氮封閥工作原理

氮封閥工作原理

上海申弘閥門有限公司
氮封系統(tǒng)主要由負(fù)壓防止罐、正壓防止罐、氣液分離罐和PCV閥組成。如氮封系統(tǒng)圖所示，正負(fù)壓防止罐中裝著密封油，兩者都有一個(gè)漏斗，一根氮封裝置供氮閥、泄氮閥壓力設(shè)定方便，可在連續(xù)生產(chǎn)的條件下進(jìn)行；壓力檢測(cè)膜片有效面積大，設(shè)定彈簧剛度小，動(dòng)作靈敏，裝置工作平穩(wěn)；采用無填料設(shè)計(jì)，閥桿所受摩擦力小，反應(yīng)迅速，控制精度高；供氮閥采用指揮器操作，減壓比可達(dá)100:1，減壓效果好，控制精度高；為確保儲(chǔ)罐的安全，需在罐頂設(shè)置呼吸閥；

工作原理主要有：
(1)當(dāng)?shù)忾y關(guān)閉時(shí)，主閥的活塞是在一個(gè)密封室內(nèi)，當(dāng)儲(chǔ)罐自力式氮封閥(普通型)壓力等于或大于設(shè)定的壓力時(shí)，膜片就被向上頂起，氣導(dǎo)閥在彈簧的作用下向上移動(dòng)，把氣導(dǎo)閥上的密封圈緊緊壓在閥座上，關(guān)閉了控制氣的進(jìn)口，同時(shí)特殊閥芯室的壓力增加并接近氮?dú)饪偣艿膲毫Γ藟毫νㄟ^內(nèi)部通道，從特殊閥芯室傳到主閥閥芯室。主閥的活塞就處于氮?dú)饪偣軌毫Φ淖饔?，由于主閥閥芯上、下所受氣體壓力平衡，所以主閥閥芯在自重和彈簧的作用下將閥門緊密關(guān)死。
(2)氮封閥打開時(shí)，當(dāng)儲(chǔ)罐壓力稍微低于設(shè)定壓力時(shí)，膜片因?yàn)楦袘?yīng)壓力下降而向下移動(dòng)，推動(dòng)氣導(dǎo)閥打開，氮?dú)饨?jīng)過孔板、氣導(dǎo)閥的出口進(jìn)入儲(chǔ)罐，使儲(chǔ)罐內(nèi)的壓力增加，同時(shí)氣導(dǎo)閥的特殊閥芯室的壓力下降，氮?dú)馔ㄟ^內(nèi)部通道從特殊閥芯室進(jìn)入主閥閥芯室。由于主閥閥芯的活塞面積大于主閥閥座孔面積，并有彈簧的彈力和主閥的重量，所以當(dāng)儲(chǔ)罐壓力稍微低于設(shè)定點(diǎn)時(shí)，特殊閥芯室和主閥閥芯室的壓力降低很小，主閥仍然保持關(guān)閉，氮?dú)庵粡臍鈱?dǎo)閥進(jìn)入儲(chǔ)罐。


了解了氮封裝置的原理，下面我們?cè)賮砜纯吹庋b置怎么設(shè)定
氮封裝置的貯罐內(nèi)液體上端覆蓋氮?dú)?，其壓力一般?00mmH2O左右，通過氮封裝置加以控制。
出液閥開啟釋放液體時(shí)，貯罐內(nèi)液位下降，此時(shí)，氮封裝置開度增大,向貯罐內(nèi)補(bǔ)充氮?dú)馐箟毫υ黾拥皆O(shè)定值為止。
上海申弘閥門有限公司主營(yíng)閥門有：減壓閥(氣體減壓閥,可調(diào)式減壓閥,波紋管減壓閥,活塞式減壓閥,蒸汽減壓閥,先導(dǎo)式減壓閥,空氣減壓閥,氮?dú)鉁p壓閥,水用減壓閥,自力式減壓閥,比例減壓閥)、安全閥、保溫閥、低溫閥、球閥、截止閥、閘閥、止回閥、蝶閥、過濾器、放料閥、隔膜閥、旋塞閥、柱塞閥、平衡閥、調(diào)節(jié)閥、疏水閥、管夾閥、排污閥、排氣閥、排泥閥、氣動(dòng)閥門、電動(dòng)閥門、高壓閥門、中壓閥門、低壓閥門、水力控制閥、真空閥門、襯膠閥門、襯氟閥門。進(jìn)液閥開啟充入液體時(shí)，液位上升氣箱部分容積減小，氮?dú)鈮毫ι仙?，此時(shí)，供氮裝置關(guān)閉;而泄氮裝置在壓力控制器作用下開啟，排出氮?dú)馐箟毫抵猎O(shè)定值。
為確保儲(chǔ)罐安全，應(yīng)在罐頂設(shè)置呼吸閥。
供氮壓力調(diào)整：在氮封裝置選定一設(shè)定值如1KPa(100mmH2O)，通過調(diào)整主彈簧的預(yù)壓縮(拉伸)量來達(dá)到。
泄氮壓力調(diào)整：在氮封裝置泄放閥中的壓力控制部分，通過調(diào)整主彈簧的預(yù)壓縮(拉伸)量達(dá)到，一般為避免氮封裝置啟閉頻繁，泄氮設(shè)定值應(yīng)遠(yuǎn)離供氮壓力設(shè)定值，如2KPa(200mmH2O)。
呼吸閥設(shè)定值調(diào)整：在上述兩設(shè)定值調(diào)整好后，為避免呼吸閥啟閉頻繁，呼吸閥設(shè)定值應(yīng)大于泄氮閥設(shè)定值，兩者設(shè)定值也不能靠得太近。
供氮裝置壓力設(shè)定值為PC，泄氮裝置壓力設(shè)定值為P1，PC與P1兩者不能靠得太近，以免閥門工作太頻繁。呼吸閥的排放壓力P2的設(shè)定值應(yīng)大于P1，P2與P1兩值也不能靠得太近。
呼吸閥僅起安全作用，避免了常規(guī)氮封裝置中啟閉頻繁易損壞的缺陷。氮封裝置由供氮閥、 泄氮閥、 呼吸閥 組成，供氮閥由指揮器和主閥兩部分組成；泄氮閥由內(nèi)反饋的壓開型微壓調(diào)節(jié)閥組成，氮?dú)鈮毫σ话阍O(shè)為100mmH2O，
通過氮封裝置控制。當(dāng)儲(chǔ)罐進(jìn)液閥開啟，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)壓力升至高于泄氮閥壓力設(shè)定值時(shí)，泄氮閥打開，向外界釋放氮?dú)?，使罐?nèi)壓力下降，降至泄氮閥壓力設(shè)定點(diǎn)時(shí)，自動(dòng)關(guān)閉。
當(dāng)儲(chǔ)罐出液閥開啟，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，供氮閥開啟，向儲(chǔ)罐內(nèi)注入氮?dú)?，使罐?nèi)壓力上升，升至供氮閥壓力設(shè)定點(diǎn)，自動(dòng)關(guān)閉。氮封裝置無需外界能源，能在無電、無氣的場(chǎng)合工作，既方便，又節(jié)約能源，降低成本。氮封裝置主要用于保持容器頂部保護(hù)氣（一般為氮?dú)猓┑膲毫愣?，以避免容器?nèi)物料與空氣直接接觸，防止物料揮發(fā)，被氧化，以及容器的安全。特別適用于大型儲(chǔ)罐的氣封保護(hù)系統(tǒng)。該產(chǎn)品具有節(jié)能、動(dòng)作靈敏、運(yùn)行可靠、操作與維修方便簡(jiǎn)單等特點(diǎn)。廣泛應(yīng)用于石油、化工、醫(yī)藥、環(huán)保、水處理等行業(yè)。

