大型貯罐呼吸閥呼吸量計(jì)算設(shè)計(jì)選型

全天候阻火呼吸閥是指既保證貯罐空間在一定壓力范圍內(nèi)與大氣隔絕、又能在超過(guò)或低于此壓力范圍時(shí)與大氣相通(呼吸)的一種閥門。其作用是防止貯罐因超壓或真空導(dǎo)致破壞，同時(shí)可減少貯液的蒸發(fā)損失。主要由閥座、閥罩、保護(hù)罩及由真空和壓力控制的兩組啟閉裝置組成。啟閉裝置包括閥瓣、導(dǎo)桿、彈簧、彈簧座及密封環(huán)等。當(dāng)罐內(nèi)壓力達(dá)到額定呼出正壓時(shí)，壓力閥瓣開(kāi)啟，罐內(nèi)蒸氣排出;當(dāng)罐內(nèi)真空度達(dá)到額定吸入負(fù)壓時(shí)，真空閥瓣開(kāi)啟，空氣進(jìn)入。

呼吸閥為閥座相互重疊的重力式結(jié)構(gòu)。其特點(diǎn)是閥盤與閥座之間采用帶空氣墊的軟接觸，氣密性好，不易結(jié)霜凍結(jié)，適宜于寒冷的地區(qū)使用。此閥門通常與儲(chǔ)罐阻火器配套使用，參照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)：SY/T0511-1996《石油儲(chǔ)罐呼吸閥》檢驗(yàn)和驗(yàn)收。呼吸閥安裝在儲(chǔ)罐頂部，是排放罐內(nèi)正壓，負(fù)壓氣體的設(shè)備，使罐內(nèi)的液體進(jìn)出不會(huì)受到阻礙，當(dāng)外液體輸入罐內(nèi)時(shí)有大量的氣體往外呼（稱正壓）。如罐內(nèi)液體往外輸出時(shí)罐內(nèi)必須從外空氣吸進(jìn)罐內(nèi)（稱負(fù)壓）。如停止工作時(shí)呼吸閥自動(dòng)關(guān)閉不會(huì)把罐內(nèi)液氣往外泄漏，使罐內(nèi)的液體質(zhì)量得到了有利的保障。根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《石油化工企業(yè)設(shè)計(jì)防火規(guī)范》（GB50160-92）之規(guī)定：“儲(chǔ)存甲、乙類液體的固定式頂罐，應(yīng)設(shè)阻火器和呼吸閥"。新型呼吸閥是原油、汽油、煤油、輕柴油、芳烴等固定頂式儲(chǔ)罐上主要安全設(shè)備，是防止蒸發(fā)損耗與保護(hù)儲(chǔ)罐在受超壓或真空時(shí)免遭破壞的作用。

