儲罐氮封閥工作原理
上海申弘閥門有限公司
之前介紹組合式減壓閥產(chǎn)品檢驗(yàn)報(bào)告，現(xiàn)在介紹儲罐氮封閥工作原理ZZYVP-16B(ZZDQ)氮封閥是本廠自主開發(fā)、研制的一套自力式微壓力控制系統(tǒng)，主要用于保持容量頂部保護(hù)氣(一般為氮?dú)?的壓力恒定，以避免容量內(nèi)物料與空氣直接按觸，防止物料揮發(fā)、被氧化，以及容器的安全。特別適用于各類大型儲罐的氣封保護(hù)系統(tǒng)。該產(chǎn)品具有節(jié)能、動作靈敏、運(yùn)行可靠、操作與維修方便等特點(diǎn)。氮封閥被廣泛應(yīng)用于石油、化工等行業(yè)。
■ 儲罐氮封閥工作原理特點(diǎn)
·無需外加能源，能在無電、無氣的場合工作，既方便，又節(jié)約能源，降低成本；
·氮封裝置供氮、泄氮壓力設(shè)定方便，可在連續(xù)生產(chǎn)的條件下進(jìn)行；
·壓力檢測膜片有效面積大，設(shè)定彈簧剛度小，動作靈敏，裝置工作平穩(wěn)；
·采用無填料設(shè)計(jì)，閥桿所受磨擦力小，反應(yīng)迅速，控制精度高；
·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；
·為確保儲罐的安全，需在罐頂設(shè)置呼吸閥；
·呼吸閥僅起安全作用，避免了常規(guī)氮封裝置中啟閉頻繁易損壞的缺陷。
結(jié)構(gòu)與工作原理
氮封裝置是由供氮裝置(見圖一)和泄氮裝置（見圖二)兩部分組成。供氮裝置由指揮器和主閥兩部分組成；泄氮裝置由反饋的壓開型微壓調(diào)節(jié)閥組成。氮?dú)鈮毫σ话阍O(shè)為100mmH2O，通過氮封裝置控制。
當(dāng)儲罐進(jìn)液閥開啟，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)壓力升至高于泄氮裝置壓力設(shè)定值時(shí)，泄氮裝置打開，向外界釋放氮?dú)?。使罐?nèi)壓力下降，降至泄氮壓力設(shè)定點(diǎn)時(shí)，泄氮裝置自動關(guān)閉。
當(dāng)儲罐出液閥開啟，用戶放料時(shí)，氣相部分容積增大，罐內(nèi)壓力降低，供氮裝置開啟，向儲罐注入氮?dú)?，使罐?nèi)壓力上升，當(dāng)罐內(nèi)壓力上升至供氮裝置自動關(guān)閉。
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ZZYVP-16B（ZZDQ）型氮封閥
■概述
ZZYVP-16B(ZZDQ)氮封閥是本廠自主開發(fā)、研制的一套自力式微壓力控制系統(tǒng)，主要用于保持容量頂部保護(hù)氣(一般為氮?dú)?的壓力恒定，以避免容量內(nèi)物料與空氣直接按觸，防止物料揮發(fā)、被氧化，以及容器的安全。特別適用于各類大型儲罐的氣封保護(hù)系統(tǒng)。該產(chǎn)品具有節(jié)能、動作靈敏、運(yùn)行可靠、操作與維修方便等特點(diǎn)。氮封閥被廣泛應(yīng)用于石油、化工等行業(yè)。
■ 特點(diǎn)
·無需外加能源，能在無電、無氣的場合工作，既方便，又節(jié)約能源，降低成本；
·氮封裝置供氮、泄氮壓力設(shè)定方便，可在連續(xù)生產(chǎn)的條件下進(jìn)行；
·壓力檢測膜片有效面積大，設(shè)定彈簧剛度小，動作靈敏，裝置工作平穩(wěn)；
·采用無填料設(shè)計(jì)，閥桿所受磨擦力小，反應(yīng)迅速，控制精度高；
·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；
·為確保儲罐的安全，需在罐頂設(shè)置呼吸閥；
·呼吸閥僅起安全作用，避免了常規(guī)氮封裝置中啟閉頻繁易損壞的缺陷。
■ 結(jié)構(gòu)與工作原理
氮封裝置是由供氮裝置(見圖一)和泄氮裝置（見圖二)兩部分組成。供氮裝置由指揮器和主閥兩部分組成；泄氮裝置由反饋的壓開型微壓調(diào)節(jié)閥組成。氮?dú)鈮毫σ话阍O(shè)為100mmH2O，通過氮封裝置控制。
