儲罐氮封系統(tǒng)設置要求

發(fā)布時間：

2025-07-16 16:02

氮封是一種向儲存容器或反應器的頂部氣相空間填充氮氣的工藝，通常用于保護內(nèi)部物料，防止因空氣（氧氣）存在而發(fā)生氧化、腐蝕、聚合、降解、形成爆炸性混合物等現(xiàn)象。

1、儲罐設置氮封的目的

主要有兩種目的：

一、通過注入氮氣來實現(xiàn)儲罐內(nèi)部氣相空間維持在一個惰性氣體密封的環(huán)境，隔絕空氣或氧氣的進入，從而使儲罐內(nèi)部的氣相組分始終處在爆炸下限之下或者維持一個非爆炸性的氣體混合物，從而實現(xiàn)本質(zhì)防爆的目的。

二、通過注入氮氣來提高儲罐內(nèi)部氣相空間的平衡壓力來降低介質(zhì)物料的揮發(fā)，避免物料受氧化或污染，從而達到節(jié)能降耗的目的。

2、哪些儲罐需要設置氮封

（1）《精細化工企業(yè)工程設計防火標準》GB 51283-2020 ：

6.2.2 單罐容積不小于 100m3的甲B、乙A液體當采用固定頂罐或低壓罐儲罐時，應采用氮氣或惰性氣體密封。

（2）《石油化工企業(yè)設計防火標準》GB 50160-2018：

6.2.2 儲存甲B、乙A類的液體，當單罐容積小于或等于5000m3的內(nèi)浮頂儲罐采用易熔材料制作的浮盤時，應設置氮氣保護等安全措施。6.2.4A 儲存溫度超過120℃的重油固定頂罐應設置氮氣保護。

（3）《石油庫設計規(guī)范》GB50074-2014 ：

6.1.2 儲存沸點低于45℃或37.8℃的飽和蒸氣壓大于88kpa的甲B類液體，選用低溫常壓儲罐時(無論是內(nèi)浮頂還是固定頂)應設置氮氣密封保護系統(tǒng)。

6.1.3 儲存沸點不低于45℃或37.8℃的飽和蒸氣壓不大于88KPA的甲B、乙A類液體，當出于特殊儲存的需要，采用容量小于或等于10000m3的固定頂儲罐、低壓儲罐或容量不大于100m3的臥式儲罐，應設置氮氣密封保護系統(tǒng)。

6.1.8 儲存I、Ⅱ級毒性的甲B、乙A類液體儲罐應設置氮封保護系統(tǒng)。

從以上三個標準的條款要求中，可知對儲罐設置氮封的強制性要求中，精細規(guī)的要求是最嚴格的，油庫規(guī)的要求次之，石化規(guī)的要求是最寬松的（只有采用內(nèi)浮頂儲罐且容量不大于5000m3且同時采用了易熔材料的浮盤，三個限定條件同時滿足才需要加氮封）。

3、氮氣源及氮氣濃度要求

氮氣供應：

通常采用制氮機、液氮儲罐或氮氣瓶等為氮封系統(tǒng)提供高純度氮氣。

氮封系統(tǒng)氮氣濃度要求：

相關標準中未找到關于氮封系統(tǒng)氮氣濃度的具體參數(shù)要求。氮封的目的是將可燃氣體的濃度惰化到遠遠低于爆炸濃度下限，我們可以參考《GB/T 37241-2018 惰化防爆指南》中附錄A表的內(nèi)容，理論上可以根據(jù)各種可燃氣體介質(zhì)的極限氧濃度來選擇我們氮封的濃度值。比如苯在氮氣中的極限氧濃度為10.1%，理論上只要保證氮氣濃度大于（1-10.1%）89.9%即可。另根據(jù)工業(yè)氮氣純度要求為99.2%以上，用作保護氣體的純氮純度最低是99.99%，實際生產(chǎn)中通常采用99.2%濃度以上的氮氣源。

4、氮封設置及工作原理

（1）常見氮封設置方式一：

該氮封系統(tǒng)主要由供氮閥、泄氮閥、呼吸閥組成。

當儲罐進液閥開啟，向罐內(nèi)添加物料時，液面上升，氣相部分容積減小，壓力升高，當罐內(nèi)壓力升至高于泄氮閥開啟壓力設定值時，泄氮閥打開，向外界釋放氮氣，使罐內(nèi)壓力下降，降至泄氮閥關閉壓力設定點時，自動關閉。

當儲罐出液閥開啟，開始放料時，液面下降，氣相部分容積增大，罐內(nèi)壓力降低，供氮閥開啟，向儲罐內(nèi)注入氮氣，使罐內(nèi)壓力上升，升至供氮閥壓力設定點，自動關閉。

注意：氮封系統(tǒng)氮氣入口管線應設置止回閥，且應設置就地壓力表。

（2）常見氮封設置方式二：

該氮封系統(tǒng)主要由供氮閥、單呼閥、呼吸閥組成。（與方式一相比，將泄氮閥更換為單呼閥）

當儲罐進液閥開啟，向罐內(nèi)添加物料時，液面上升，氣相部分容積減小，壓力升高，當罐內(nèi)壓力升至高于單呼閥壓力設定值時，單呼閥打開，向外界釋放氮氣，使罐內(nèi)壓力下降，降至單呼閥壓力設定點時，自動關閉。

呼吸閥、緊急泄放閥或泄壓人孔僅在事故工況（如氮封閥失效、泄氮封失效、火災工況等）啟動，避免儲罐運行時呼吸閥頻繁動作，減少呼吸閥故障率。

（3）氮封管線布置：

氮氣管線的入罐位置應遠離呼吸閥并伸入罐內(nèi)約200mm?！豆艿纼x表流程圖設計規(guī)定》(HG 20559-1993)第6.0.3.4條款。

氮封閥應安裝在盡量靠近罐頂入口的氮氣管線上，外取壓管線的取源點宜設在罐頂，以便檢測罐內(nèi)的真實壓力?！妒突す迏^(qū)自動化系統(tǒng)設計規(guī)范》(SH/T3184-2017)第5.4.5.3條款。

（4）氮封系統(tǒng)的壓力設定：

采用氮封的常壓可燃液體儲罐，其操作壓力宜為0.2kpa-0.5kpa；其他設置有呼吸閥的儲罐，其操作壓力宜為1Kpa～1.5KPa。

（如：供氮閥開啟壓力宜設為0.2kpa，關閉壓力宜設為0.5kpa。當罐內(nèi)壓力低于0.2kap時，供氮閥開啟向罐內(nèi)充氮；當罐內(nèi)壓力達到0.5kap時，供氮閥關閉停止充氮）

注意：對于設置有泡沫滅火系統(tǒng)的儲罐，還應考慮泡沫系統(tǒng)密封玻璃的耐壓性能，避免氮封壓力過高沖破玻璃。

（5）氮封系統(tǒng)的氮氣供氣量計算：

根據(jù)《氣封的設置》HG/T 20570.16-95：

2.0.1.1 儲罐氣封裝置的供氣量應大于或等于由于泵抽出儲罐內(nèi)儲存的液體所需的補充氣量與由于外界氣溫變化而產(chǎn)生的儲罐內(nèi)氣體冷凝和收縮所需補充的氣量之和。

泵抽出儲罐內(nèi)儲存的液體所需補充的氣量等于泵的最大輸出能力。

儲罐內(nèi)氣體冷凝和收縮所需補充的氣量參考HG/T 20570.16表2.0.1。

兩者所需氣量相加,即得氮封裝置所需供氣量。