二、大型貯罐呼吸閥呼吸量計(jì)算設(shè)計(jì)選型產(chǎn)品性能及特點(diǎn)：

新型呼吸閥殼體選用不銹鋼、鑄鋼和鋁合金，耐腐蝕性好；結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易檢修，安全方便；新型呼吸閥性能合石油工業(yè)部標(biāo)準(zhǔn) SY7511-1996 規(guī)定；閥盤采用四氟材料，耐低溫，防凍性能好。目前，在國(guó)內(nèi)的大型儲(chǔ)罐中，傳統(tǒng)的重力式和彈簧式呼吸閥應(yīng)用比較多。由于低壓儲(chǔ)罐呼吸閥的閥前壓力很低，有時(shí)只有幾百帕，作用在閥盤下部向上的作用力有限，使閥不容易準(zhǔn)確地在定壓下開(kāi)啟。即使閥盤打開(kāi)了，也會(huì)由于作用力太小，導(dǎo)致閥被卡�。幌葘�(dǎo)式呼吸閥的膜片式結(jié)構(gòu)保證了在很低的工作壓力下仍可準(zhǔn)確控制主閥的動(dòng)作。重力式和彈簧式呼吸閥在定壓下工作時(shí)，由于工作壓力非常接近定壓，閥門很容易泄露，一般在閥前壓力達(dá)到定壓的90～95％時(shí)就會(huì)有泄漏，且隨著閥前壓力的繼續(xù)升高，閥門的泄漏量增大。當(dāng)閥前壓力達(dá)到定壓時(shí)，閥門開(kāi)啟；閥前壓力升高達(dá)到定壓的時(shí)，閥門全開(kāi)。隨著壓力的泄放，閥前壓力回降，直到降到定壓的時(shí)，閥芯回座，閥門關(guān)閉。先導(dǎo)式呼吸閥，當(dāng)閥前壓力達(dá)到定壓的時(shí)才開(kāi)始泄漏，閥前壓力達(dá)到定壓時(shí)(無(wú)需超壓)，閥門即可全開(kāi)；當(dāng)閥前壓力降到定壓的98%～99%時(shí)，閥門關(guān)閉�？梢�(jiàn)，先導(dǎo)式呼吸閥在閥前壓力達(dá)到定壓前，開(kāi)始泄漏較晚，泄漏量少；而閥前壓力降到定壓以下時(shí)，又能較早地關(guān)閉，從而減少了泄漏及過(guò)量排放。這樣既減少了儲(chǔ)罐內(nèi)物料的損失，又有利于環(huán)境保護(hù)。
采用彈簧限位閥板，由正負(fù)壓力決定或呼或吸。呼吸閥應(yīng)該具有泄放正壓和負(fù)壓兩方面功能，具體則是：當(dāng)容器承受正壓時(shí)，呼吸閥打開(kāi)呼出氣體泄放正壓；當(dāng)容器承受負(fù)壓時(shí)，阻火呼吸閥打開(kāi)吸入氣體泄放負(fù)壓。由此保證壓力在一定范圍內(nèi)，保證容器安全。

大型貯罐呼吸閥呼吸量計(jì)算設(shè)計(jì)選型工作原理

當(dāng)罐內(nèi)介質(zhì)的壓力在全天候阻火呼吸閥的控制操作壓力范圍之內(nèi)時(shí)，呼吸閥不工作，保持油罐的密閉性;

當(dāng)往罐內(nèi)補(bǔ)充介質(zhì)，使罐內(nèi)上部氣體空間的壓力升高，達(dá)到呼吸閥的操作正壓時(shí)，壓力閥被頂開(kāi)，氣體從呼吸閥呼出口逸出，使罐內(nèi)壓力不在繼續(xù)增高，罐外的大氣將頂開(kāi)呼吸閥的負(fù)壓閥盤。

大型貯罐呼吸閥呼吸量計(jì)算設(shè)計(jì)選型功能

呼吸閥在正常狀態(tài)下只是保證儲(chǔ)罐安全密閉，盡量減少儲(chǔ)罐內(nèi)介質(zhì)的蒸發(fā)損耗。只有在下列非正常狀態(tài)下呼吸閥才開(kāi)始工作：

①當(dāng)儲(chǔ)罐進(jìn)行介質(zhì)收發(fā)作業(yè)時(shí)，罐內(nèi)氣體體積變化引起氣體壓力發(fā)生變化，呼吸閥即開(kāi)始較大流量呼吸；

②由于外界環(huán)境影響，儲(chǔ)罐內(nèi)氣體溫度發(fā)生變化，引起罐內(nèi)介質(zhì)蒸汽壓增高或降低(通稱熱效應(yīng))，呼吸閥開(kāi)始小流量的呼吸；

③天氣驟變或發(fā)生火災(zāi)等情況時(shí)，罐內(nèi)溫度短時(shí)間內(nèi)迅速變化，引起儲(chǔ)罐內(nèi)氣體壓力急劇升高或降低，造成呼吸閥大流量呼吸。呼吸閥在各種工況下都應(yīng)滿足儲(chǔ)罐呼吸所需的通氣量，以確保儲(chǔ)罐的安全。

