罐区油气氮封阀装置VOCs环保治理应用

罐区油气氮封阀装置VOCs环保治理应用

在当前石化企业罐区油气收集处理中，出于安全的考虑会有很多顾忌。中石化2016年发布的《石油化工储运罐区VOCs 治理项目油气连通工艺实施方案及安全措施指导意见》（以下简称“意见"）对石化企业罐区排空尾气收集做出了要求和规定，有一定的借鉴价值。氮封阀主要用于保持容量顶部保护气(一般为氮气)的压力恒定，以避免容量内物料与空气直接按触，防止物料挥发、被氧化，以及容器的安全。适用于各类型储罐的气封保护系统。该产品具有节能、动作灵敏、运行可靠、操作与维修方便等特点。氮封阀被广泛应用于石油、化工等行业。

在储罐上设置氮封系统装置，用于维持罐内气相空间压力。假设：供氮阀压力是 1.2KPa（可根据实际工 况需求选择压力设定点），当气相空间压力高于 1.4KPa 时，供氮阀关闭，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。假设：泄氮阀压力设定点是 3KPa（可根据实际工况需求 选择压力设定点）,当气相空间压力高于 3KPa 时，泄氮阀开启，泄放罐内压力至 3KPa 以内。氮封系统装 置主要起保证储罐在正常运行过程中不吸进空气，防止形成爆炸性麻豆黄色在线观看作用。 储罐氮封系统装置使用的氮气纯度不宜低于 99.96%，可根据实际现场工况及用途选择合适氮封系统装置。储罐内压力升高至设定压力时，快速泄放阀迅速开启，将罐内多余压力泄放。微压调节阀在储罐内压力降低时，开启阀门，向罐内充注氮气。因微压调节阀需要使用在压力为0.1Mpa压力以下，现场压力较高，安装ZZYP型压力调节阀将压力调节阀将压力降低至0.1Mpa以下才可使用。公称压力0.1Mpa，压力可按分段设定，从0.5Kpa 至66 Kpa以下，介质温度温度≤80℃。

近年来，生态环境部门多次发文指出，加强挥发性有机物（VOCs）治理。VOCs综合整治已成为“打赢蓝天保卫战"的关键举措之一。化厂区污水处理场废气、装车废气、原油卸车废气、轻烃储罐废气、苯类产品储罐废气、甲醇储罐废气、酸性水原料罐废气等有效收集和处理，并实现VOCs减排量600余吨，满足了新的环保排放要求，进一步消除了现场异味，改善了厂区工作环境和周边大气环境质量。依据《石化行业VOCs 污染源排查工作指南》提供的计算方法，可对石化企业进行全厂VOCs 排放量核算，储运系统VOCs 排放量占全厂VOCs 排放总量可达到50%以上。因此油气储运系统VOCs 排放源的源头控制、过程收集以及末端处理技术的发展可以有效对炼厂VOCs 减排做出贡献。



二、罐区油气氮封阀装置VOCs环保治理应用 产品特点

（1）不用外加能源，能在无电、无气的场合工作，既方便又节约能源。
（2）氮封装置供氮，泄氮压力设定方便，可在连续生产的条件下进行。
（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）需在罐顶设置呼吸阀。
（7）呼吸阀制止了常规氮封装置中启闭频繁易损坏的缺陷。

罐区油气氮封阀装置VOCs环保治理应用






供氮阀：

指挥器操作自力式压力调节阀，是一种无须外来能源，利用被调介质自身的压力变化达到自动调节 和稳定阀后压力为设定值的节能型压力调节阀。
该阀压力设定在指挥器上实现，方便、快捷，压力设定值在运行中也可随意调整；控制精度高，可比一般 ZZY 型直接操作自力式压力调节阀高一倍，适合于控制精度要求高的场合。

泄氮阀：

◇ 一般供氮气压力在 3×10^5-10×10^5Pa 之间
◇ 罐顶呼吸阀仅起安全作用，是在主阀失灵，导致罐内压力过高或过低时，起到安全作用，在正常情 况下不工作
◇ 泄氮阀安装在罐顶，口径一般与进液阀口径一致
◇ 一般泄氮阀的压力设定点略大于供氮阀的压力设定点，以免供、泄氮装置频繁工作，浪费氮气、影 响设备的使用寿命。
◇ 该装置广泛应用于化工、石油、冶金、电力、轻纺等工业部门中用作生产过程的自动调节。



