石化煉油罐區氮封閥系統設置優化

自力式氮封閥壓力設定在指揮器上的彈簧上實現，擰緊壓縮彈簧閥后壓力變大，反之則變小，操作簡單因而存在方便、便捷、比一般的直接取壓自力式壓力調節閥精度要高；一般用于儲罐氮封系統；調節和穩定儲罐的氮氣壓力，控制精度極其靈敏，控制精度閥后能達到0.0001MPa （100pa，0.1kp)運行過程中壓力可以連續調節,特別適合是控制微壓場合的工況。

環境保護部和國家質監總局發布《石油煉制工業污染物排放標準》對煉油企業罐區無組織排放的有機廢氣做出限制后，各煉油企業罐區設置了各種不同的油氣回收系統來提高排放廢氣的標準。本文介紹氮封的原理以及氮封在儲罐應用中的效果，目前主流的幾種油氣回收方式的原理，選擇冷凝+吸附油氣回收技術路線的原因及其在儲罐應用中的效果。也叫氮封裝置調節閥，供氮閥，泄氮閥，以閥后壓力為動力源，引入閥后壓力到指揮器膜片上以控制指揮器閥芯位置，改變流經指揮器閥芯的介質壓力和流量，使閥門后端壓力保持精確恒定的調節閥。

1 石化煉油罐區氮封閥系統設置優化罐區為何要設置氮封+儲罐油氣回收系統

工業生產過程中會產生大量對大氣環境有危害的揮發性有機廢氣（VOC）。當前，中國的工業發展進入到了一個新階段，中國的環境問題日益突出，許多地方出現了嚴重的霧霾天氣，以致影響到了人們正常的生活和工作。在這種情況下，必須控制工業等生產領域有害氣體的排放，加大對有機廢氣處理的力度，通過提高廢氣處理技術來降低其對大氣環境的危害，減少其對大氣環境的污染。

正因如此，環境保護部和國家質監總局發布《石油煉制工業污染物排放標準》（GB 31570-2015），對企業VOC排放的指標更加嚴苛。非甲烷總烴排放標準已經從早期的25g/m3提高到120mg/m3，尤其對苯要求不大于4mg/m3， 甲苯要求不大于15mg/m3，二甲苯要求不大于20mg/m3的更嚴苛要求。主要用于儲罐頂部氮氣壓力恒定控制,以保護罐內物料不被氮化及儲罐安全。氮封裝置由快速泄放閥及微壓調節閥兩大部分組成。快速泄放閥由壓力控制器及單座切斷閥組成。

儲罐內壓力升高至設定壓力時,快速泄放閥迅速開啟,將罐內多余壓力泄放。微壓調節閥在儲罐內壓力降低時,開啟閥門,向罐內充注氮氣。因微壓調節閥必須使用在壓力為0.1Mpa壓力以下,現場壓力較高,必須安裝壓力調節閥。

自力式氮封閥優點:

a.無需外加能源,能在無電、無氣的場合工作,既方便又節約能源,降低成本。

b.氮封裝置供氮,泄氮壓力設定方便,可在連續經營的條件下進行。

c.壓力檢測膜片有效面積大,設定彈簧剛度小、動作靈敏、裝置工作平衡。

d.采用無填料設計,閥桿所受磨擦力小、反應迅速、控制精度高。

e.供氮裝置采用指揮器操作,減壓比可達100:1,減壓效果好、控制精度高。

f.為確保儲罐的安全,需在罐頂設置呼吸閥。

g.呼吸閥公起安全作用,避免了常規氮封裝置中啟閉頻繁易損壞的缺陷。

氮封裝置的供(泄)氮壓力設定方便,且可在連續生產的條件下進行;氮氣壓力設定范圍廣,低至0.5Kpa(50mm.w.c),高至Kpa,比值達132倍,壓力檢測膜片有效面積大,設定彈簧剛度小,動作極靈敏。

供氮壓力調整:在微壓調節閥壓力調節范圍內選定一設定值如1Kpa(100mm.w.c),通過調節調整螺絲2以改變彈簧3的預壓縮(拉伸)量來達到;

泄氮壓力調整:在快速泄放閥在的壓力控制器部分,通過調整座3,改變彈簧4預壓縮量達到。一般為避免氮封裝置啟閉頻繁,泄氮設定值應遠離供氮壓力值,如2Kpa(200mm.w.c);