當(dāng)儲罐進(jìn)液閥開啟，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)壓力升至高于泄氮裝置壓力設(shè)定值時(shí)，泄氮裝置打開，向外界釋放氮?dú)狻Ｊ构迌?nèi)壓力下降，降至泄氮壓力設(shè)定點(diǎn)時(shí)，泄氮裝置自動關(guān)閉 當(dāng)儲罐出液閥開啟，用戶放料時(shí)，氣相部分容積增大，罐內(nèi)壓力降低，供氮裝置開啟，向儲罐注入氮?dú)?，使罐?nèi)壓力上升，當(dāng)罐內(nèi)壓力上升至供氮裝置自動關(guān)閉。
■ 供氮裝置工作原理
氮封裝置結(jié)構(gòu)(見圖四)，將設(shè)在罐頂?shù)娜狐c(diǎn)的介質(zhì)經(jīng)導(dǎo)壓管引入檢測機(jī)構(gòu)(7)、介質(zhì)在檢測元件上產(chǎn)生一個(gè)作用力與彈簧(8)、預(yù)緊力相平衡。當(dāng)罐內(nèi)壓力降低至低于供氮裝置壓力設(shè)定點(diǎn)時(shí)，平衡破壞，使指揮器閥芯(6)打開，使閥前氣體經(jīng)減壓閥(5)、節(jié)流閥(4)、進(jìn)入主閥執(zhí)行機(jī)構(gòu)(3)上、下膜室，打開主閥閥芯(2)、向罐內(nèi)充注氮?dú)?；?dāng)罐內(nèi)壓力升至供氮裝置壓力設(shè)定點(diǎn)，由于預(yù)設(shè)彈簧力，關(guān)閉指揮器閥芯(6)、由于主閥執(zhí)行機(jī)構(gòu)中彈簧作用，關(guān)閉主閥，停止供氮。
貯罐的氮封有兩種形式均在正常運(yùn)行，這兩種形式的氮?dú)獾牡獨(dú)鈦碓磯毫鶠榈獨(dú)怃撈縼淼牡獨(dú)猓獨(dú)鈮毫芨?，但氮?dú)夤艿垒^細(xì)，均沒有減壓閥，而直接進(jìn)入自力式氮封閥，自力式氮封閥有自動調(diào)壓的功能，沒有必要再在前面設(shè)置減壓閥，貯罐的氮封壓力很低，我們控制在±500pa，對于貯槽的保護(hù)一種型式是通 過與自力式氮封閥配套的安裝在貯槽頂?shù)牡忾y來控制的，該 氮封閥 也是由自力式調(diào)節(jié)閥廠家提供的，氮封閥的作用是配合自力式調(diào)節(jié)閥工作起到安全的作用，在壓力過高時(shí)，如當(dāng)貯罐的壓力在+500pa時(shí)，雖然氮封閥停止進(jìn)入氮?dú)?，但?dāng)貯罐繼續(xù)進(jìn)入物料時(shí)，貯罐的壓力上升，則貯罐內(nèi)的物料通過氮封閥排出氣體，以維持貯罐內(nèi)的氣體的壓力維持不超過+500pa，使貯槽不超壓，我們是不設(shè)安全閥的，而是通過氮封閥控制的，當(dāng)貯罐壓力將低于－500pa時(shí)，自力式 調(diào)節(jié)閥 進(jìn)入氮?dú)庖允官A罐壓力不致過低。
還有一種形式則是自力式調(diào)節(jié)閥與帶雙水封的呼吸槽配套，貯罐壓力也是控制±500pa，工作原理基本同上，當(dāng)壓力達(dá) 到+500pa時(shí)，貯罐內(nèi)的氣體沖破呼吸槽的水封，保持了貯罐內(nèi)的壓力不超過+500pa，當(dāng)貯罐內(nèi)的壓力過低時(shí)，一方面自力式調(diào)節(jié)閥動作補(bǔ)充氮?dú)獾劫A 罐，以維持氮?dú)鈮毫Σ恢逻^低，萬一自力式調(diào)節(jié)閥故障時(shí)，呼吸槽的另一個(gè)水封起了作用，外界氣體沖破另一水封進(jìn)入貯罐，以維持貯罐壓力不致過低到 －500pa，避免了貯罐的吸弊，這種形式也沒有安全閥。上述的形式，即防止了貯罐的正壓可能帶來的超壓現(xiàn)象，也避免了貯罐負(fù)壓可能帶來的貯罐吸弊現(xiàn)象，確保了貯罐的安全。
故障分析及處理
