微正壓氮?dú)獗Ｗo(hù)裝置研究

摘

要：針對(duì)傳統(tǒng)的氮封系統(tǒng)裝置存在的缺陷，介紹了一種新開(kāi)發(fā)的微正壓氮?dú)獗Ｗo(hù)裝置。該裝置采用模塊化設(shè)計(jì)，將氮?dú)飧邏翰糠种糜诿荛]殼體中，并增加含氧量監(jiān)測(cè)措施，減少了高壓氮?dú)獾氖褂命c(diǎn)和泄漏率。此外，氮封管道末端采取壓力監(jiān)測(cè)和補(bǔ)氮措施，保證了氮?dú)馐褂酶叻鍟r(shí)各點(diǎn)的氮?dú)庥昧?，減少了低壓氮封閥的使用數(shù)量，大大降低了企業(yè)生產(chǎn)成本。關(guān)鍵詞：微正壓；氮?dú)獗Ｗo(hù)；氮封系統(tǒng)；模塊化設(shè)計(jì)

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引言目前，在精細(xì)化工與制藥行業(yè)的生產(chǎn)過(guò)程中，需要大量使用、儲(chǔ)存可燃、易燃、易爆、易揮發(fā)的有機(jī)溶劑。而這些有機(jī)溶劑的密閉存儲(chǔ)空間中存在的空氣量經(jīng)常達(dá)到爆炸極限，若存在火花，就會(huì)引發(fā)火災(zāi)甚至爆炸，導(dǎo)致人員傷亡、財(cái)產(chǎn)損失和環(huán)境污染，造成社會(huì)影響。此外，精細(xì)化工與制藥行業(yè)的生產(chǎn)過(guò)程中還涉及到可與外界空氣接觸而發(fā)生變質(zhì)或與空氣發(fā)生化學(xué)和/或生物反應(yīng)的物質(zhì)。因此，針對(duì)這些行業(yè)的生產(chǎn)特點(diǎn)，我們?cè)O(shè)計(jì)了一套安全、經(jīng)濟(jì)、可靠的氮?dú)庵脫Q及保護(hù)系統(tǒng)，從而有效避免人員傷亡、財(cái)產(chǎn)損失、產(chǎn)品污染和環(huán)境污染。

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傳統(tǒng)的氮封系統(tǒng)裝置傳統(tǒng)的氮封系統(tǒng)裝置工藝流程如圖1所示，該系統(tǒng)由供氮裝置和泄氮裝置兩部分組成。其中，供氮裝置由指揮器和主閥兩部分組成；泄氮裝置由內(nèi)反饋微壓調(diào)節(jié)閥組成。當(dāng)儲(chǔ)罐進(jìn)液閥開(kāi)啟，向罐內(nèi)添加物料時(shí)，液面上升，氣相部分容積減小，壓力升高。當(dāng)罐內(nèi)壓力升至高于泄氮裝置壓力設(shè)定值時(shí)，泄氮裝置打開(kāi)，向外界釋放氮?dú)猓构迌?nèi)壓力下降，降至泄氮裝置壓力設(shè)定值時(shí)，泄氮裝置自動(dòng)關(guān)閉。當(dāng)儲(chǔ)罐出液閥開(kāi)啟，用戶放料時(shí)，液面下降，氣相部分容積增大，罐內(nèi)壓力降低，供氮裝置開(kāi)啟，向儲(chǔ)罐注入氮?dú)?，使罐?nèi)壓力上升，當(dāng)罐內(nèi)壓力上升至供氮裝置設(shè)定值時(shí)，供氮裝置自動(dòng)關(guān)閉。圖1

傳統(tǒng)的氮封系統(tǒng)裝置工藝流程傳統(tǒng)的氮封系統(tǒng)首先需要將高壓氮?dú)猓ㄒ话銥?.4～0.8MPa）引至每個(gè)使用點(diǎn)，這就增加了高壓氮?dú)庑孤?dǎo)致人員窒息的事故幾率，因此需在每個(gè)使用點(diǎn)設(shè)置氮?dú)夂繖z測(cè)裝置。其次，由于保護(hù)容器大多屬于常壓容器，為避免容器超壓破裂，導(dǎo)致易燃、易爆液體外泄，需要在每個(gè)使用點(diǎn)設(shè)置安全閥或爆破片。再次，該系統(tǒng)無(wú)法保證氮?dú)馐褂酶叻鍟r(shí)各使用點(diǎn)的緩沖時(shí)間。最后，該系統(tǒng)在每個(gè)使用點(diǎn)采用氮封閥及泄氮閥，投資成本高昂。因此，該系統(tǒng)的應(yīng)用范圍受到極大制約。為克服傳統(tǒng)的氮封系統(tǒng)裝置存在的缺陷，筆者自主開(kāi)發(fā)了一種微正壓氮?dú)獗Ｗo(hù)裝置。該裝置適用于可燃、易燃、易爆、易揮發(fā)物質(zhì)和揮發(fā)性較強(qiáng)的有毒、有害、有腐蝕性物質(zhì)的使用、儲(chǔ)存和運(yùn)輸，與傳統(tǒng)的氮封系統(tǒng)裝置比較，其更加安全、可靠，并可大大降低投資成本。

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微正壓氮?dú)獗Ｗo(hù)裝置設(shè)計(jì)2.1