呼吸閥高定值調整:在上述兩設定值調整好后,為避免呼吸閥啟閉頻繁,呼吸閥設定值應大于泄壓設定值。

2 石化煉油罐區氮封閥系統設置優化造成揮發性有機廢氣排放的原因

油品在儲運過程中，不可避免地存在油品損耗。油品儲運系統中的損耗約占加工量的3‰～5‰，其中最主要的損耗方式為蒸發損耗。油品的蒸發損耗主要分為自然通風損耗、“小呼吸"損耗和“大呼吸"損耗。自然通風損耗主要是由于儲罐的密封不嚴造成的。如果罐頂有縫隙或者孔眼，它會引起自然對流而造成自然通風損耗。

當儲罐未進行收發油時，油罐內油品液面處于靜止狀態，油品蒸氣充滿氣體空間，由于罐內氣體空間溫度和油氣濃度的晝夜變化而引起的損耗成為油罐的靜止儲存損耗，又稱作“小呼吸"損耗。

當油罐發油時，油罐內油品液位不斷下降，罐內空氣和油品氣相混合氣體濃度、壓力降低，這將促進油品液面的進一步蒸發。當油罐收油時，由于罐內液體體積增加，罐內氣體壓力增加，當壓力增加到一定數值時，呼吸閥打開，罐內油氣隨之排入大氣中。這種由于液面高度變化而造成的油品損耗成為動液面損耗，又稱為“大呼吸"損耗。

 石化煉油罐區氮封閥系統設置優化技術參數

石化煉油罐區氮封閥系統設置優化應用場合分析

進口自力式氮封閥主要用于儲罐頂部氮氣壓力恒定控制，以保護罐內物料不被氮化及儲罐安全。帶指揮器操作壓力調節閥由快速泄放閥及自力式微壓調節閥兩大部分組成。快速泄放閥由壓力控制器及單座切斷閥組成。
工作原理：儲罐內壓力升高至設定壓力時，快速泄放閥迅速開啟，將罐內多余壓力泄放。微壓調節閥在儲罐內壓力降低時，開啟閥門，向罐內充注氮氣。因微壓調節閥必須使用在壓力為0.1Mpa壓力以下，現場壓力較高，必須安裝壓力調節閥將壓力調節閥將壓力降低至0.1Mpa以下才可使用。公稱壓力0.1Mpa，壓力可按分段設定，從0.5Kpa 至66 Kpa以下，介質溫度溫度≤80℃。

3 石化煉油罐區氮封閥系統設置優化罐區儲罐為何要進行氮封

氮封是指利用氮氣補充儲罐內氣體空間。由于氮氣比油氣輕，所以氮氣浮在油氣上面。當呼氣時，呼出儲罐外的是氮氣和油蒸氣的混合氣體，而不是純粹的油蒸氣。氮氣和油蒸氣的混合氣體送去油氣回收裝置回收的油品量顯然要比純粹的油蒸氣回收的量要小，因此返回裝置回煉的量要小，從而實現了對能源的節約利用。

石化煉油罐區氮封閥系統設置優化結構說明:

供氮裝置,將設在罐頂的取壓點的介質經導壓管引入檢測機構,介質在檢測元件上產生一個作用力與與彈簧、預緊力相平衡。

當罐內壓力降低至低于供氮裝置壓力設定點時,平衡破壞,使指揮器閥芯,打開,使閥前氣體經減壓閥,節流閥、進入主閥執行機構上、下膜室,打開主閥閥芯,向罐內充注氮氣;當罐內壓力升至供氮裝置壓力設定點,由于預設彈簧力,關閉指揮器閥芯、由于主閥執行機構中的彈簧作用,關閉主閥,停止供氮。

泄氮裝置,該裝置采用內反饋結構,介質直接經閥蓋進入檢測機構,介質在檢測元件上產生一個作用力與預設彈簧預緊力相平衡。當罐內壓力升高至高于泄氮裝置壓力設定點時,平衡被破壞,使閥芯上移,打開閥門,向外界泄放氮氣;當罐內壓力降至泄氮裝置壓力設定點,由于預設彈簧力作用,關閉閥門。