石化超純水氮封閥系統(tǒng)應(yīng)用案例

ZZYVP型指揮器操作自力式壓力調(diào)節(jié)閥（氮封閥），是一種無須外來能源，利用被調(diào)介質(zhì)自身的壓力變化達到自動調(diào)節(jié)和穩(wěn)定閥后壓力為設(shè)定值的節(jié)能型壓力調(diào)節(jié)閥。該閥壓力設(shè)定在指揮器上實現(xiàn)，方便、快捷，壓力設(shè)定值在運行中也可隨意調(diào)整；控制精度高，可比一般ZZY型直接操作自力式壓力調(diào)節(jié)閥高一倍，適合于控制精度要求高的場合。它廣泛應(yīng)用于化工、石油、冶金、電力、輕紡等工業(yè)部門中用作生產(chǎn)過程的自動調(diào)節(jié)。

二、石化超純水氮封閥系統(tǒng)應(yīng)用案例結(jié)構(gòu)與原理

ZZYVP型指揮器操作自力式壓力調(diào)節(jié)閥是由指揮器、調(diào)節(jié)閥、執(zhí)行機構(gòu)和閥后接管四部分組成。（見圖一）

工作原理：介質(zhì)以所示箭頭方向進入閥體，一路經(jīng)過濾減壓器減壓后的壓力被引入指揮器；另一路通過閥芯、閥座，節(jié)流后的壓力流向閥后，并通過導壓管引入指揮器執(zhí)行機構(gòu)。當閥后壓力高于設(shè)定壓力時，其壓力作用在指揮器薄膜有效面上產(chǎn)生一個推力帶動指揮器閥芯關(guān)閉，切斷引入主閥執(zhí)行機構(gòu)膜室中的壓力，使主閥閥芯關(guān)閉，閥后壓力隨之降低。當閥后壓力低于設(shè)定值時，由于指揮器主彈簧的反作用力打開指揮器閥芯，閥前壓力又被引入主閥執(zhí)行機構(gòu)膜室產(chǎn)生推力，使主閥閥芯打開，閥后壓力隨之升高。如此往復，保持閥后壓力為設(shè)定值。

儲罐氮封控制原理

氮封裝置被廣泛應(yīng)用于儲罐的頂部，其核心作用是維持儲罐的微正壓狀態(tài)，從而有效隔離罐內(nèi)物料與外界環(huán)境的接觸。這一設(shè)計不僅減少了物料的揮發(fā)和浪費，還有助于保護儲罐的安全。在儲罐上安裝氮封系統(tǒng)后，系統(tǒng)會持續(xù)監(jiān)控罐內(nèi)氣相空間的壓力，并維持在0.2-0.5kPa的范圍內(nèi)。

一旦氣相空間壓力超過0.5kPa，氮封閥會自動關(guān)閉，停止氮氣的供應(yīng)；而當氣相空間壓力降至0.2kPa以下時，氮封閥則會開啟，補充氮氣，確保儲罐在運行過程中不會吸入空氣，進而防止形成可能引發(fā)爆炸的氣體。

此外，儲罐氮封系統(tǒng)所使用的氮氣純度應(yīng)不低于99.96%，且氮氣壓力宜控制在0.5~0.6 MPa范圍內(nèi)。

02石化超純水氮封閥系統(tǒng)應(yīng)用案例儲罐氮封的設(shè)置要求

在設(shè)置儲罐氮封時，是否配備氮封設(shè)施及氮封閥需遵循相關(guān)規(guī)范。

這些規(guī)定旨在確保儲罐的安全、穩(wěn)定運行，以及減少物料的揮發(fā)和浪費。通過合理配置氮封系統(tǒng)，可以有效隔離罐內(nèi)物料與外界環(huán)境，從而防止形成可能引發(fā)爆炸的氣體。同時，系統(tǒng)持續(xù)監(jiān)控儲罐氣相空間的壓力，確保其維持在安全范圍內(nèi)，進一步保障儲罐的安全。

