一、气封的作用及原理

  为防止储罐内物料因与进入的外界气体（空气）接触而被污染编制或与外界进入的气体（空气）发生化学和（或）生物反应，常需设置气封系统。用气封气使储罐内维持一定压力（正压），防止储罐内物料与外界气体接触。

  当储罐内储存的物料被泵抽出和（或）由于外界温度降低，使储罐内气体冷凝或收缩时，该系统自动补入气封气，阻止外界气体进入；在向储罐内送料和（或）由于外界温度升高使储罐内液体气化而使储罐内压力高于气封压力时，储罐内气体可通过泄压阀自动排气。

  常用的气封气有氮气、燃料气、天然气等，气封气的选择应根据储存物料的性质、气封气是否易于获得及其经济性来决定。精细化工企业中常用的气封气为氮气。

 储罐内压力低于设定值时，信号阀2打开，气封阀1也相应打开。高压气封气经气封阀1减压后进入储罐内，使储罐内压力逐渐回复到设定值，当达到设定值时，信号阀2关闭，气封阀1也相应关闭。如储罐内压力高于设定值时，储罐上带阻火器的泄压阀（呼吸阀）5打开，泄出罐内气体，使储罐内压力降至设定值。

二、规范对氮封的要求

1、《石油化工企业设计防火标准（2018年版）》（GB50160-2008）

  第6.2.2条，储存甲_B、乙_A类的液体应选用金属浮舱式的浮顶或内浮顶罐。对于有特殊要求的物料或储罐容积小于或等于200m³的储罐,在采取相应安全措施后可选用其他型式的储罐。浮盘应根据可燃液体物性和材质强度进行选用,并应符合下列规定：1当单罐容积小于或等于5000m³的内浮顶储罐采用易熔材料制作的浮盘时,应设置氮气保护等安全措施。……

  第6.2.4A条，储存温度超过120℃的重油固定顶罐应设置氮气保护，多雷区单罐容积大于或等于50000m³的浮顶储罐应采取减少一、二次密封之间空间的措施。

2、《精细化工企业工程设计防火标准》(GB51283-2020)

  第6.2.2条，单罐容积不小于100m³的甲_B、乙_A类液体储存应选用内浮顶罐。当采用易熔材料制作浮盘时，应设置氮气保护等安全措施。采用固定顶罐或低压罐时，应采用氮气或惰性气体密封，并采取减少日晒升温的措施。

  3、《石油化工储运系统罐区设计规范》(SH/T3007-2014)

  第4.2.5条，……其他甲_B、乙_A类液体化工品有特殊储存需要时，可以选用固定顶储罐、低压储罐和容量小于或等于100m³的卧式储罐，但应采取下列措施之一：①设置氮气或其他惰性气体密封保护系统，密闭收集处理罐内排出的气体；②设置氮气或其他惰性气体密封保护系统，控制储存温度低于闪点5℃及以下”。

  第4.2.10条“储存Ⅰ、Ⅱ级毒性的甲_B、乙_A类液体储罐不应大于10000m³，且应设置氮气或其他惰性气体密封保护系统”。

  4、《石油库设计规范》(GB50074-2014)

  第6.1.2条，储存沸点低于45℃或37.8℃的饱和蒸气压大于88kPa的甲_B类液体,应采用压力储罐、低压储罐或低温常压储罐,并应符合下列规定：①选用压力储罐或低压储罐时,应采取防止空气进入罐内的措施,并应密闭回收处理罐内排出的气体。②选用低温常压储罐时,应采取下列措施之一：（Ⅰ）选用内浮顶储罐，应设置氮气密封保护系统，并应控制储存温度使液体蒸气压不大于88kPa；（Ⅱ）选用固定顶储罐,应设置氮气密封保护系统,并应控制储存温度低于液体闪点5℃及以下。

  第6.1.3条，储存沸点不低于45℃或在37.8℃时的饱和蒸气压不大于88kPa的甲_B、乙_A类液体化工品和轻石脑油，应采用外浮顶储罐或内浮顶储罐。有特殊储存需要时，可采用容量小于或等于10000m³的固定顶储罐、低压储罐或容量不大于100m³的卧式储罐，但应采取下列措施之一：1、应设置氮气密封保护系统,并应密闭回收处理罐内排出的气体;2、应设置氮气密封保护系统,并应控制储存温度低于液体闪点5℃及以下。

