常低壓儲罐呼吸閥選用分析

【資料簡介】

常低壓儲罐呼吸閥選用分析常低壓儲罐呼吸閥選用、安裝與維護(hù)指南

常低壓儲罐呼吸閥是儲罐系統(tǒng)中的一部分，其選用、安裝與維護(hù)對于確保儲罐的安全運行至關(guān)重要。本文將為您提供一份全面的指南，幫助您更好地理解和掌握呼吸閥的相關(guān)知識。

一、常低壓儲罐呼吸閥選用分析呼吸閥的設(shè)置目的與規(guī)范要求

在SHT 3007-2014《石油化工儲運系統(tǒng)罐區(qū)設(shè)計規(guī)范》中，明確規(guī)定了呼吸閥的設(shè)置目的與相關(guān)規(guī)范要求。呼吸閥作為儲罐系統(tǒng)的重要組成部分，其設(shè)置旨在確保儲罐在操作過程中的安全與穩(wěn)定。通過合理選用、安裝及維護(hù)呼吸閥，可以有效防止儲罐因壓力波動而導(dǎo)致的潛在風(fēng)險，保障生產(chǎn)過程的順利進(jìn)行。
5.1.3 在以下情況下，儲罐通向大氣的通氣管上必須設(shè)置呼吸閥：
a) 用于儲存甲B、乙類液體的固定頂儲罐和地上臥式儲罐；
b) 采用氮氣或其他惰性氣體進(jìn)行密封保護(hù)系統(tǒng)的儲罐。

此外，還需遵循GB 50160-2008《石油化工企業(yè)設(shè)計防火標(biāo)準(zhǔn)》（2018年版）中的相關(guān)規(guī)定。
6.2.19 甲B、乙類液體的固定頂罐必須配備阻火器和呼吸閥；若儲罐采用氮氣或其他氣體進(jìn)行氣封，還應(yīng)增設(shè)事故泄壓設(shè)備。呼吸閥的安裝旨在保障儲罐系統(tǒng)的安全與環(huán)保，同時提升物料儲存的經(jīng)濟(jì)性。通過合理選擇、安裝及維護(hù)呼吸閥，可充分發(fā)揮其優(yōu)勢，降低潛在風(fēng)險。呼吸閥具體作用如下：

（1）防止儲罐超壓與真空：呼吸閥能自動調(diào)節(jié)儲罐內(nèi)外壓力，確保其在正常操作下不受過高或過低壓力影響，從而防止罐體結(jié)構(gòu)受損，如鼓包或塌陷。

（2）減少揮發(fā)介質(zhì)泄漏：儲罐內(nèi)揮發(fā)介質(zhì)因溫度變化而膨脹或收縮時，呼吸閥能迅速響應(yīng)并調(diào)節(jié)壓力，降低介質(zhì)蒸發(fā)和泄漏，從而減輕對環(huán)境的污染。

（3）與氣封系統(tǒng)協(xié)同作用：呼吸閥可與氮封或其他氣體封閉系統(tǒng)結(jié)合，進(jìn)一步減少介質(zhì)蒸發(fā)損失，并防止外界空氣侵入，確保物料質(zhì)量并避免化學(xué)反應(yīng)。

（4）配合阻火器確保安全：阻火器用于阻擋外部火焰通過呼吸閥進(jìn)入儲罐。呼吸閥與阻火器聯(lián)用，可有效防止因火花或火焰引發(fā)的儲罐內(nèi)介質(zhì)點燃，確保安全無虞。

二、常低壓儲罐呼吸閥選用分析呼吸閥的構(gòu)造與工作原理

呼吸閥是儲罐系統(tǒng)中的重要安全設(shè)備，其結(jié)構(gòu)與工作原理對于保障儲罐安全至關(guān)重要。接下來，我們將深入探討呼吸閥的構(gòu)造及工作原理。

1. 呼吸閥的設(shè)計需遵循SY/T 0511-2010標(biāo)準(zhǔn)，其結(jié)構(gòu)可參考以下示意圖進(jìn)行理解

2. 儲罐呼吸閥是安裝在儲存易揮發(fā)液體（例如石油、化學(xué)品等）的固定頂儲罐上的重要安全附件。其核心作用在于調(diào)節(jié)儲罐內(nèi)外的壓力平衡，從而防止因壓力波動導(dǎo)致的儲罐變形或損壞，并減少罐內(nèi)液體的揮發(fā)損失。呼吸閥的工作原理可概括為兩個方面：