根據(jù)SH/T3007《石油化工儲運系統(tǒng)罐區(qū)設(shè)計規(guī)范》的相關(guān)條款，對于其他甲B、乙A類液體化工品，若存在特殊儲存需求，可以選擇固定頂儲罐、低壓儲罐或容量不超過100m3的臥式儲罐。但必須采取以下措施之一：一是設(shè)置氮氣或其他惰性氣體密封保護系統(tǒng)，以密閉方式收集和處理罐內(nèi)排出的氣體；二是控制儲存溫度低于閃點5℃及以下。此外，該規(guī)范還明確規(guī)定，儲存Ⅰ、Ⅱ級毒性的甲B、乙A類液體儲罐的容量不應(yīng)超過10000m3，并應(yīng)配備氮氣或其他惰性氣體密封保護系統(tǒng)。

根據(jù)《石油化工儲運罐區(qū)VOCs治理項目指導意見》的要求，甲B、乙A類中間原料儲罐、芳烴類儲罐、輕污油儲罐、酸性水罐以及排放氣中含有較高濃度油氣和硫化物等需治理的儲罐，都應(yīng)設(shè)置氮氣密封系統(tǒng)。

此外，在防止儲罐揮發(fā)性有毒或可燃氣體外泄、防止儲罐內(nèi)物料與氧氣接觸發(fā)生氧化或化學反應(yīng)等場合，也需要設(shè)置儲罐氮封系統(tǒng)。

03石化超純水氮封閥系統(tǒng)應(yīng)用案例儲罐氮封工藝流程

? 正常情況下的氮封

在每臺儲罐上配備先導式氮封閥組和限流孔板旁路。在正常情況下，通過氮封閥組維持罐內(nèi)氣相空間的壓力在0.2至0.5kPa的范圍內(nèi)。當氣相空間壓力超過0.5kPa時，氮封閥會自動關(guān)閉，停止氮氣供應(yīng)；而當壓力降至0.2kPa以下時，氮封閥會開啟，補充氮氣。若氮封閥需要檢修或出現(xiàn)故障，則可通過限流孔板旁路向儲罐內(nèi)補充氮氣。當罐內(nèi)壓力超過1.5kPa時，通過帶阻火器的呼吸閥將多余氣體排出（短期連續(xù)補充氮氣）。

? 使用呼吸閥的安全排放

在氮封閥出現(xiàn)故障無法及時關(guān)閉，導致罐內(nèi)壓力超過1.5kPa的情況下，呼吸閥會啟動，通過帶阻火器的裝置將多余氣體排出罐外。同樣地，若氮封閥因故障無法及時開啟，使罐內(nèi)壓力降至-0.3kPa以下，呼吸閥同樣會動作，通過帶阻火器的裝置向罐內(nèi)補充空氣，從而確保罐內(nèi)壓力不低于設(shè)計壓力低限-0.5kPa。

? 旁路補充氮氣操作

為了保障氮封儲罐在事故情況下的安全排放，必須在儲罐上配備緊急泄放閥，并且其定壓值不得超過儲罐的設(shè)計壓力上限，即2.0kPa。

在需要補充氮氣時，應(yīng)通過限流孔板旁路進行，并確保流量與油品出罐流量相當。氮氣管道的規(guī)格為DN50mm，且操作壓力維持在0.5MPa。

? 阻火器的使用要求

若儲罐間通過氣相連通管道相連，則每臺儲罐的氣相出口管道都必須安裝阻火器，以遏制事故的進一步發(fā)展。所選用的阻火器必須滿足安全性能要求，且其阻力降不得超過0.3kPa。

? 不同氮封方式的示例

圖-1展示了一種簡易的固定頂罐氮封方式。在此設(shè)計中，需合理設(shè)定氮封閥與呼吸閥的參數(shù)。氮封閥的設(shè)定值應(yīng)位于呼吸閥的呼氣與吸氣設(shè)定值之間，而呼吸閥的設(shè)定值大小則直接關(guān)系到氮氣的消耗量。

對于常壓罐或容器，另一種氮封方式如圖-2所示，它通過精確控制進口（氮氣進入）和出口（氣相放空）的壓力來實現(xiàn)氮封效果。在罐內(nèi)，始終維持著一定的壓力，且該壓力不會超過10KPa（表壓）。

 石化超純水氮封閥系統(tǒng)應(yīng)用案例

超純水系統(tǒng)中為什么需要用氮封水箱?我們都知道空氣中含有二氧化碳、細菌、塵埃等雜質(zhì)，而超純水為純的溶劑，對這些雜質(zhì)的溶解能力很強，故一旦超純水與空氣接觸，就會使其電阻率迅速下降，實踐證明15MΩ.cm以上的超純水暴露在空氣中1分鐘后水質(zhì)就會下降至3-4MΩ.cm，3分鐘以后就會下降到2MΩ.cm左右。因此超純水的儲存容器需確保水體與空氣的接觸，而氮封水箱是常見，實施簡單，效果好。

