在煉油或石油化工廠中，存放著各種油品或石化產品。儲罐大都建造在室外，為使這些油品或產品不與空氣中的氧氣接觸，常采用罐頂充氮氣法，使之與外界隔絕。
氮封閥的作用就是要當儲罐液面下降壓力降低時，向罐內補充氮氣，當儲罐液面上升壓力增加時，停止補充氮氣，同時被壓縮的氮氣從呼吸閥適量排出，從而始終保持罐內的氮氣壓力微量正壓(壓力一般在400~1000Pa之間)。只有這樣才能做到既隔絕空氣，又保證儲罐不變形。下面就來介紹一下石油化工廠中氮封閥的工作原理。
當氮封閥關閉時，主閥的活塞是在一個密封室內，當儲罐壓力等于或大于設定的壓力時，膜片就被向上頂起，氣導閥在彈簧的作用下向上移動，把氣導閥上的密封圈緊緊壓在閥座上，關閉了控制氣的進口，同時特殊閥芯室的壓力增加并接近氮氣總管的壓力，此壓力通過內部通道，從特殊閥芯室傳到主閥閥芯室。主閥的活塞就處于氮氣總管壓力的作用，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死。
氮封閥打開時，當儲罐壓力稍微低于設定壓力時，膜片因為感應壓力下降而向下移動，推動氣導閥打開，氮氣經過孔板、氣導閥的出口進入儲罐，使儲罐內的壓力增加，同時氣導閥的特殊閥芯室的壓力下降，氮氣通過內部通道從特殊閥芯室進入主閥閥芯室。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，所以當儲罐壓力稍微低于設定點時，特殊閥芯室和主閥閥芯室的壓力降低很小，主閥仍然保持關閉，氮氣只從氣導閥進入儲罐。