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          技術(shù)文章首頁 > 技術(shù)文章 > 石化超純水氮封閥系統(tǒng)應(yīng)用案例
          
      
          
        
          
            
          
         
          
					 
          石化超純水氮封閥系統(tǒng)應(yīng)用案例
          
					 
          點(diǎn)擊次數(shù)：423      更新時(shí)間：2025-11-26
          
                
          
				
          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(dá)到自動(dòng)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(shí)現(xiàn)，方便、快捷，壓力設(shè)定值在運(yùn)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(dòng)調(diào)節(jié)。
          ZZYVP型帶指揮器調(diào)壓閥46.jpg
          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(jī)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(jìn)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(dǎo)壓管引入指揮器執(zhí)行機(jī)構(gòu)。當(dāng)閥后壓力高于設(shè)定壓力時(shí)，其壓力作用在指揮器薄膜有效面上產(chǎn)生一個(gè)推力帶動(dòng)指揮器閥芯關(guān)閉，切斷引入主閥執(zhí)行機(jī)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(dāng)閥后壓力低于設(shè)定值時(shí)，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(jī)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(fù)，保持閥后壓力為設(shè)定值。
          儲(chǔ)罐氮封控制原理
          氮封裝置被廣泛應(yīng)用于儲(chǔ)罐的頂部，其核心作用是維持儲(chǔ)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(jì)不僅減少了物料的揮發(fā)和浪費(fèi)，還有助于保護(hù)儲(chǔ)罐的安全。在儲(chǔ)罐上安裝氮封系統(tǒng)后，系統(tǒng)會(huì)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(huì)自動(dòng)關(guān)閉，停止氮?dú)獾墓?yīng)；而當(dāng)氣相空間壓力降至0.2kPa以下時(shí)，氮封閥則會(huì)開啟，補(bǔ)充氮?dú)猓_保儲(chǔ)罐在運(yùn)行過程中不會(huì)吸入空氣，進(jìn)而防止形成可能引發(fā)爆炸的氣體。
          此外，儲(chǔ)罐氮封系統(tǒng)所使用的氮?dú)饧兌葢?yīng)不低于99.96%，且氮?dú)鈮毫σ丝刂圃?.5~0.6 MPa范圍內(nèi)。
          氮封閥002.jpg
          02石化超純水氮封閥系統(tǒng)應(yīng)用案例儲(chǔ)罐氮封的設(shè)置要求
          在設(shè)置儲(chǔ)罐氮封時(shí)，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(chǔ)罐的安全、穩(wěn)定運(yùn)行，以及減少物料的揮發(fā)和浪費(fèi)。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(shí)，系統(tǒng)持續(xù)監(jiān)控儲(chǔ)罐氣相空間的壓力，確保其維持在安全范圍內(nèi)，進(jìn)一步保障儲(chǔ)罐的安全。
          根據(jù)SH/T3007《石油化工儲(chǔ)運(yùn)系統(tǒng)罐區(qū)設(shè)計(jì)規(guī)范》的相關(guān)條款，對(duì)于其他甲B、乙A類液體化工品，若存在特殊儲(chǔ)存需求，可以選擇固定頂儲(chǔ)罐、低壓儲(chǔ)罐或容量不超過100m3的臥式儲(chǔ)罐。但必須采取以下措施之一：一是設(shè)置氮?dú)饣蚱渌栊詺怏w密封保護(hù)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(chǔ)存溫度低于閃點(diǎn)5℃及以下。此外，該規(guī)范還明確規(guī)定，儲(chǔ)存Ⅰ、Ⅱ級(jí)毒性的甲B、乙A類液體儲(chǔ)罐的容量不應(yīng)超過10000m3，并應(yīng)配備氮?dú)饣蚱渌栊詺怏w密封保護(hù)系統(tǒng)。
          根據(jù)《石油化工儲(chǔ)運(yùn)罐區(qū)VOCs治理項(xiàng)目指導(dǎo)意見》的要求，甲B、乙A類中間原料儲(chǔ)罐、芳烴類儲(chǔ)罐、輕污油儲(chǔ)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(chǔ)罐，都應(yīng)設(shè)置氮?dú)饷芊庀到y(tǒng)。
          此外，在防止儲(chǔ)罐揮發(fā)性有毒或可燃?xì)怏w外泄、防止儲(chǔ)罐內(nèi)物料與氧氣接觸發(fā)生氧化或化學(xué)反應(yīng)等場合，也需要設(shè)置儲(chǔ)罐氮封系統(tǒng)。
          03石化超純水氮封閥系統(tǒng)應(yīng)用案例儲(chǔ)罐氮封工藝流程
          氮封閥01.jpg
          ? 正常情況下的氮封
          在每臺(tái)儲(chǔ)罐上配備先導(dǎo)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(dāng)氣相空間壓力超過0.5kPa時(shí)，氮封閥會(huì)自動(dòng)關(guān)閉，停止氮?dú)夤?yīng)；而當(dāng)壓力降至0.2kPa以下時(shí)，氮封閥會(huì)開啟，補(bǔ)充氮?dú)狻Ｈ舻忾y需要檢修或出現(xiàn)故障，則可通過限流孔板旁路向儲(chǔ)罐內(nèi)補(bǔ)充氮?dú)狻．?dāng)罐內(nèi)壓力超過1.5kPa時(shí)，通過帶阻火器的呼吸閥將多余氣體排出（短期連續(xù)補(bǔ)充氮?dú)猓?/p>
          ? 使用呼吸閥的安全排放
          在氮封閥出現(xiàn)故障無法及時(shí)關(guān)閉，導(dǎo)致罐內(nèi)壓力超過1.5kPa的情況下，呼吸閥會(huì)啟動(dòng)，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(shí)開啟，使罐內(nèi)壓力降至-0.3kPa以下，呼吸閥同樣會(huì)動(dòng)作，通過帶阻火器的裝置向罐內(nèi)補(bǔ)充空氣，從而確保罐內(nèi)壓力不低于設(shè)計(jì)壓力低限-0.5kPa。
          ? 旁路補(bǔ)充氮?dú)獠僮?/h4>
          為了保障氮封儲(chǔ)罐在事故情況下的安全排放，必須在儲(chǔ)罐上配備緊急泄放閥，并且其定壓值不得超過儲(chǔ)罐的設(shè)計(jì)壓力上限，即2.0kPa。
          在需要補(bǔ)充氮?dú)鈺r(shí)，應(yīng)通過限流孔板旁路進(jìn)行，并確保流量與油品出罐流量相當(dāng)。氮?dú)夤艿赖囊?guī)格為DN50mm，且操作壓力維持在0.5MPa。
          ? 阻火器的使用要求
          若儲(chǔ)罐間通過氣相連通管道相連，則每臺(tái)儲(chǔ)罐的氣相出口管道都必須安裝阻火器，以遏制事故的進(jìn)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(jì)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?dú)獾南牧俊?/p>
          對(duì)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(jìn)口（氮?dú)膺M(jìn)入）和出口（氣相放空）的壓力來實(shí)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(huì)超過10KPa（表壓）。
           石化超純水氮封閥系統(tǒng)應(yīng)用案例
          ZZYVP型帶指揮器調(diào)壓閥80.jpg