① 壓力釋放：當(dāng)儲罐內(nèi)溫度上升，氣體體積隨之膨脹，壓力逐漸增大時，呼吸閥會自動開啟，釋放過剩壓力，以避免儲罐因過度壓力而受損。此過程常被稱作“排氣”或“呼吸”。

② 真空吸入：相反，當(dāng)儲罐內(nèi)溫度下降，氣體體積收縮，壓力降低時，呼吸閥會打開，允許外部空氣進(jìn)入儲罐，以應(yīng)對真空度過高可能導(dǎo)致的儲罐塌陷風(fēng)險。此過程被稱為“吸氣”。

三、常低壓儲罐呼吸閥選用分析呼吸閥的呼出與呼入壓力設(shè)定

通常，常壓儲罐的正常操作壓力維持在約500Pa(G)的水平，其設(shè)計壓力范圍通常為-500Pa至2000Pa(G)。根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)，常壓儲罐一般選用C級呼吸閥，其呼氣壓力設(shè)定為980Pa。這樣的設(shè)定既能有效減少儲罐中易揮發(fā)物料的損失，又能確保儲罐不會面臨超壓的風(fēng)險。
必須留意的是，若呼吸閥的排氣端管線較長，氣體流動時遭遇的阻力也會相應(yīng)增大，或吸閥排氣端管線存在液封，致使呼吸閥排氣端系統(tǒng)背壓升高，那么此時宜選用呼出壓力較低的呼吸閥。這是因為儲罐的最大操作壓力等于呼吸閥的設(shè)定呼出壓力與呼出管網(wǎng)系統(tǒng)的背壓之和（包括動背壓和靜背壓），同時還要考慮到呼吸閥結(jié)構(gòu)特性可能導(dǎo)致的延遲起跳超壓。只有確保上述總和不超過儲罐的正壓設(shè)計壓力，才能有效避免儲罐因超壓而鼓脹的風(fēng)險。

相反，若呼吸閥排氣端管線直接與風(fēng)機(jī)入口相連，且風(fēng)機(jī)對呼吸閥排氣管網(wǎng)產(chǎn)生抽吸作用，導(dǎo)致管網(wǎng)壓力降低甚至出現(xiàn)負(fù)壓，那么就應(yīng)選擇呼出壓力較高的E級呼吸閥，以抵消風(fēng)機(jī)的抽負(fù)效應(yīng)。這樣不僅有助于減少儲罐內(nèi)物料的揮發(fā)損失，還能確保儲罐免受負(fù)壓風(fēng)險的影響。此外，通常儲罐設(shè)計的耐負(fù)壓值為-500Pa，因此將儲罐吸閥的負(fù)壓吸入壓力設(shè)置為常規(guī)的-295Pa，即可有效防止儲罐因負(fù)壓而憋脹。

四、常低壓儲罐呼吸閥選用分析呼吸閥呼吸量計算

在進(jìn)行呼吸閥的選型與配置時，一個重要的環(huán)節(jié)是計算其呼吸量。這涉及到儲罐在不同操作條件下的氣體交換量，進(jìn)而影響到呼吸閥的尺寸和性能選擇。為了準(zhǔn)確計算呼吸量，需要參照相關(guān)的設(shè)計規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，如《石油化工儲運系統(tǒng)罐區(qū)設(shè)計規(guī)范》SH/T 3007-2014，以確保選型與計算的合理性。
5.1.4 呼吸閥的排氣壓力必須小于儲罐的設(shè)計正壓力，而進(jìn)氣壓力則應(yīng)高于儲罐的設(shè)計負(fù)壓力，以確保其正常工作。
5.1.6 通氣管或呼吸閥的通氣量必須足夠大，以容納以下各項呼出量或吸入量之和：
a) 液體出罐時的最大出液量所導(dǎo)致的空氣吸入量，應(yīng)基于液體最大出液量進(jìn)行考慮；
b) 液體進(jìn)入固定頂儲罐時產(chǎn)生的罐內(nèi)液體氣體呼出量，當(dāng)液體閃點（閉口）高于45℃時，應(yīng)按最大進(jìn)液量的1.07倍計算；當(dāng)液體閃點（閉口）低于或等于45℃時，則應(yīng)按最大進(jìn)液量的2.14倍計算。對于采用氮氣或其他惰性氣體密封保護(hù)系統(tǒng)的內(nèi)浮頂儲罐，液體進(jìn)入時產(chǎn)生的罐內(nèi)氣體呼出量應(yīng)基于最大進(jìn)液量進(jìn)行考慮；
c) 因大氣最大溫降導(dǎo)致的罐內(nèi)氣體收縮和因大氣最大溫升導(dǎo)致的罐內(nèi)氣體膨脹，所引起的儲罐空氣吸入量和呼出氣體量，宜參照表5.1.6進(jìn)行確定

