氮封的主要目的是在水箱液面上方形成一个惰性的、微正压的气相空间，防止空气中的氧气和二氧化碳溶入超纯水中，从而保持水质的电阻率。
氮气消耗主要发生在三个阶段：
1.初始填充/吹扫阶段：首次投用或大修后，用氮气置换掉水箱内所有空气。
2.运行消耗阶段：
补水消耗：当水箱液位下降时，氮气自动补充以维持压力。
溶解消耗：氮气会微量溶解于水中并被水流带走。
泄漏消耗：通过阀门、焊缝等处的微小泄漏。
3.排空/清空阶段：水箱需要排空维修时，会排出大量氮气（通常不计入日常用量）。
日常运行中，我们主要关心?第2阶段：运行消耗阶段?的氮气用量。
假设一个纯水水箱以下参数：
水箱容积(V_tank)?=10m3
工作压力(P_work)?=1.5barg(表压，即绝对压力约2.5barabs)
补水速率/最大出水流量(Q_water_out)?=2m3/h
水箱液位变化范围：例如从80%到20%，即有效气相空间变化?ΔV_gas?=60%*V_tank=6m3
氮气溶解度：在常温常压下，氮气在水中的溶解度很低（约16mg/L），但在压力下会略有增加。溶解消耗通常远小于补水消耗，但对于极高纯度的系统仍需考虑。
系统泄漏率：一个密封良好的系统，泄漏率可以很小。可按年泄漏量1%估算，或忽略不计。
a)补水消耗(主要消耗项)
这是最大的氮气消耗来源。当水泵从水箱抽水时，液位下降，气相空间增大，氮气供给阀打开，补充氮气以维持设定压力。
氮气补充体积(工况)=出水体积*(P_work_abs/P_atm)
假设每小时最大出水?2m3（即液位下降导致气相空间增加2m3）。
工作绝对压力P_work_abs?=1.5(barg)+1(atm)=2.5barabs。
大气压力P_atm?=1barabs。
最大理论氮气补充量?=2m3/h*(2.5bar/1bar)=?5Nm3/h。
这里计算出的5Nm3/h?是折算到标准状态（0°C，1atm）的体积流量。因为氮气是在压力下进入水箱的，其实际工况体积较小，但质量流量或标准体积流量是这么多。
b)溶解消耗
超纯水流动时，会带走已溶解的氮气，需要持续补充以维持气相平衡。
氮气在25°C，1atm下的溶解度约为0.016g/L水?或0.014LN2/L水（标准状态）。
假设系统产水/循环水量为Q_water_circ?=5m3/h。
溶解带走的氮气量≈Q_water_circ*溶解度≈5m3/h*1000L/m3*0.014L_N2/L_water≈70L_N2/h=0.07Nm3/h。此项通常比补水消耗小一个数量级。
c)泄漏及其它消耗
对于设计良好的系统，此项应尽可能小。可以通过保压测试来评估。例如，若系统每小时压力下降0.01bar，则可根据气相空间体积计算泄漏量。
1.日均/月均用量估算
峰值用量：出现在最大流量出水时，即补水消耗主导，约为?5Nm3/h。
平均用量：取决于实际用水模式。假设一天内，水箱经历2次完整的“从80%到20%”的循环（即每天补水2*6m3=12m3）。
日均氮气消耗≈12m3_水*(2.5bar/1bar)=?30Nm3/天。
月均用量?≈30Nm3/天*30天=?900Nm3/月。
2.氮气源选型参考
氮气瓶组(40L，15MPa)：
单瓶储量≈6Nm3。峰值需求下，一瓶气仅能维持约1.2小时。日均需求下，需要?5瓶/天。只适用于极小水量或备用场合，长期运行成本高且操作频繁。
液氮储罐(杜瓦罐，如175L)：
单罐储量≈140Nm3。在日均30Nm3的消耗下，可用约4-5天。适用于中小规模、用量相对稳定的用户。