          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(xì)菌、塵埃等雜質(zhì)，而超純水為純的溶劑，對(duì)這些雜質(zhì)的溶解能力很強(qiáng)，故一旦超純水與空氣接觸，就會(huì)使其電阻率迅速下降，實(shí)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(huì)下降至3-4MΩ.cm，3分鐘以后就會(huì)下降到2MΩ.cm左右。因此超純水的儲(chǔ)存容器需確保水體與空氣的接觸，而氮封水箱是常見，實(shí)施簡單，效果好。
          超純水氮封水箱是將一定量的氮?dú)獬淙朊芊獾乃鋬?nèi)，水箱內(nèi)氮?dú)鈮毫Σ淮笥?0Kpa，氮?dú)馐嵌栊詺怏w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(dǎo)致水質(zhì)下降。
          集成電路工業(yè)中用于半導(dǎo)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(shí)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(chǔ)桶安裝空氣過濾器，防止環(huán)境因素造成的污染。
          儲(chǔ)水桶請(qǐng)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(chǔ)水桶，也會(huì)因?yàn)槿展馔ㄍ付斐稍孱惙敝场?/p>
          超純水取水時(shí)一定要將初期的出水放掉，以獲得穩(wěn)定的水質(zhì)。
          取水時(shí)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(shí)間不用純水時(shí)，應(yīng)將壓力儲(chǔ)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(duì)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(hù)方便，得到各行業(yè)的一致認(rèn)可。
          氮封系統(tǒng)09.jpg
          石化超純水氮封閥系統(tǒng)應(yīng)用案例
          序號(hào)
          品  名
          型 號(hào) 及 規(guī) 格
          單位
          數(shù)量
          1
          氮封閥
          氮封閥ZZYP-II   DN15  PN16
          進(jìn)口壓力 0.3-0.6  MPA,
          出口壓力 1 KPA
          臺(tái)
          1
          2
          泄壓閥
          泄壓閥ZXD  DN15 PN16
          起跳壓力   2KPA
          臺(tái)
          1
          3
          呼吸閥
          阻火呼吸閥ZFQ   DN25  PN10
          正壓：3KPA
          負(fù)壓：-298PA
          臺(tái)
          1

