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液體儲(chǔ)罐氮封閥+泄氮閥控制原理

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    液體儲(chǔ)罐氮封閥+泄氮閥控制原理

    是一種控制閥后壓力的調(diào)節(jié)閥,其初始位置的閥芯在開啟位置,當(dāng)指揮器執(zhí)行機(jī)器檢測(cè)到閥后壓力升高至設(shè)定值,自動(dòng)關(guān)閉指揮器,隨即主閥開度逐漸減小,直至閥后壓力穩(wěn)定在要求的設(shè)定值。儲(chǔ)罐罐壁的腐蝕:包括外壁和內(nèi)壁。外壁接觸式常壓儲(chǔ)罐周圍的環(huán)境,一般為石化企業(yè),工業(yè)大氣中含有有害氣體如二氧化硫、硫化氫、二氧化氮等,由于吸附、冷凝作用或雨水等原因,空氣中的水蒸氣或罐外的雨水。壁面形成水膜,水可能被酸、堿、鹽等雜質(zhì)溶解,會(huì)產(chǎn)生電解液的作用,導(dǎo)致金屬表面電化學(xué)腐蝕。由于電解液層相對(duì)較薄,所以外壁的電化學(xué)腐蝕相對(duì)溫和且均勻。但在罐頂凹陷處、焊縫凹陷處、保溫層易積水處、風(fēng)阻環(huán)與罐壁連接處等易積水處,會(huì)形成嚴(yán)重的局部腐蝕。

    ZZYVP型帶指揮器調(diào)壓閥19.jpg

    《石油庫(kù)設(shè)計(jì)規(guī)范 》(GB 50074-2014)規(guī)定,當(dāng)選用內(nèi)浮頂儲(chǔ)罐、固定頂儲(chǔ)罐儲(chǔ)存沸點(diǎn)低于45℃或在37.8℃時(shí)的飽和蒸氣壓大于88kPa的甲B類液體時(shí),應(yīng)設(shè)置氮?dú)饷芊獗Wo(hù)系統(tǒng)。當(dāng)采用容量小于或等于10000m3的固定頂儲(chǔ)罐、低壓儲(chǔ)罐或容量不大于100m3的臥式儲(chǔ)罐儲(chǔ)存沸點(diǎn)不低于45℃或在37.8℃時(shí)的飽和蒸氣壓不大于88kPa的甲B、乙A類液體化工品和輕石腦油時(shí),應(yīng)設(shè)置氮?dú)饷芊獗Wo(hù)系統(tǒng)。儲(chǔ)存Ⅰ、Ⅱ級(jí)毒性的甲B、乙A類液體儲(chǔ)罐應(yīng)設(shè)置氮封保護(hù)系統(tǒng)。有些甲B、乙A類液體化工品有防聚合等特殊儲(chǔ)存需要,不適宜采用內(nèi)浮頂儲(chǔ)罐,可選用固定頂儲(chǔ)罐、低壓儲(chǔ)罐和容量小于或等于50m3的臥式儲(chǔ)罐,但應(yīng)采取氮封等安全保護(hù)措施,典型的易自聚不穩(wěn)定的丁二烯、苯乙烯儲(chǔ)罐,應(yīng)設(shè)置氮封系統(tǒng),防止空氣進(jìn)入儲(chǔ)罐。

    ZZYVP型帶指揮器調(diào)壓閥27.jpg

      當(dāng)儲(chǔ)罐出液閥開啟,放料時(shí),液面下降,氣相部分容積增大,罐內(nèi)氮?dú)鈮毫档?,供氮閥開啟,向儲(chǔ)罐注入氮?dú)猓迌?nèi)氮?dú)鈮毫ι仙?,?dāng)罐內(nèi)壓力上升至供氮閥壓力設(shè)定值時(shí),供氮閥自動(dòng)關(guān)閉。儲(chǔ)罐內(nèi)壁有兩個(gè)重要的腐蝕部位,分別是底部焊縫以上0-300 mm范圍內(nèi)的罐壁和介質(zhì)液位波動(dòng)(即油氣界面附近)。雜質(zhì)水在中長(zhǎng)期沉積,地層水在灌溉時(shí),由于排水管的中心線一般高于池壁約300毫米,所以池底總有200毫米-300毫米的水,沉積水中含有大量的氯化物、硫化物、氧氣、酸性物質(zhì)等,形成強(qiáng)電解質(zhì)溶液,產(chǎn)生電化學(xué)腐蝕,引起嚴(yán)重的局部腐蝕槽扎根。罐壁液位波動(dòng),由于介質(zhì)和介質(zhì)上部氣象空間氧含量不同,會(huì)形成氧濃度差電池而引起腐蝕。由于液位處干濕條件的頻繁變化,也會(huì)導(dǎo)致沉積物的堆積,形成亞尺度腐蝕。在進(jìn)出儲(chǔ)罐的過(guò)程中,液位的變化和攪拌作用加速了兩種腐蝕。