大型貯罐呼吸閥呼吸量計(jì)算設(shè)計(jì)選型工作原理

呼吸閥是一種廣泛應(yīng)用在儲(chǔ)罐頂部的通風(fēng)裝置，用來(lái)維持罐內(nèi)外的氣壓平衡，通過(guò)控制儲(chǔ)罐的呼出壓力和真空度，防止由于真空度、壓力超過(guò)允許值(負(fù)壓和超壓)而造成的儲(chǔ)罐凹癟與翹底，同時(shí)由于壓力的控制，在一定程度上也減少了罐內(nèi)介質(zhì)的蒸發(fā)損耗。因此呼吸閥應(yīng)該具有泄放正壓和負(fù)壓兩方面功能，由正負(fù)壓力決定或呼或吸，呼吸閥的具體原理如下圖所示。當(dāng)儲(chǔ)罐承受正壓時(shí)，呼吸閥打開(kāi)呼出氣體泄放正壓；當(dāng)儲(chǔ)罐承受負(fù)壓時(shí)，呼吸閥打開(kāi)吸入氣體泄放負(fù)壓。由此在一定的壓力范圍內(nèi)確保儲(chǔ)罐安全。

大型貯罐呼吸閥呼吸量計(jì)算設(shè)計(jì)選型有什么作用

全天候阻火呼吸閥是維護(hù)儲(chǔ)罐氣壓平衡，減少介質(zhì)揮發(fā)的安全節(jié)能產(chǎn)品，呼吸閥充分利用儲(chǔ)罐本身的承壓能力來(lái)減少介質(zhì)排放，其原理是利用正負(fù)壓閥盤的重量來(lái)控制儲(chǔ)罐的排氣正壓和吸氣負(fù)壓;當(dāng)往罐外抽出介質(zhì)，使罐內(nèi)上部氣體空間的壓力下降，達(dá)到呼吸閥的操作負(fù)壓時(shí)，罐外的大氣將頂開(kāi)呼吸閥的負(fù)壓閥盤頂開(kāi)，使外界氣體進(jìn)入罐內(nèi)，使罐內(nèi)的壓力不再繼續(xù)下降，讓罐內(nèi)與罐外的氣壓平衡，來(lái)保護(hù)儲(chǔ)罐的安全裝置。

大型貯罐呼吸閥呼吸量計(jì)算設(shè)計(jì)選型要如何選型

1、對(duì)安裝位置的要求和溫度范圍的要求，如寒冷地區(qū)就應(yīng)選用全天候呼吸閥，而安裝在管道中的應(yīng)選用管道式呼吸閥。

2、機(jī)械呼吸閥的控制壓力應(yīng)與有關(guān)的承壓能力相適應(yīng)。

3、機(jī)械呼吸閥的規(guī)格(法蘭通徑)應(yīng)滿足油罐大進(jìn)出油呼吸氣體流量要求。

大型貯罐呼吸閥呼吸量計(jì)算設(shè)計(jì)選型的排放計(jì)算

固定頂罐的呼吸排放可用下式估算其污染物的排放量：

LB=0.191×M(P/(100910-P))^0.68×D^1.73×H^0.51×△T^0.45×FP×C×KC

式中：LB-固定頂罐的呼吸排放量(Kg/a);

M-儲(chǔ)罐內(nèi)蒸氣的分子量;

P-在大量液體狀態(tài)下，真實(shí)的蒸氣壓力(Pa);

D-罐的直徑(m);

H-平均蒸氣空間高度(m);

△T-一天之內(nèi)的平均溫度差(℃);

FP-涂層因子(無(wú)量綱)，根據(jù)油漆狀況取值在1~1.5之間;

C-用于小直徑罐的調(diào)節(jié)因子(無(wú)量綱);直徑在0~9m之間的罐體，C=1-0.0123(D-9)^2 ; 罐徑大于9m的C=1;

KC-產(chǎn)品因子(石油原油KC取0.65，其他的有機(jī)液體取1.0)

工作排放是由于人為的裝料與卸料而產(chǎn)生的損失。因裝料的結(jié)果，罐內(nèi)壓力超過(guò)釋放壓力時(shí)，蒸氣從罐內(nèi)壓出;而卸料損失發(fā)生于液面排出，空氣被抽入罐體內(nèi)，因空氣變成有機(jī)蒸氣飽和的氣體而膨脹，因而超過(guò)蒸氣空間容納的能力。