五、常低壓儲罐呼吸閥選用分析呼吸閥的選用

在確定了呼吸量Q(m3/h)后，結(jié)合氣體的流速u在3~5m/s的考慮范圍，可以利用公式d=18.81V0.5u-0.5來計算呼吸閥的進(jìn)出口管徑。經(jīng)過向上圓整，最終選擇適當(dāng)?shù)拈y門尺寸。特別需要注意的是，當(dāng)呼吸閥與阻火器聯(lián)合使用時，必須考慮阻火器的壓降影響。

市場上常見的呼吸閥規(guī)格連接法蘭公稱通徑DN包括：50mm、80mm、100mm、150mm、200mm、250mm、300mm以及350mm。同時，還需根據(jù)呼吸閥的工作溫度進(jìn)行選擇。呼吸閥可分為全天候型與普通型，前者適用范圍為-30℃~60℃，型式代號為Q；后者適用操作溫度為0℃~60℃，型式代號為P。結(jié)合這些信息，選出設(shè)計工況的呼吸閥。

六、常低壓儲罐呼吸閥選用分析呼吸閥的安裝與維護(hù)

在安裝呼吸閥時，需留意以下幾點，以確保其正常工作：

1. 確認(rèn)安裝位置：選擇一個通風(fēng)良好、遠(yuǎn)離潛在污染源的位置來安裝呼吸閥。

2. 遵循安裝指南：仔細(xì)閱讀并遵循呼吸閥的安裝指南，確保每個步驟都正確無誤。

3. 定期檢查與維護(hù)：定期對呼吸閥進(jìn)行檢查和維護(hù)，確保其持續(xù)穩(wěn)定地工作。

此外，在維護(hù)過程中，還需注意保持呼吸閥的清潔，及時清理積聚的灰塵和雜物，以確保其性能不受影響。

1. 呼吸閥應(yīng)安裝在儲罐頂部的最高點，這樣當(dāng)儲罐內(nèi)壓力發(fā)生變化時，氣體能順暢地通過呼吸閥進(jìn)行交換，從而維持儲罐內(nèi)外的壓力穩(wěn)定。若需安裝兩個呼吸閥，應(yīng)確保其對稱分布，以防止壓力偏移。

2. 在氮封儲罐上安裝呼吸閥時，需特別注意氮氣管的位置，應(yīng)遠(yuǎn)離呼吸閥接口，且接管應(yīng)深入罐內(nèi)200mm。此舉旨在防止氮氣直接經(jīng)由呼吸閥釋放，進(jìn)而確保儲罐內(nèi)的氮封狀態(tài)，避免空氣侵入，從而減少所存物質(zhì)的氧化。

3. 若使用呼吸閥的地區(qū)最冷月份的平均氣溫低于或等于0℃，則呼吸閥必須配備防凍措施。這是為了防止呼吸閥閥盤因凍結(jié)或堵塞而阻礙儲罐的排氣或補氣，進(jìn)而導(dǎo)致儲罐低壓或超壓，造成安全隱患。

4. 呼吸閥安裝完畢后，為確保其持續(xù)安全運行，應(yīng)定期進(jìn)行檢修與維護(hù)。至少每半年需檢查一次呼吸閥的網(wǎng)面是否堵塞或腐蝕，并即時清理。同時，建議每年至少檢驗一次呼吸閥的操作壓力，以確保其處于正常范圍。對于年檢不合格的呼吸閥，應(yīng)及時進(jìn)行更換，以消除潛在的安全風(fēng)險。