    當(dāng)采用固定頂罐或低壓罐(單罐容積不小于100m3)儲(chǔ)存甲B、乙A類液體時(shí),應(yīng)采用氮?dú)饣蚨栊詺怏w密封措施。如常見(jiàn)的甲醇、甲苯等甲B類物質(zhì);再如可燃液體二硫化碳,自燃點(diǎn)、沸點(diǎn)及閃點(diǎn)均較低,具有的揮發(fā)性、易燃性和爆炸性,采用固定頂罐水封加氮封儲(chǔ)存比采用單純的內(nèi)浮頂罐儲(chǔ)存更安全可靠。

    氮封閥裝置系統(tǒng)圖.jpg

        當(dāng)儲(chǔ)罐進(jìn)液閥開啟,進(jìn)料時(shí),液面上降,氣相部份容積減小,罐內(nèi)壓力升高,當(dāng)高于泄氮閥壓力設(shè)定值時(shí),泄氮閥打開,向外界釋放氮?dú)?,罐?nèi)氮?dú)鈮毫ο陆?,降至泄氮閥壓力設(shè)定值時(shí),泄氮閥自動(dòng)關(guān)閉。氮封裝置由供氮裝置和泄氮裝置兩部分組成。供氮裝置由指揮器和主閥兩部分組成;泄氮裝置由內(nèi)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100mmH20,通過(guò)氮封裝置準(zhǔn)確控制。

    當(dāng)儲(chǔ)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,降至泄氯裝置壓力設(shè)定點(diǎn)時(shí),泄氮裝置自動(dòng)關(guān)閉。當(dāng)儲(chǔ)罐出液閥開啟,用戶放料時(shí),液面下降,氣相部分容積增大,罐內(nèi)壓力降低,供氮裝置開啟,向儲(chǔ)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(dòng)關(guān)閉。

    ZZYVP型帶指揮器調(diào)壓4.jpg

    液體儲(chǔ)罐氮封閥+泄氮閥控制原理工作原理

    供氮裝置結(jié)構(gòu),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(cè)機(jī)構(gòu)(7)、介質(zhì)在檢測(cè)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。

    泄氮裝置工作原理

    泄氮裝置結(jié)構(gòu),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(cè)機(jī)構(gòu)(2),介質(zhì)在檢測(cè)元件上產(chǎn)生一個(gè)作用力與預(yù)設(shè)彈簧(3)預(yù)緊力相平衡。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)猓划?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。

    ZZYVP型帶指揮器調(diào)壓閥26.jpg

    液體儲(chǔ)罐氮封閥+泄氮閥控制原理選用說(shuō)明:

        一般供氮壓力在300~800KPa左右,氮封設(shè)定壓力1KPa,泄氮壓力2KPa,呼吸閥呼氣壓力3KPa,吸氣壓力-300Pa。

        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(guò)高或過(guò)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,口徑一般與進(jìn)液閥口徑相近,但工況參數(shù)不一樣,需進(jìn)選型計(jì)算再定。

    一般供氮閥選用ZZYVP-16B型指揮器自力式壓力調(diào)節(jié)閥,泄氮閥選用ZZVP-16K自力式微壓調(diào)節(jié)閥、呼吸閥采用阻火式。