可由下式估算固定頂罐的工作排放：

LW=4.188×10^-7×M×P×KN×KC

式中：LW-固定頂罐的工作損失(Kg/m3投入量)

KN-周轉(zhuǎn)因子(無(wú)量綱)，取值按年周轉(zhuǎn)次數(shù)(K)確定。周轉(zhuǎn)次數(shù)=年投入量/罐容量

K<=36,KN=136

K>220,KN=0.26

大型貯罐呼吸閥呼吸量計(jì)算設(shè)計(jì)選型按工作原理可將呼吸閥分為重力式、彈簧式和先導(dǎo)式3種。

1.重力式呼吸閥

重力式呼吸閥是靠閥盤本身的重量與罐內(nèi)外壓差產(chǎn)生的上舉力相平衡而工作的，具體結(jié)構(gòu)形式如下圖所示。重力式呼吸閥具體工作原理如下圖所示。閥盤所受的總外力為△F，F(xiàn)為閥盤本身的重力G，上舉力為πD2(P2-P1)／4。

1)當(dāng)閥盤本身的重力與上舉力相等，呼吸閥呼出閥盤與呼出口閥座嚴(yán)密配合，吸入閥盤與吸入口閥座嚴(yán)密配合，此時(shí)閥盤所受總外力△F=G-πD2(P2-P1)／4。

2)當(dāng)儲(chǔ)罐內(nèi)產(chǎn)生大于設(shè)定壓力的超壓時(shí)，罐內(nèi)高壓直接作用于呼出口閥盤下方，并克服閥盤重力以及作用于閥盤上的大氣壓力，從而打開(kāi)呼出口閥盤排出罐內(nèi)過(guò)高氣壓，使罐內(nèi)壓力與大氣壓力保持平衡。此時(shí)閥盤所受的總外力△F=G-πD2(P2-P1)／4>0。

3)當(dāng)儲(chǔ)罐內(nèi)產(chǎn)生小于設(shè)定壓力的負(fù)壓時(shí)，大氣壓力直接作用于吸入口閥盤下方，并克服閥盤重力以及作用于閥盤上方的罐內(nèi)壓力，從而打開(kāi)吸入口閥盤向儲(chǔ)罐內(nèi)補(bǔ)充壓力，使罐內(nèi)壓力與大氣壓力保持平衡。此時(shí)閥盤所受總外力△F=G-πD2(P2-P1)／4<0。

2.彈簧式呼吸閥

彈簧式呼吸閥是依靠彈簧的形變力與罐內(nèi)外的壓力差產(chǎn)生的推力相平衡而工作的，具體結(jié)構(gòu)形式如下圖所示。彈簧式呼吸閥具體工作原理與重力式呼吸閥類似，閥盤所受的總外力和上舉力仍為△F和πD2(P2-P1)／4，但此時(shí)控制力F變?yōu)閺椈傻男巫兞�，并且可以通過(guò)改變彈簧的預(yù)壓長(zhǎng)度來(lái)調(diào)節(jié)控制力F。

3.先導(dǎo)式呼吸閥

先導(dǎo)式呼吸閥是用導(dǎo)閥來(lái)控制主閥的，該導(dǎo)閥采用薄膜式結(jié)構(gòu)，薄膜面積大，故在很低的工作壓力下仍可達(dá)到一定的作用力來(lái)控制主閥的動(dòng)作。此外在導(dǎo)閥開(kāi)啟前，主閥不受控制流的作用，關(guān)閉嚴(yán)密，故先導(dǎo)式呼吸閥可以達(dá)到氣泡級(jí)密封。先導(dǎo)式呼吸閥具體結(jié)構(gòu)如下圖所示。