5. 此外，為預(yù)防呼吸閥凍結(jié)或凝結(jié)，可采取多種措施，如安裝加熱系統(tǒng)、使用保溫材料、選擇具有防凝設(shè)計的呼吸閥、確保排水和排放系統(tǒng)暢通、定期使用防凍劑等。同時，選擇合適的呼吸閥安裝位置也至關(guān)重要，應(yīng)避免將其置于冷空氣直接吹襲處，以降低冷凝和凍結(jié)的風(fēng)險。
   操作優(yōu)化：通過改進(jìn)儲罐的操作流程，例如減少不必要的周轉(zhuǎn)，可以降低儲罐內(nèi)液體溫度的波動，進(jìn)而減小呼吸閥因凍結(jié)而失效的風(fēng)險。

環(huán)境監(jiān)測：利用溫度傳感器等設(shè)備實時監(jiān)控周圍環(huán)境溫度，一旦發(fā)現(xiàn)溫度降至冰點以下，即可及時啟動預(yù)防措施，確保呼吸閥的安全運行。

七、常低壓儲罐呼吸閥選用分析通氣孔及呼吸閥設(shè)置注意事項

通氣孔的應(yīng)用：對于揮發(fā)性較小、毒性危害程度較低的介質(zhì)，例如柴油、煤油和消防水，可以采用環(huán)形通氣孔。這些通氣孔通常設(shè)置在拱頂罐罐壁頂層圈板上，以實現(xiàn)罐內(nèi)與大氣之間的自然通風(fēng)，從而維持壓力平衡。

呼吸閥的應(yīng)用：對于揮發(fā)性較強或毒性危害程度較高的介質(zhì)，例如苯、汽油等，應(yīng)在罐頂設(shè)置呼吸閥。這些呼吸閥常與內(nèi)浮頂罐一同使用，并可與氮封系統(tǒng)相結(jié)合，以減少介質(zhì)蒸發(fā)和外界空氣的進(jìn)入，進(jìn)而保持介質(zhì)的純度并防止其氧化。

呼吸閥與通氣孔的比較：相較于通氣孔，呼吸閥在降低油品損耗和節(jié)約物料方面更為有效。這是因為呼吸閥能根據(jù)儲罐內(nèi)壓力的變化自動開啟和關(guān)閉，而通氣孔則始終保持開放狀態(tài)，無法有效防止介質(zhì)的蒸發(fā)和泄漏。

需避免同時安裝呼吸閥和通氣孔：在一個儲罐中，不應(yīng)同時安裝呼吸閥并設(shè)置通氣孔，因為這樣會使得呼吸閥失去其調(diào)節(jié)壓力的功能。通氣孔的持續(xù)開放會干擾呼吸閥對儲罐內(nèi)外壓力差的有效控制，從而降低其整體效果。

常低壓儲罐呼吸閥選用分析呼吸閥安裝要求

? 安裝位置

呼吸閥的安裝位置至關(guān)重要，它作為儲罐的重要組成部分，通常應(yīng)被安裝在儲罐氣相空間的最高點，以確保通氣順暢。在立式罐中，呼吸閥最好安裝在罐頂中央頂板范圍內(nèi)。為了降低物料的蒸發(fā)損耗并確保順暢的通氣，應(yīng)在罐頂中央安裝呼吸閥。

? 對稱布置

若需安裝兩個呼吸閥，在設(shè)有隔熱層的罐頂儲罐中，它們應(yīng)與罐頂中心對稱布置，以確保穩(wěn)定。這樣不僅能夠保證罐頂?shù)膶ΨQ性和穩(wěn)定性，還可以有效平衡來自不同方向的壓力。

? 氮封罐注意

對于氮封罐，使用的呼吸閥需注意氮氣供氣管的接管位置，該位置應(yīng)遠(yuǎn)離呼吸閥接口，并從罐頂部深入儲罐內(nèi)約200mm，以實現(xiàn)氮氣的有效封存，避免其直接排出。

02常低壓儲罐呼吸閥選用分析調(diào)節(jié)閥安裝一般要求

? 安裝位置總則

在安裝調(diào)節(jié)閥組時，需遵循一系列重要規(guī)范以確保其正常運行和長期穩(wěn)定性。調(diào)節(jié)閥的位置必須嚴(yán)格遵循工藝流程設(shè)計，同時便于觀察與其相關(guān)的一次指示儀表，以便在手動操作旁路閥時能夠?qū)崟r監(jiān)控儀表讀數(shù)。