（1）某大芳烴裝置開車初期，發(fā)現(xiàn)24臺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)過擦拭，涂 潤滑脂后能正常使用。在閥座處還發(fā)現(xiàn)了一些焊渣導(dǎo)致開車后管道內(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，氮封閥沒有反饋信號，也會造成氮?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，會使氮封閥不停地補(bǔ)氣?？梢詫椈衫L，增加其彈力。
（4）密封圈損壞。氣導(dǎo)閥在工作過程中動作較頻繁。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)量問題。結(jié)合氮封閥的工作原理圖，即可作出判斷。
■ 泄氮裝置工作原理
上海申弘閥門有限公司主營閥門有：減壓閥(氣體減壓閥,可調(diào)式減壓閥,水減壓閥,蒸汽減壓閥泄氮裝置結(jié)構(gòu)(見圖五)，該裝置采用內(nèi)反饋結(jié)構(gòu)，介質(zhì)直接經(jīng)閥蓋進(jìn)入檢測機(jī)構(gòu)(2)，介質(zhì)在檢測元件上產(chǎn)生一個(gè)作用力與預(yù)設(shè)彈簧(3)預(yù)緊力平衡。當(dāng)罐內(nèi)壓力升高至高于泄氮裝置壓力設(shè)定點(diǎn)時(shí)，平衡被破壞，使閥芯(1)上移，打開閥門，向外界泄放氮?dú)?；?dāng)罐內(nèi)壓力降至泄氮裝置壓力設(shè)定點(diǎn)，由于預(yù)設(shè)彈簧力作用，關(guān)閉閥門。
■ 說明
·一般供氮?dú)鈮毫υ?×105～10×105Pa之間；
·罐頂呼吸閥僅起安全作用，是在主閥失靈，導(dǎo)致罐內(nèi)壓力過高或過低時(shí)，起到安全作用，在正常情況下不工作；
·泄氮閥安裝在罐頂，口徑一般在進(jìn)液閥口徑一致；
·一般泄氮閥的壓力設(shè)定點(diǎn)略大于供氮閥的壓力設(shè)定點(diǎn)，以免供、泄氮裝置頻繁工作，浪費(fèi)氮?dú)狻⒂绊懺O(shè)備使用壽命。
·若用戶工況有與選型手冊有異，望來電與本廠技術(shù)開發(fā)部，協(xié)商解決。
■ 供氮裝置工作原理
氮封裝置結(jié)構(gòu)(見圖四)，將設(shè)在罐頂?shù)娜狐c(diǎn)的介質(zhì)經(jīng)導(dǎo)壓管引入檢測機(jī)構(gòu)(7)、介質(zhì)在檢測元件上產(chǎn)生一個(gè)作用力與彈簧(8)、預(yù)緊力相平衡。當(dāng)罐內(nèi)壓力降低至低于供氮裝置壓力設(shè)定點(diǎn)時(shí)，平衡破壞，使指揮器閥芯(6)打開，使閥前氣體經(jīng)減壓閥(5)、節(jié)流閥(4)、進(jìn)入主閥執(zhí)行機(jī)構(gòu)(3)上、下膜室，打開主閥閥芯(2)、向罐內(nèi)充注氮?dú)?；?dāng)罐內(nèi)壓力升至供氮裝置壓力設(shè)定點(diǎn)，由于預(yù)設(shè)彈簧力，關(guān)閉指揮器閥芯(6)、由于主閥執(zhí)行機(jī)構(gòu)中彈簧作用，關(guān)閉主閥，停止供氮。
型號為：025×015ZZYVP-16B(ZZDQ)16S0.5～5.5-1P表示公稱通徑(DN)為25mm，閥座直徑(dg)為15mm，公稱壓力(PN)為1.6MPa，連接法蘭按制造廠標(biāo)準(zhǔn)，壓力調(diào)節(jié)閥范圍為0.5～5kPa，供氮壓力為1kPa，閥體材質(zhì)為ZG1Cr18Ni9Ti的一套供氮裝置；
型號為：040ZZYVP-16B(ZZD)×1.0S0.5～5.5-1.5P表示公稱通徑(DN)為40mm，公稱壓力(PN)為0.1MPa，連接法蘭按制造廠標(biāo)準(zhǔn)，壓力調(diào)節(jié)閥范圍為0.5～5kPa，泄氮壓力為1.5kPa，閥體材質(zhì)為ZG1Cr18Ni9Ti的一套泄氮裝置；與本產(chǎn)品相關(guān)論文：TA4鈦合金旋塞閥
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