冲击，导致密封圈磨损或断裂，起不到密封作用，更换密封圈即可。
（5）控制气入口与气导阀出口装反。这属于产品质量问题。结合氮封阀的工作原理图，即可作出判断。

储罐氮封阀系统故障解决办法装置工艺方案

以4台轻质油内浮顶储罐组成的罐组为例，设计方案如下：

储罐氮封阀系统故障解决办法内浮顶储罐改造

1）封堵储罐罐壁（顶）的通气口。

2）核算罐顶呼吸阀是否满足设置氮封后的需求。呼吸阀的数量及规格按照《石油化工储运系统罐区设计规范》SH/T 3007-2007确定（见表一）。呼吸量除满足储罐的大、小呼吸外，还应考虑氮封阀不能关闭时的进气量等因素。

3）在储罐罐顶增加氮气接入口和引压口。为确保压力取值的准确性，两开口之间的距离不宜小于1m。

4）量油孔应加导向管，确保量油作业时不影响氮封压力。

5）储罐罐顶增加紧急泄压人孔接口。

二、储罐氮封阀系统故障解决办法产品特点

(1)无需外加能源，能在无电、无气的场合工作，既方便又节约能源，降低成本。

(2)氮封装置供氮，泄氮压力设定方便，可在连续销售的条件下进行。

(3)压力检测膜片有效面积大，设定弹簧刚度小、动作灵敏、装置工作平衡。

(4)采用无填料设计，阀杆所受磨擦力小、反应迅速、控制精度高。

(5)供氮装置采用指挥器操作，减压比可达100:1，减压效果好、控制精度高。

(6)为确保储罐的安全，需在罐顶设置呼吸阀。

(7)呼吸阀公起安全作用，避免了常规氮封装置中启闭频繁易损坏的缺陷。

储罐氮封阀系统故障解决办法执行机构部分使用工况及材料选择 表2

储罐氮封阀系统故障解决办法主要参数及主要性能指标见表一 表一

储罐氮封阀系统故障解决办法■压力调节范围见表二 表二

储罐氮封阀系统故障解决办法■主要零件材料见表三 表三

■储罐氮封阀系统故障解决办法外形尺寸见表四、图二 表四 单位：mm

注：1）标准法兰连接形式PN16为凸面，连接尺寸铸铁法兰按GB4216.5-84，铸钢法兰按GB9113-2000、JB/T-94，阀体法兰及法兰端面距也可按用户标准制造，如：ANSI，JIS，DIN等标准。
2）接管根据用户需要配置

■储罐氮封阀系统故障解决办法产品重量见表五 表五 单位：Kg

■储罐氮封阀系统故障解决办法安装、维护与调试

1、储罐氮封阀系统故障解决办法安装：

（1）检查整机零件是否缺损与松动，对使用有害人体健康的介质，必须进行强度、密封、泄漏与精度测试。

（2）在安装前，对管道进行清洗（否则由于焊渣等管道垃圾，损坏阀芯密封面，导致阀门不能正常工作），阀门入口处要有足够的直管段，并配有过滤器。阀体与管道的法兰连接，要注意同轴度。

（3）安装场地应考虑到人员与设备的安全，即便于操作，又有利于拆装与维修。

（4）阀门应正立垂直安装在水平管道上，导压管必须安装在距离阀出口至少六倍于公称通径的阀后管道上。阀自重较大与有振动的场合，要用支撑架，尽量避免水平安装。

（5）介质流动方向应与阀体上的箭头指向一致。因微压阀属于精密仪表，其中指挥器膜片直接承受介质压力，若阀门反装或管道有反冲压力，则指挥器膜片由于受压过高导致膜片损坏，阀门不能工作。阀门应在环境温度-25～+55℃场所使用。

（6）为使自控系统失灵或检修阀门时，仍能连续生产，应设置旁路阀。

2、储罐氮封阀系统故障解决办法维护：

（1）清洗阀门：对清洗一般介质，只要用水洗净就可以。但对清洗有害健康的介质，首先要了解其性质，在选用相应的清洗办法。

（2）阀门的拆卸：将外露表面生锈的零件先除锈，但在除锈前，要保护好阀座、阀芯、阀杆与推杆等精密零件的加工表面。拆装阀座时应使用专用工具。

（3）阀芯、阀座：二密封面有较小的锈斑与磨损，可用机械加工的方法进行修理，如损坏严重必须换新。但不管修理或更换后的硬密封面，都必须进行研磨。

（4）阀杆：表面损坏，必须换新。

（5）压缩弹簧：如有裂纹等影响强度的缺陷，必须换新。

（6）易损零件：填料、密封垫片与O型圈，每次检修时，全部换新。膜片必须检查是否有预示将来可能发生裂纹、老化与腐蚀等痕迹，根据检验结果，决定是否更换，但膜片使用期一般*多2～3年。

（7）阀门组装要注意对中，螺栓要在对角线上拧紧，滑动部分要加润滑油。组装后应按产品出厂测试项目与方法调试，并在这期间，可更准确地调整填料压紧力与阀芯关闭位置。

3、储罐氮封阀系统故障解决办法调试

所需要压力值是通过对指挥器顶部的调节螺母的操作而得到调整，打开顶部的防尘盖，用扳手调整调节螺母。顺时针方向旋转使压力增大，逆时针旋转则压力减小。安装在压力调节阀后的压力表，可使工作人员借以观察调整后的压力给定值