? 正立安裝

調(diào)節(jié)閥必須正立垂直地安裝在水平管道上，加裝支撐以確保穩(wěn)定。除非在特殊情況下，否則不得水平或傾斜安裝。

? 立式與旁路

調(diào)節(jié)閥組立面安裝時，調(diào)節(jié)閥應(yīng)位于旁路閥的下方。對于公稱直徑小于25mm的調(diào)節(jié)閥，也可選擇安裝在旁路閥的上方，但需確保不會影響整體性能。在這種布置中，旁路閥的直徑大小應(yīng)選擇合適以保證性能。

? 底部與凈空

調(diào)節(jié)閥底部與地面或平臺面的間距不得小于400mm，以留出足夠的空間進(jìn)行維護(hù)和檢修，確保調(diào)節(jié)閥操作時凈空不小于2mm以防止操作困難。

? 閥組布局與溫度

調(diào)節(jié)閥應(yīng)安裝在環(huán)境溫度適宜的范圍內(nèi)，避免過高或過低的溫度影響其性能。同時要遠(yuǎn)離振動源，確保穩(wěn)定運行。特別是在同一個區(qū)域內(nèi)安裝多個調(diào)節(jié)閥組時，需考慮到環(huán)境溫度及振動源的影響，以提高整體視覺效果和實用性，并確保操作便捷和穩(wěn)定性。

03常低壓儲罐呼吸閥選用分析壓力管道安全閥設(shè)置

? 電動泵出口

容積泵出口管道上必須安裝安全閥，以避免超壓風(fēng)險。如電動往復(fù)泵、齒輪泵或螺桿泵，這些泵的出口管道上必須安裝安全閥。

? 壓縮機(jī)安全要求

可燃?xì)怏w往復(fù)式壓縮機(jī)的各段出口處必須安裝安全閥，其放空管可接至壓縮機(jī)各段入口或一段入口管道上，確保不超過設(shè)計壓力，保證壓縮機(jī)出口的安全要求。

? 膨脹壓力管理

當(dāng)可燃?xì)怏w和可燃液體因受熱膨脹可能超過設(shè)計壓力時，必須設(shè)置安全閥，以維持正常壓力。

04常低壓儲罐呼吸閥選用分析安全閥安裝設(shè)計要點

? 豎直安裝

安全閥應(yīng)豎直安裝，并盡可能靠近受保護(hù)的設(shè)備或管道，以降低管道阻力，這種安裝方式是確保安全閥功能的有效方法。

? ?檢修與維護(hù)

為便于檢修，建議為安全閥設(shè)置專門的檢修平臺。安全閥應(yīng)設(shè)置檢修平臺以確保維護(hù)方便，必要時另設(shè)吊裝設(shè)備。

? 管道設(shè)計

設(shè)計安全閥出口管道時，需確保背壓不超過安全閥定壓的特定范圍，對于常規(guī)彈簧式安全閥，背壓應(yīng)控制在定壓值的10％以內(nèi)。若排放介質(zhì)中包含凝液或可冷凝氣體，且這些介質(zhì)將排入放空總管或火炬總管，那么安全閥的出口高度應(yīng)高于總管；否則，需采取適當(dāng)?shù)呐乓捍胧?/p>

05常低壓儲罐呼吸閥選用分析管件布置一般要求

? 彎頭與異徑管

優(yōu)先選用曲率半徑為1.5倍公稱直徑的長半徑彎頭，特別是對于輸送氣固、液固兩相流物料的管道，應(yīng)選用大曲率半徑彎管，以降低阻力。在省廊上的水平管道進(jìn)行變徑連接時，若無特殊要求，應(yīng)選用底平偏心異徑管。

? 泵入口與法蘭

在水平吸入的離心泵中，當(dāng)入口管變徑時，應(yīng)在靠近泵的入口處設(shè)置偏心異徑管。同時，平焊法蘭不應(yīng)與無直管段的彎頭直接連接，以保證密封性能。

? 特殊要求

除非工藝有特殊要求，否則塔、反應(yīng)器、立式容器等設(shè)備裙座內(nèi)的管道上不得布置法蘭和螺紋接頭，以避免潛在泄漏風(fēng)險。

通過遵循這些安裝和布置要求，可以確保管道系統(tǒng)的順暢和安全運行，減少潛在故障和隱患。