    ZZYVP型帶指揮器調(diào)壓閥25.jpg

    液體儲(chǔ)罐氮封閥+泄氮閥控制原理技術(shù)參數(shù)和性能

    閥體

    公稱通徑DN25、32、40、50、65、80、100mm
    公稱壓力PN1.0M Pa JB/T79.1-94、79.2-94等
    法蘭標(biāo)準(zhǔn)
    閥體材料鑄鐵(HT200)、鑄鋼(ZG230-450)、鑄不銹鋼(ZG 1Cr18Ni9Ti、ZG1Cr18Ni12Mo2Ti)
    閥芯材料硬密封不銹鋼(1Cr18Ni9Ti、1Cr18Ni12Mo2Ti) 不銹鋼鑲嵌橡膠圈
    軟密封
    閥桿材料不銹鋼(1Cr18Ni9Ti、1Cr18Ni12Mo2Ti)
    流量特性-
    使用溫度

    執(zhí)行器

    壓力設(shè)定范圍(KPa)0.4~0.5 5~10 9~14 13~19 18~24 22~28 27~33
    36~44 42~51 49~58 56~66
    膜蓋材料A3、A4鋼板涂四氟乙烯
    膜片材料丁晴橡膠、乙炳橡膠、氟橡膠、耐油橡膠

    性能

    設(shè)定值偏差±5%允許泄露量
    允許泄露量標(biāo)準(zhǔn)型IV級(jí)(符合GB/T4312-92標(biāo)準(zhǔn))
    嚴(yán)密型VI級(jí)(符合GB/T4312-92標(biāo)準(zhǔn))

    五、液體儲(chǔ)罐氮封閥+泄氮閥控制原理 額定流量系數(shù)、額定行程、性能

    ZZDG供氮裝置

    公稱通徑DN253240506580100
    閥座通徑Dn5678101215202532405065120100
    流量系數(shù)Kv0.20.320.50.81.82.84.46.91120304875120190
    額定行程L810142025

    ZZDX泄氮裝置

    公稱通徑DN20253240506580100
    閥座通徑Dn20253240506580100
    流量系數(shù)Kv6.91120304875120190
    額定行程L810142025

    六、液體儲(chǔ)罐氮封閥+泄氮閥控制原理規(guī)格用技術(shù)參數(shù):

    主要參數(shù)及主要性能指標(biāo)見(jiàn)表一                       表一

    公稱通徑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、

    公稱壓力PN(MPa)

    1.6

    被調(diào)介質(zhì)溫度(℃)

    -5~+100

    流量特性

    快開

    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M10×1.5

    M16X1.5


    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

    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

    膜片

    橡膠夾增強(qiáng)滌綸織物/四氟膜片/氟橡膠膜片

    彈簧

    1Cr18Ni9Ti、60Si2Mn





    七、液體儲(chǔ)罐氮封閥+泄氮閥控制原理壓力調(diào)節(jié)范圍確定

        設(shè)定壓力調(diào)節(jié)范圍分段詳見(jiàn)規(guī)格與技術(shù)參數(shù)表,應(yīng)盡量將常用壓力設(shè)定值選取在范圍的中間值附近。ZZYVP-16B帶指揮器型自力式壓力氮封閥本身是一種調(diào)節(jié)系統(tǒng),主閥需一定的推動(dòng)壓力,即閥前壓力不得低于200KPa(表壓)。

    ZZYVP型帶指揮器調(diào)壓閥46.jpg

    十、液體儲(chǔ)罐氮封閥+泄氮閥控制原理安裝、維護(hù)、調(diào)試

    1、安裝(見(jiàn)圖三)

        檢查整機(jī)零件是否缺損與松動(dòng),對(duì)使用有害人體健康的介質(zhì),必須進(jìn)行強(qiáng)度、密封、泄漏與精度測(cè)試。

        在安裝前,對(duì)管道進(jìn)行清洗(否則由于焊渣等管道垃圾,損壞閥芯密封面,導(dǎo)致閥門不能正常工作),閥門入口處要有足夠的直管段,并配有過(guò)濾器。閥體與管道的法蘭連接,要注意同軸度。

        安裝場(chǎng)地應(yīng)考慮到人員與設(shè)備的安全,即便于操作,又有利于拆裝與維修。

        閥門應(yīng)正立垂直安裝在水平管道上,導(dǎo)壓管必須安裝在距離閥出口至少六倍于公稱通徑的閥后管道上。閥自重較大與有振動(dòng)的場(chǎng)合,要用支撐架,盡量避免水平安裝。