超純水氮封水箱是將一定量的氮氣充入密封的水箱內(nèi)，水箱內(nèi)氮氣壓力不大于80Kpa，氮氣是惰性氣體能防止CO2等其它物質(zhì)溶入水中影響水質(zhì)，保證水箱內(nèi)的水不受二次污染而導致水質(zhì)下降。

集成電路工業(yè)中用于半導體原材料和所用器皿的清洗、光刻掩模版的制備和硅片氧化用的水汽源等。此外，其他固態(tài)電子器件、厚膜和薄膜電路、印刷電路、真空管等的制作也都要使用超純水設(shè)備。超純水取水后很容易遭到環(huán)境污染，所以即取即用的方式是最合適的。只有把超純水與環(huán)境接觸的時間縮到極短，才能夠獲得純度穩(wěn)定的超純水。

超純水氮封系統(tǒng)在化工水處理應(yīng)用純化水設(shè)備

純水儲桶安裝空氣過濾器，防止環(huán)境因素造成的污染。

儲水桶請勿放置在日光直射處，水溫上升，容易造成微生物繁殖。特別是半透明儲水桶，也會因為日光通透而造成藻類繁殖。

超純水取水時一定要將初期的出水放掉，以獲得穩(wěn)定的水質(zhì)。

取水時讓超純水順著容器側(cè)壁流入，盡量不要讓氣泡產(chǎn)生，可降低空氣污染。

長時間不用純水時，應(yīng)將壓力儲水桶中的RO水全部放掉以防止污染。

以上是如何保持超純水的水質(zhì)的方法，希望對您有所幫助。近幾年超純水設(shè)備在表面清洗、涂裝、電解行業(yè)、化工行業(yè)和太陽能光伏行業(yè)的應(yīng)用也日趨廣泛。創(chuàng)洋公司生產(chǎn)的超純水設(shè)備應(yīng)用領(lǐng)域廣、出水水質(zhì)穩(wěn)定、操作簡單、維護方便，得到各行業(yè)的一致認可。

石化超純水氮封閥系統(tǒng)應(yīng)用案例

三、主要參數(shù)、性能指標與材料

1、主要參數(shù)及主要性能指標見表一                                        表一

2、壓力調(diào)節(jié)范圍見表二                                                   表二

、主要零件材料見表三                                                   表三

4、外形尺寸見表四、圖二                                    表四   單位：mm

注： 1）標準法蘭連接形式PN16為凸面，連接尺寸鑄鐵法蘭按GB4216.5-84，鑄鋼法蘭按GB9113-2000、JB/T-94，閥體法蘭及法蘭端面距也可按用戶指定標準制造，如：ANSI，JIS，DIN等標準。

    2）接管根據(jù)用戶需要配置

5、石化超純水氮封閥系統(tǒng)應(yīng)用案例產(chǎn)品重量見表五                                           表五   單位：Kg

四、石化超純水氮封閥系統(tǒng)應(yīng)用案例安裝、維護與調(diào)試

1、安裝（見圖三）

（1） 檢查整機零件是否缺損與松動，對使用有害人體健康的介質(zhì)，必須進行強度、密封、泄漏與精度測試。

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

（3） 安裝場地應(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。

（4） 閥門應(yīng)正立垂直安裝在水平管道上，導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的場合，要用支撐架，盡量避免水平安裝。

（5） 介質(zhì)流動方向應(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高導致膜片損壞，閥門不能工作。閥門應(yīng)在環(huán)境溫度-25～+55℃場所使用。

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

1、 維護：

（1） 清洗閥門：對清洗一般介質(zhì)，只要用水洗凈就可以。但對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。

（2） 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。拆裝閥座時應(yīng)使用專用工具。

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

（4） 閥桿：表面損壞，必須換新。

（5） 壓縮彈簧：如有裂紋等影響強度的缺陷，必須換新。

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

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

2、 石化超純水氮封閥系統(tǒng)應(yīng)用案例調(diào)試

所需要壓力值是通過對指揮器頂部的調(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。順時針方向旋轉(zhuǎn)使壓力增大，逆時針旋轉(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。