圖1 氮封系統(tǒng)圖


插入管，不同的是負(fù)壓防止罐中的插入管為放空管，一端與大氣相連，另一端一般插入液下50mm（此處液壓約為800*10*0.05=0.4kpa）；正壓防止罐的插入管一端與系統(tǒng)相連，另一端一般插入液下150mm，工序中的插入深度基本為150mm（此處液壓約為800*10*0.15=1.2kpa）。
PCV閥，即自力式壓力調(diào)節(jié)閥，其有背壓閥和減壓閥兩種形式，區(qū)別為背壓閥的取壓點(diǎn)靠近氮?dú)庋a(bǔ)充端，減壓閥的取壓點(diǎn)靠近系統(tǒng)端，而通常采用減壓式，工序的設(shè)定值一般為0.5kpa。在補(bǔ)氣時(shí)，若氣源為7kg的氮?dú)?，PVC閥可將其先轉(zhuǎn)到1kg，再轉(zhuǎn)到0.5kpa，方往系統(tǒng)里輸送；若為1kg，則直接轉(zhuǎn)到0.5kpa，再往系統(tǒng)輸送；若氣源壓力達(dá)不到要求值，PVC閥自動(dòng)關(guān)閉。
以P表示：系統(tǒng)壓力值減常壓值。當(dāng)P值大于1.2kpa時(shí)，系統(tǒng)壓力會(huì)克服正壓防止罐插入管液位以下管段進(jìn)行泄壓，也就是我們平?？吹降恼龎汗薰呐莠F(xiàn)象，鼓出的氣體中可能帶有物料和部分密封油，它們會(huì)在氣液分離罐內(nèi)得到分離，氣相順著氣液分離罐上方管線排出，液相可通過罐的下方連通管線返回正壓防止罐內(nèi)。
當(dāng)P值小于PCV閥的設(shè)定值0.5kpa時(shí)，則會(huì)通過PCV閥自動(dòng)調(diào)節(jié)向系統(tǒng)補(bǔ)氣充壓。
一般，負(fù)壓防止罐都不會(huì)參與調(diào)節(jié)系統(tǒng)壓力，但是當(dāng)PCV閥補(bǔ)氣不及或PCV閥出現(xiàn)異常，不能正常補(bǔ)氣，造成P值小于-0.4kpa時(shí)，會(huì)通過負(fù)壓防止罐吸收外界大氣補(bǔ)氣充壓。
氮封系統(tǒng)會(huì)出現(xiàn)PCV閥往系統(tǒng)內(nèi)補(bǔ)氣，而正壓防止罐卻鼓泡泄壓的情況，那是由于PCV閥出現(xiàn)了異常，感應(yīng)不到系統(tǒng)壓力的變化，而一直往系統(tǒng)內(nèi)補(bǔ)氣，造成系統(tǒng)壓力升高，由于正壓防止罐泄壓能力趕不上PCV閥的充壓能力，若工藝人員發(fā)現(xiàn)不及時(shí)，將導(dǎo)致系統(tǒng)內(nèi)常壓罐的鼓罐事故。與本文相關(guān)的論文有：益海嘉里糧油加工中減壓閥應(yīng)用案例