氮封设计方案.docx

氮封设计方案
方案一：压力控制设计方案（LPEC ）
一、基本原理
在储罐上设置氮封系统，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，停止氮气供应；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。
储罐氮封系统使用的氮气纯度不宜低于99.96%，氮气压力宜为0.5 0.6MPa。
二、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：
1. 内浮顶储罐改造
1）封堵储罐罐壁（顶）的通气。
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 37-27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和引压。为确保压力取值的准确性，两开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。
2. 工艺流程
1）在每台储罐上设置先导式氮封阀组和限流孔板旁路，正常情况下使用氮封阀组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，停止氮气供应；当气相空间压力低于0.8KPa时，氮封阀开启，开始补充氮气；当氮封阀需要检修或故障时，使用限流孔板旁路给储罐内补充氮气，压力高于1.5KPa时，通过带阻火器的呼吸阀外排（短时间连续补充氮气）。
2）当氮封阀事故失灵不能及时关闭，造成罐内压力超过1.5Kpa时，通过带阻火器的呼吸阀外排；当氮封阀事故失灵不能及时开启时，造成罐内压力降低至-0.3Kpa时，通过带阻火器呼吸阀向罐内补充空气，确保罐内压力不低于储罐的设计压力低限（-0.5Kpa）。
3）为确保设置氮封储罐事故工况下的安全排放，应在储罐上设置紧急泄放阀，紧急泄放阀定压不应高于储罐的设计压力上限
（2.0Kpa）。
4）当需要使用限流孔板旁路补充氮气时，流量宜等于油品出罐流量，氮气管道的管径为DN50，氮气的操作压力为0.5MPa。
5）若在相同油品储罐之间设置有气相联通管道，每台储罐出均应设置阻火器，以防止事故扩大。
6）阻火器应选用安全性能满足要求的产品，且阻力降不应大于0.3KPa。
呼吸阀选用表
储罐公称容量（m 3）
呼吸阀数量x公称直径（mm ）
10
1 X 2
20
2 x 150
30
2 x 2
40
2 x 2
50
2 x 250
1
2 x 3
2
3 x 3
3
4 x 3
5
4 x 3

方案二：氧含量控制设计方案（SEI ）
一、基本原理
在储罐上设置氮封系统，维持罐内气相空间氧气浓度不大于5%，消除爆炸条件。
二、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：
1. 内浮顶储罐改造
1）在储罐罐顶透光孔法兰盖处增加开，用于安装氧气浓度检测器。
2）封堵储罐罐壁的通气，同时在罐顶增加呼吸阀接。呼吸阀的数量及规格按照（SH/T 37-27）《石油化工储运系统罐区设计规范》确定。
3）在储罐罐顶增加氮气接入。
4）在储罐罐顶增加气相联通管接。
2. 工艺流程
1）在储罐内安装氧气检测器，实时监测储罐内气相空间氧气浓度，同时将高浓度报警与氮气管道控制阀门联锁。当氧气浓度达到高浓度值时报警，联锁打开氮气阀门，向储罐内补充氮气，直至检测指标达到设定要求时联锁关闭氮气阀门。补充氮气的流量控制使用限流孔板，流量宜控制在Q=Q1-Q2（Q1-油品出罐流量，Q2 -气相连通罐中与油品出罐同时进行的油品进罐流量），且Q不应小于1m3/h，氮气管道的管径为DN50，氮气的操作压力为0.5Mpa。
氧气浓度监测信号引入控制室，控制室设氧气浓度超标报警仪。
2）同一种油品的多个储罐在生产运行过程中，储罐区域收油作业和付油作业经常同时进行。为节省氮气用量，建议在同种油品储罐之间设置气相联通管道，可以实现多个运行过程中的储罐进气量和排气量的部分平衡，减少氮气用量和作业时的油气排放量。联通管道的管径为DN150，气体的流通能力为5m3/h。
管道及仪表流程图见附图-1。
氧气检测器、切断阀仪表规格书见附表。
3. 仪表选型说明
1）氧气气体检测器采用电化学探头。
2）切断阀采用气动切断球阀。
3）氮气补气总管上配置涡街流量计进行氮气流量监测。
4. 安装布置方案
1）氧气浓度检测器通过透光孔安装在储罐拱顶与内浮盘之间，为保证不影响储罐内浮盘的正常升降，氧气检测器的安装高度宜为储罐内浮盘之上3mm。
2）罐顶氮气接的开方位宜位于罐顶中心部位，氮气管道在罐内部分采用橡胶软管。为保证换气效果良好，氮气橡胶软管出宜接近浮盘。可在氮气橡胶软管出连接一个环形不锈钢管，管壁水平方向上开若干个通气孔，用于向四周喷射氮气。环形不锈钢管应固定安装在浮盘上。
3）储罐之间设置DN150气相联通管道，每个储罐的气相联通管道均应设置管道阻火器，阻火器应选用安全性能满足要求的产品。阻火器应尽量靠近储罐接安装，每个储罐的气相联通管道均应设置截断阀。气相联通管道宜在罐顶之间跨接。若罐间距较大，气相联通管道需要设在地面时，应在管道的低点设置排凝管及阀门。
4）在储罐罐顶中心位置安装带阻火器的呼吸阀，呼吸阀的数量及规格推荐如下：
呼吸阀选用表
储罐容量（m3）
呼吸阀个数X公称直径（mm ）
10
1 X 2
20
2 x 150
30
2 x 2
40
2 x 2
50
2 x 250
1
2 x 3
2
3 x 3
3
4 x 3
5
4 x 3