  第6.1.8条，储存Ⅰ、Ⅱ级毒性的甲_B、乙_A类液体储罐的单罐容量不应大于5000m³，且应设置氮封保护系统。

  5、《国家安全监管总局关于进一步加强化学品罐区安全管理的通知》（安监总管三〔2014〕68号）

  加强化学品罐区设备设施管理。对化学品罐区设备设施要定期检查检测，确保储罐管线阀门、机泵等设备设施完好。加强化学品储罐腐蚀监控，定期清罐检查，发现腐蚀减薄及时处理。确保储罐安全附件和防雷、防静电、防汛设施及消防系统完好；有氮气保护设施的储罐要确保氮封系统完好在用。

  6、《危险化学品重大危险源安全监控技术规范》（GB17681-2024）

  第6.3.1.2条，低压储罐、氮封常压储罐、压力储罐、冷冻式储罐应设置压力测量就地指示仪表和压力远传仪表。压力仪表的安装位置，应保证在最高液位时能测量气相压力并便于观察和维修。

  第6.3.2.3条，设有氮气密封保护系统的甲B、乙A类易燃液体储罐，应控制氧气浓度不大于极限氧浓度的50%。

  第6.3.2.4条，未设氮气密封保护系统的甲B、乙A类易燃液体储罐，储罐内可燃气体检测值大于介质爆炸下限的50%时，储罐应停运检修、改造浮盘系统或加装氮气密封保护系统。当采用在线检测方式时，第一级报警阈值应小于或等于介质爆炸下限的25%，第二级报警阈值应小于或等于介质爆炸下限的50%。

三、氮封设置的安全防护措施

  1、《石油化工储运系统罐区设计规范》(SH/T3007-2014)

  第3.5条，……采用氮气密封保护的储罐，其操作压力宜为0.2kPa～0.5kPa。其他设置有呼吸阀的储罐，其操作压力宜为1kPa～1.5kPa。……

  第5.1.5条，采用氮气或其他惰性气体密封保护系统的储罐应设事故泄压设备，并应符合下列规定：①事故泄压设备的开启压力应高于呼吸阀的排气压力并应小于或等于储罐的设计正压力；②事故泄压设备应满足氮封或其他惰性气体密封管道系统或呼吸阀出现故障时保障储罐安全的通气需要；③事故泄压设备可直接通向大气；④事故泄压设备宜选用直径不小于DN500的紧急放空人孔盖或呼吸人孔。

  2、《石油化工企业设计防火标准（2018年版）》（GB50160-2008）

  第6.2.19条，甲B、乙类液体的固定顶储罐应设阻火器和呼吸阀；对于采用氮封或其他气体气封的甲_B、乙类液体的储罐还应设置事故泄压设备。

  3、《石油化工罐区自动化系统设计规范》(SHT3184-2017)

  第4.2.2.8条，氮封阀氮气入口管道应设置压力表。

  第5.4.5.3条，氮封阀应安装在尽量靠近罐顶入口的氮气管线上，外取压管线的取源点宜设在罐顶，以便检测罐内的真实压力。

  第5.4.5.4条，氮封阀压力设定点应为储罐正常操作压力，压力设定值可调范围的选择应使设定点处于范围的中段，并应能覆盖最大操作压力。

  4、《气封的设置》（HGT20570.16-95）

  第2.0.3条，对带呼吸阀的常压罐，为防止空气进入，气封压力值一般可取0.0005~0.001MPa水柱（表），这是经验值。

  第1.0.2.2条，为防止泄压阀和（或）气封装置失灵而出现储罐内超压或负压情况，可采用液封和气封装置相结合的系统，其组成示意图如下：

  气封装置配备液封的作用是：①当泄压阀失灵时，液封可起到呼出气体的作用。即当储罐内压力超过设定值时，出关内气体可通过液封泄压。②当气封装置发生故障时，如储罐内压力高于设定值时，可通过液封泄压，减轻泄压阀负荷。③当泄压阀和气封装置同时故障，而储罐内出现负压时，可通过液封吸入空气，保护储罐不致变形损坏。