罐区油气氮封阀装置VOCs环保治理应用特点

·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；
·氮封装置供氮、泄氮压力设定方便，可在连续的条件下进行；
·压力检测膜片有效面积，设定弹簧刚度，动作灵敏，装置工作平稳；
·采用无填料设计，阀杆所受磨擦力，反应迅速，；
·供氮装置采用指挥器操作，减压比可达100：1，减压效果好，
·为确保储罐的安全，需在罐顶设置呼吸阀；
·呼吸阀仅起安全作用，避免了常规氮封装置中启闭频繁易损坏的缺陷。

除原则要求之外，《意见》从四个方面对罐区的油气收集提出了要求：

1罐区油气氮封阀装置VOCs环保治理应用储罐的安全保护



在进行储罐顶油气收集治理（储罐封闭、密封、连通等）时，应保证储罐的本质安全。

氮气密封、压力控制方案

储罐氮封的作用主要是为了防止储罐出现负压而从呼吸阀吸入空气，以保持罐内微正压，并避免产生不必要的氮气损耗和浪费。尤其需要注意检维修和事故中的氮气压力控制和油气处理设施的安全性。

储罐附件及压力设计

储罐进行封闭改造后，应根据SH/T 3007 要求增设带阻火器呼吸阀，设置氮封的储罐还应设置紧急泄放设施。合理设置压力区间，保证各安全附件的动作压力区间不能有交集。

2旧罐改造

旧罐改造前应对现有储罐的强度、无组织排放情况（排放量、油气浓度、组成等）等进行测量评估、全面校核，确认储罐是否需要进行结构改造，并根据现状情况，合理确定油气收集和处理系统操作条件。

外浮顶储罐

外浮顶储罐油气的治理，应提高及持续保证密封的性能，并根据实际情况，适当缩短检修间隔周期，定期更换一次二次密封。

内浮顶储罐

内浮顶储罐油气的治理，首先应提高及持续保证密封的性能，并根据实际情况，适当缩短检修间隔周期，定期更换边缘密封。

拱顶罐

拱顶罐的旧罐改造，首先将储罐的通气管等与外界连通的开口封闭，尽量利用储罐原有的开口增设VOCs 收集管道并完善压力仪表检测措施，根据SH/T 3007 要求增设带阻火器呼吸阀、紧急泄放设施。

内浮顶罐/拱顶罐封闭后，需要重新校核罐体强度，对储罐结构等进行适应性改造，根据储罐承受压力重新核定和呼吸阀进气和排气压力。

3罐区油气连通系统

罐组收集总管

储罐油气排放至罐组收集总管的控制方案可采用切断阀控制方案或单呼阀方案。合理设置氮封阀的定压，单呼阀、呼吸阀的定压值尽可能高。

厂区收集总管

对于多个罐组共用一套废气处理装置的工程，需建设收集总管，对多个罐组的VOCs进行集中收集后送入处理设施。




罐区油气氮封阀装置VOCs环保治理应用

序号	品  名	型 号 及 规 格	单位	数量
1	氮封阀	氮封阀ZZYVP-II DN25   PN16 进口压力 0.3-0.6  MPA, 出口压力 1  KPA	台	1
2	氮封阀配套管路	入口短管带1.6MPA压力表，过去是球阀 在接氮封阀在出口接球阀，球阀出口 90度弯管高385MM,长度400MM 详细要求见附件	套	1
3	泄压阀	泄压阀ZXD  DN25   PN16 起跳压力 2KPA	台	1
4	泄压阀配套管路	90度弯管高385MM,长度400MM，出口接球阀在接泄压阀，详细要求见附件	套	1
5	呼吸阀	阻火呼吸阀 ZFQ-1 DN80  PN16 正压：3 KPA 负压：-298PA	台	2
6	呼吸阀配套管路	口径及压力DN80PN16 三通底部与罐顶部连接，高度485MM两个出口分别连接呼吸阀-，详细要求见附件	套	1
7	手动球阀	DN25 PN16	个	3
8	过滤器	DN25 PN16	个	1
9	压力表	0-2.5Kpa，含缓冲管和表阀	个	1
10	压力表	0-1.6Mpa, 含缓冲管和表阀	个	1

三、自力式氮封阀 主要技术参数

公称通径(mm)	20			25	40		50	80		100	150
阀座直径(mm)	6	15	20	25	32	40	50	65	80	100	125	150
额定流量系数Kv	3.2	5	8	10	20	32	50	80	100	160	250	400
压力调节范围	0.5～70 20～120 60～400 300～700 500～1000 KPa
公称压力PN	1.0、1.6 MPa
被调介质温度	80、200 ℃
流量特性	快开型
调节精度	≤5%
允许压降(MPa)	1.6				1.6		1.1	0.6		0.4
薄膜有效面积(C㎡)	200				280			400
允许泄漏量	符合ANSIB16.104—1976 IV级
阀盖形式	标准型 (整体式)
压盖型式	螺栓压紧式
密封填料	V型聚四氟乙烯填料、含浸聚四氟乙烯石棉填料、石棉纺织填料、石墨填料
阀芯形式	单座型阀芯
流量特性	直线性