          三、主要參數(shù)、性能指標(biāo)與材料
          1、主要參數(shù)及主要性能指標(biāo)見表一                                        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
          M16×1.5












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


          、主要零件材料見表三                                                   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
          波紋膜片
          丁腈橡膠夾增強(qiáng)滌綸織物
          彈簧
          1Cr18Ni9Ti、60Si2Mn
            








          4、外形尺寸見表四、圖二                                    表四   單位：mm
          氮封閥43.jpg
          公稱
          通徑
          L
          B
          H1
          H
          A=1200 cm2
          A=600 cm2
          A=400 cm2
          壓力調(diào)節(jié)范圍（KPa）
          0.1～0.5
          0.4～5.0
          0.5～7
          20
          150
          383
          53
          605
          554
          554
          25
          160
          58
          605
          554
          554
          32
          180
          512
          70
          615
          564
          564
          40
          200
          75
          640
          589
          589
          50
          230
          603
          83
          655
          604
          604
          65
          290
          862
          93
          722
          671
          671
          80
          310
          100
          738
          687
          687
          100
          350
          1023
          110
          755
          704
          704
          125
          400
          1380
          125
          918
          867
          867
          150
          480
          143
          1.25
          974
          974
          注： 1）標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)制造，如：ANSI，JIS，DIN等標(biāo)準(zhǔn)。
              2）接管根據(jù)用戶需要配置
          氮封閥15.jpg
          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
          公 稱 通 徑（mm）
          20
          25
          32
          40
          50
          65
          80
          100
          125
          150
          A=400cm2
          18
          18
          25
          27
          40
          55
          80
          108
          130
          150
          A=600 cm2
          20
          20
          27
          30
          45
          60
          86
          115
          140
          160
          A=1200 cm2
          22
          22
          30
          34
          50
          66
          92
          120
          150
          170
          四、石化超純水氮封閥系統(tǒng)應(yīng)用案例安裝、維護(hù)與調(diào)試
          氮封閥裝置系統(tǒng)圖.jpg

          1、安裝（見圖三）
          （1） 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、泄漏與精度測試。
          （2） 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(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)的場合，要用支撐架，盡量避免水平安裝。
          （5） 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℃場所使用。
          （6） 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（見圖三）。
          1、 維護(hù)：
          （1） 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。
          （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(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(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。
          （4） 閥桿：表面損壞，必須換新。
          （5） 壓縮彈簧：如有裂紋等影響強(qiáng)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(shí)，全部換新。膜片必須檢查是否有預(yù)示將來可能發(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，但膜片使用期一般最多2～3年。
          （7） 閥門組裝要注意對(duì)中，螺栓要在對(duì)角線上擰緊，滑動(dòng)部分要加潤滑油。組裝后應(yīng)按產(chǎn)品出廠測試項(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。
          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(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)針方向旋轉(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。