工作原理如下圖所示。

1)在正常工作情況下，作用在主閥膜片上的壓力P2與作用在導(dǎo)閥膜片上的壓力P1是相同的，主閥處于關(guān)閉狀態(tài)，而導(dǎo)閥彈簧載荷大于導(dǎo)閥膜片上向上的作用力，使導(dǎo)閥也處于關(guān)閉狀態(tài)。由于導(dǎo)閥的膜片面積S1大于主閥的膜片面積S2，因此閥門的關(guān)閉力F=P1S1-P2S2。而且隨著閥前壓力的增大，閥門關(guān)閉力增加，閥的密封性更佳。

2)當(dāng)儲(chǔ)罐內(nèi)壓力大于設(shè)定壓力時(shí)，作用在導(dǎo)閥膜片上向上的作用力剛好超過(guò)導(dǎo)閥彈簧載荷。此時(shí)，導(dǎo)閥閥座稍微開(kāi)啟，封閉在主閥內(nèi)的氣體通過(guò)導(dǎo)閥迅速排出，使主閥氣室內(nèi)的壓力P1降低。此時(shí)作用在主閥膜片上的壓力P2>P1，使主閥打開(kāi)，儲(chǔ)罐內(nèi)的超壓得到泄放。

3)通過(guò)主閥的流體繼續(xù)流動(dòng)，直到罐內(nèi)壓力小于設(shè)定壓力時(shí)，作用在導(dǎo)閥膜片上的作用力小于導(dǎo)閥的彈簧載荷，導(dǎo)閥被關(guān)閉。儲(chǔ)罐內(nèi)的氣體通過(guò)導(dǎo)管進(jìn)入主閥氣室，使壓力P2=P1，主閥關(guān)閉，重新回到正常狀態(tài)。

4)當(dāng)儲(chǔ)罐內(nèi)壓力處于負(fù)壓狀態(tài)時(shí)，操作原理基本與正壓泄壓相同。在關(guān)閉情況下，P1為大氣壓力存在于主閥氣室內(nèi)，而作用在主閥膜片上的壓力P2為負(fù)壓，閥門的關(guān)閉力F=P1S1-P2S2，使主閥關(guān)閉。在設(shè)定點(diǎn)上，導(dǎo)閥開(kāi)啟，把主閥氣室內(nèi)的壓力通過(guò)導(dǎo)管送到進(jìn)口負(fù)壓處。當(dāng)部分負(fù)壓在氣室內(nèi)形成時(shí)，外部的大氣壓力致使主閥開(kāi)啟，并在閥內(nèi)形成氣流，從而消除儲(chǔ)罐的負(fù)壓狀態(tài)。*后大氣壓力通過(guò)導(dǎo)管進(jìn)入主閥氣室使主閥關(guān)閉。

大型貯罐呼吸閥呼吸量計(jì)算設(shè)計(jì)選型性能比較

1.重力式呼吸閥結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，價(jià)格低廉，在國(guó)內(nèi)應(yīng)用非常廣泛。但其也存在著不足之處，在小流量呼吸過(guò)程中，當(dāng)罐內(nèi)氣體壓力在臨界狀態(tài)點(diǎn)出現(xiàn)微增量時(shí)，閥盤被推開(kāi)排氣，首先使閥盤內(nèi)側(cè)局部區(qū)域(約5～7倍管徑范圍)氣體壓力迅速下降，導(dǎo)致閥盤很快回落到閥座上，閥關(guān)閉。然后，閥盤內(nèi)側(cè)壓力迅速與罐內(nèi)壓力平衡，又略大于臨界壓力，將閥盤推開(kāi)排氣，而后閥盤再關(guān)閉。如此反復(fù)，就出現(xiàn)一種跳動(dòng)現(xiàn)象，不能保證良好的密封。閥門反復(fù)開(kāi)關(guān)還容易產(chǎn)生磨損，造成泄漏。低溫下，閥盤還容易凍結(jié)在閥座上。

2.彈簧式呼吸閥結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、重量輕，價(jià)格也相對(duì)低廉，還可以調(diào)節(jié)其設(shè)定壓力。但彈簧式呼吸閥隨著閥門開(kāi)啟度增大，彈簧形變?cè)龃�，作用在閥盤上的彈簧力也增大，導(dǎo)致閥無(wú)法開(kāi)足，使呼吸閥難以達(dá)到設(shè)計(jì)能力。彈簧式呼吸閥在長(zhǎng)期使用后，彈簧易銹蝕和老化。冬季使用時(shí)，彈簧易結(jié)霜而影響彈簧的壓縮性，使閥盤不能正常地在設(shè)定點(diǎn)開(kāi)啟。