四、自力式氮封阀 主要外形图



五、自力式氮封阀 主要外形尺寸


公称通径(DN)	20	25	32	40	50	65	80	100	125	150
L	150	160	180	200	230	290	310	350	400	480
H	52.5	57.5	75	75	85.5	92.5	100	110	142.5	158
H1	330	330	350	350	360	430	440	450	520	650
A	310								400






















4罐区油气氮封阀装置VOCs环保治理应用运行维护管理



企业应合规操作，对设备组件定期维护检查，对不合格的设备组件进行有效处置。废气处理系统中单罐需检修时，要采取可靠的隔离措施；单罐检修后切入废气处理系统前，要进行氮气置换。应制定储罐组VOCs收集系统专项火灾应急预案，并定期进行演练。


石化行业是VOCs 排放监控的重点，而储运系统VOCs 的排放量比较大，对油品储运系统VOCs 治理已迫在眉睫。

储运系统不论选择是源头治理或者末端治理，都应根据石化企业自身实际情况进行技术选择，并应采取有效的安全措施，不增加新的安全隐患。希望中石化的《意见》可以为广大企业的罐区油气收集提供有益参考。

高效的储罐废气收集系统是罐区废气处理的关键。总的来说，汉洁环境建议可以从以下几个方面重点建设高效储罐废气收集系统：

（1）保证储罐的本质安全，合理设置氮气密封和各储罐附件（紧急泄放阀、呼吸阀、单呼阀、氮封阀等）的压力区间；

（2）废气分类收集，对性质差别较大，影响安全和产品质量的，储存不同种类的储罐气相不应直接连通；

（3）罐与罐之间的罐顶气相管路必须采用“防爆轰型阻火器"，以保证安全；

（4）校核罐顶联通的气相管路的压降或阻力，保证麻豆黄色在线观看的传输效果；

（5）合理利用旧罐，封闭原有的与外界连通的接口，校核罐体强度，利用原有开口增设 VOCs 收集管道并完善压力仪表检测措施及紧急泄放设施。


罐区油气氮封阀装置VOCs环保治理应用安装、维护与调试




1、罐区油气氮封阀装置VOCs环保治理应用安装

（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。

注意：根据现场安装经验，氮封阀在安装时，应先与管道过滤器连接。这样可以有效的避免管道吹扫遗 留下的固体颗粒卡坏阀门内部件，而影响正常使用。

（7） 罐顶安装时，若不具备安装支撑氮封系统装置重量条件的情况下，可不设计或少设计安装 截止阀等辅助型开关阀门。以减轻罐顶安装重量。（若安装条件允许或必须设有应急措施 的工况，请务必按国家标准管路设计安装施工）氮封系统装置罐顶安装示意图，见下图

（8） 地面安装，在不考虑承重的地面安装方式中，可将管路设计的更标准化。旁通可在氮封系统 装置故障时，人工应急操作使用。关闭带指挥器自力式调节阀前后截止阀可方便返厂维修及 更换。地面安装方式示意图，见以下

（9） 内衬式氮封系统装置安装，内衬氮封阀属微压式压力调节阀，阀前压力一般控制在 30KPa 左 右，所以主管道应设计一级麻豆AV在线观看（带指挥器自力式调节阀），一级麻豆AV在线观看不属于微压调节 阀，控制压力一般远大于罐内压力，不存在罐内压力倒流现象，故无需阀腔衬氟。以一主多 分的管道布局形式连接各处内衬式氮封系统装置。内衬式氮封系统装置安装方式示意图，见以下

2、 罐区油气氮封阀装置VOCs环保治理应用维护：



（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 一般最多 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、 罐区油气氮封阀装置VOCs环保治理应用调试



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。

多举措治理VOCs
伴随着工业化程度的不断提升，VOCs治理问题也日益严峻。VOCs是指参与大气光化学反应的有机化合物，包括非甲烷烃类、含氧有机物、含氯有机物、含氮有机物、含硫有机物等，是形成臭氧（O3）和细颗粒物（PM2.5）污染的重要前体物。近年来，我国SO2、氮氧化物 （NOx）、烟粉尘控制取得明显的成效，但VOCs排放量仍呈增长趋势，对大气环境影响日益突出。VOCs排放还会导致大气氧化性增强，且部分VOCs会产生恶臭。石化行业是VOCs的排放大户。同时，VOCs的治理管控与传统的SO2、NOx有着明显区别，由于VOCs的种类繁多，排放行业众多等特性，在治理时较为复杂及管控难度也更大。