        介質(zhì)流動(dòng)方向應(yīng)與閥體上的箭頭指向一致。因微壓閥屬于精密儀表,其中指揮器膜片直接承受介質(zhì)壓力,若閥門反裝或管道有反沖壓力,則指揮器膜片由于受壓過(guò)高導(dǎo)致膜片損壞,閥門不能工作。閥門應(yīng)在環(huán)境溫度-25~+55℃場(chǎng)所使用。

        為使自控系統(tǒng)失靈或檢修閥門時(shí),仍能連續(xù)生產(chǎn),應(yīng)設(shè)置旁路閥(見(jiàn)圖三)。

    維護(hù):

        清洗閥門:對(duì)清洗一般介質(zhì),只要用水洗凈就可以。但對(duì)清洗有害健康的介質(zhì),首先要了解其性質(zhì),在選用相應(yīng)的清洗辦法。

        閥門的拆卸:將外露表面生銹的零件先除銹,但在除銹前,要保護(hù)好閥座、閥芯、閥桿與推桿等精密零件的加工表面。拆裝閥座時(shí)應(yīng)使用工具。

        閥芯、閥座:二密封面有較小的銹斑與磨損,可用機(jī)械加工的方法進(jìn)行修理,如損壞嚴(yán)重必須換新。但不管修理或更換后的硬密封面,都必須進(jìn)行研磨。

        閥桿:表面損壞,必須換新。

        壓縮彈簧:如有裂紋等影響強(qiáng)度的缺陷,必須換新。

        易損零件:填料、密封墊片與O型圈,每次檢修時(shí),全部換新。膜片必須檢查是否有預(yù)示將來(lái)可能發(fā)生裂紋、老化與腐蝕等痕跡,根據(jù)檢驗(yàn)結(jié)果,決定是否更換,但膜片使用期一般多2~3年。

        閥門組裝要注意對(duì)中,螺栓要在對(duì)角線上擰緊,滑動(dòng)部分要加潤(rùn)滑油。組裝后應(yīng)按產(chǎn)品出廠測(cè)試項(xiàng)目與方法調(diào)試,并在這期間,可更準(zhǔn)確地調(diào)整填料壓緊力與閥芯關(guān)閉位置。

    氮封閥01.jpg

    液體儲(chǔ)罐氮封閥+泄氮閥控制原理調(diào)試:

        所需要壓力值是通過(guò)對(duì)指揮器頂部的調(diào)節(jié)螺母的操作而得到調(diào)整,打開頂部的防塵蓋,用扳手調(diào)整調(diào)節(jié)螺母。順時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)使壓力增大,逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)則壓力減小。安裝在壓力調(diào)節(jié)閥后的壓力表,可使工作人員借以觀察調(diào)整后的壓力給定值。

    一是應(yīng)采用氮封的儲(chǔ)罐未設(shè)置氮封系統(tǒng)。

    二是后期增加的氮封系統(tǒng)未經(jīng)正規(guī)設(shè)計(jì),系統(tǒng)不能正常使用。

    三是氮封系統(tǒng)壓力得不到有效管控。如進(jìn)儲(chǔ)罐前的氮?dú)夤芫€未設(shè)置自力式調(diào)節(jié)閥、無(wú)壓力表或壓力表選型過(guò)大,僅靠手動(dòng)閥門控制進(jìn)氣量,無(wú)法監(jiān)控氮封壓力;氮封氣源未采用壓力分程控制,或自力式調(diào)節(jié)閥選型不合理,造成氮封壓力過(guò)高、過(guò)低,氮封系統(tǒng)不能正常使用;氮?dú)夤芫€或儲(chǔ)罐上未設(shè)置壓力遠(yuǎn)傳、報(bào)警,壓力得不到有效控制。

    四是氮?dú)夤芫€上的安全設(shè)施不足,如氮?dú)夤芫€上未設(shè)置止回閥。

    五是儲(chǔ)罐頂部未設(shè)置緊急泄放人孔(或緊急泄放閥)等保護(hù)措施。

    六是因氮封壓力不穩(wěn)定或?yàn)榱斯?jié)約成本,將氮?dú)夤芫€閥門關(guān)閉,氮封系統(tǒng)未投用等。