工藝流程簡(jiǎn)述微正壓氮?dú)獗Ｗo(hù)裝置工藝流程如圖2所示，采用模塊化設(shè)計(jì)，將各部件集成于封閉式外殼內(nèi)，僅需提供高壓氮?dú)庖约巴饨影踩趴展艿?，該氮封系統(tǒng)模塊即可自動(dòng)提供穩(wěn)定的低壓氮?dú)?。?dāng)?shù)鈿馐褂命c(diǎn)容器出料時(shí)，容器內(nèi)液位下降，導(dǎo)致氣相空間壓力降低，或者容器受冷氣相空間體積收縮時(shí)，導(dǎo)致氣相空間壓力降低，氮封管道系統(tǒng)壓力低于設(shè)定值，氮封閥PCV-02自動(dòng)開(kāi)啟工作，向使用點(diǎn)容器補(bǔ)充氮?dú)猓到y(tǒng)壓力增加至設(shè)定值時(shí)，氮封閥PCV-02自動(dòng)關(guān)閉；當(dāng)?shù)庀到y(tǒng)管道末端壓力低于設(shè)定值，聯(lián)鎖開(kāi)啟電磁閥XV-02，氮封閥PCV-03自動(dòng)開(kāi)啟工作，向系統(tǒng)快速補(bǔ)充氮?dú)?，待系統(tǒng)末端壓力增加至設(shè)定值時(shí)，聯(lián)鎖關(guān)閉電磁閥XV-02。該模塊將氮?dú)飧邏翰糠种糜诿荛]殼體中，當(dāng)檢測(cè)到氮?dú)鉂舛瘸瑯?biāo)時(shí)，聯(lián)鎖啟動(dòng)事故排風(fēng)機(jī)，聯(lián)鎖關(guān)閉高壓氮?dú)馊肟陔姶砰yXV-01，并將聲光報(bào)警信號(hào)傳遞至控制室，檢查并消除警報(bào)。圖2

微正壓氮?dú)獗Ｗo(hù)裝置工藝流程2.2

主要技術(shù)條件、參數(shù)（1）高壓氮?dú)猓和ǔ?.4～0.8MPa（G）的潔凈氮?dú)?；?）氮封閥PCV-02：400～4kPa（G）減壓系統(tǒng)；（3）氮封閥PCV-03：400～20kPa（G）減壓系統(tǒng)；（4）低壓氮?dú)猓?kPa（G）氮?dú)猓?0kPa（G）氮?dú)?；?）減壓閥PCV-01：0.7MPa～400kPa減壓系統(tǒng)；（6）安全閥PSV-01：釋放壓力0.1MPa（G）；（7）電磁閥XV-02：氮封管道末端壓力低于3kPa（G）時(shí)開(kāi)啟。2.3

技術(shù)特點(diǎn)該微正壓氮?dú)獗Ｗo(hù)裝置充分應(yīng)用傳統(tǒng)技術(shù)，結(jié)合國(guó)內(nèi)生產(chǎn)、制造業(yè)實(shí)際，采用模塊化設(shè)計(jì)，運(yùn)用有效的壓力監(jiān)測(cè)和補(bǔ)氮措施，保證了整個(gè)系統(tǒng)的可靠性及技術(shù)的先進(jìn)性和專有性。該裝置有以下技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)：2.3.1

適用性廣該微正壓氮?dú)獗Ｗo(hù)裝置適用性廣，適用于可燃、易燃、易爆、易揮發(fā)物質(zhì)和揮發(fā)性較強(qiáng)的有毒、有害、有腐蝕性物質(zhì)的使用、儲(chǔ)存、運(yùn)輸。2.3.2

采用封閉式殼體，安全性高該微正壓氮?dú)獗Ｗo(hù)裝置將所有部件集中于封閉式外殼內(nèi)，封閉式外殼與事故排風(fēng)機(jī)相連，將有害氣體排至室外安全區(qū)域。高壓氮?dú)庀冉?jīng)該裝置減至低壓氮?dú)庠俚竭_(dá)各氮?dú)馐褂命c(diǎn)，且在封閉外殼內(nèi)增加氧含量監(jiān)測(cè)措施，減少了高壓氮?dú)獾氖褂命c(diǎn)和泄漏率，降低了高壓危害，提高了裝置的使用安全性，克服了傳統(tǒng)氮封系統(tǒng)裝置存在的缺陷。2.3.3

有效的壓力監(jiān)測(cè)和補(bǔ)氮措施，可靠性強(qiáng)，成本低該微正壓氮?dú)獗Ｗo(hù)裝置的管道末端采用壓力監(jiān)測(cè)和補(bǔ)氮措施，當(dāng)?shù)夤艿老到y(tǒng)末端壓力監(jiān)測(cè)低于設(shè)定值時(shí)，裝置向系統(tǒng)快速補(bǔ)充氮?dú)猓瓜到y(tǒng)末端壓力增加至設(shè)定值。即使在氮?dú)馐褂酶叻鍟r(shí)，該壓力監(jiān)測(cè)和補(bǔ)氮措施也能保證下游各使用點(diǎn)氮封壓力的穩(wěn)定和產(chǎn)品的質(zhì)量，較傳統(tǒng)的氮封系統(tǒng)裝置，微正壓氮?dú)獗Ｗo(hù)裝置大大減少了氮封閥、泄氮閥、安全閥的使用數(shù)量，降低了生產(chǎn)投資成本。2.3.4

模塊化設(shè)計(jì)，結(jié)構(gòu)緊湊該微正壓氮?dú)獗Ｗo(hù)裝置采用模塊化設(shè)計(jì)，結(jié)構(gòu)緊湊，所有設(shè)備及管道儀表安裝在一個(gè)框架內(nèi)，便于制造、運(yùn)輸、安裝和操作。

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結(jié)語(yǔ)該微正壓氮?dú)獗Ｗo(hù)裝置的應(yīng)用，既有助于精細(xì)化工