3.先導(dǎo)式呼吸閥尺寸小、重量輕(高壓、大口徑)，泄放前閥座密封，且不易受背壓影響。但先導(dǎo)式呼吸閥機(jī)構(gòu)復(fù)雜，單閥制造成本高，僅適用于技術(shù)要求較高的儲(chǔ)罐。

大型貯罐呼吸閥呼吸量計(jì)算設(shè)計(jì)選型技術(shù)參數(shù)：

ZFQ-1全天候防爆阻火呼吸閥外形結(jié)構(gòu)圖：

ZFQ-1全天候防爆阻火呼吸閥連接尺寸：

大型貯罐呼吸閥呼吸量計(jì)算設(shè)計(jì)選型使用安裝：
（1）呼吸閥應(yīng)安裝在儲(chǔ)罐氣源的*高點(diǎn)，以降低物料蒸發(fā)損耗和以便順利地提供通向呼吸閥*直接和*大的通道。通常對(duì)于立式罐，呼吸閥應(yīng)盡量安裝在罐頂中央頂板范圍內(nèi)，對(duì)于罐頂需設(shè)隔熱層的儲(chǔ)罐、可安裝在梯子平臺(tái)附近；
（2）當(dāng)需要安裝兩個(gè)呼吸閥時(shí)，它們與罐頂中心應(yīng)對(duì)稱布置；
（3）若呼吸閥用在氮封罐上，則氮?dú)夤�氣管的接管位置�?yīng)遠(yuǎn)離呼吸閥接口，并由罐頂部插入儲(chǔ)罐內(nèi)約 200mm ，這樣氮?dú)膺M(jìn)罐后不直接排出，達(dá)到氮封的目的。

大型貯罐呼吸閥呼吸量計(jì)算設(shè)計(jì)選型維護(hù)與保養(yǎng)：
1、為了呼吸閥使用安全，應(yīng)在 3-6 個(gè)月內(nèi)定期將波紋阻火層拆下，清洗干凈，保證阻火層上每個(gè)孔暢通，防止堵塞，確保安全正常使用。 
2、定期檢查通風(fēng)氣正、負(fù)閥盤動(dòng)作是否靈活，導(dǎo)桿及閥盤接觸密封面有無(wú)損壞，如有損壞應(yīng)立即調(diào)換。 
3、在檢查維護(hù)重新安裝時(shí)，應(yīng)保證閥內(nèi)各結(jié)合面嚴(yán)密配合，閥盤升降靈活。 
4、新閥啟用時(shí)，應(yīng)安裝前清除閥盤間的防震物，該閥一定要垂直安裝。還有必須要把呼吸閥的封蓋拿掉安裝，可與儲(chǔ)罐阻火器配合使用。否則呼吸閥將失靈。

傳統(tǒng)的重力式和彈簧式呼吸閥都屬于微啟動(dòng)式，在設(shè)計(jì)壓力下開(kāi)啟時(shí)，開(kāi)啟高度在1／40～1／20流道直徑的范圍內(nèi)，因此流通系數(shù)較小，在0.2～0.4之間。閥門動(dòng)作特性為比例作用式，開(kāi)啟高度隨壓力升高而逐漸增大，這種特性的呼吸閥流通面積比較小，容易發(fā)生儲(chǔ)罐超壓；先導(dǎo)式呼吸閥是一種全啟式閥，動(dòng)作特性為兩段式。全啟式是指閥門的開(kāi)啟高度大于等于1／4流道直徑。兩段式是指閥門的開(kāi)啟過(guò)程分為兩個(gè)階段，起初閥門隨壓力升高而比例開(kāi)啟，在壓力升高一個(gè)不大的數(shù)值后，閥門即在壓力幾乎不再升高的情況下急劇開(kāi)啟到規(guī)定高度。