常壓儲(chǔ)罐全天候阻火呼吸閥呼吸量計(jì)算

一、常壓儲(chǔ)罐全天候阻火呼吸閥呼吸量計(jì)算的設(shè)置目的與要求

在SHT 3007-2014石油化工儲(chǔ)運(yùn)系統(tǒng)罐區(qū)設(shè)計(jì)規(guī)范中，明確指出了呼吸閥的設(shè)置目的與要求。呼吸閥作為儲(chǔ)罐的重要組成部分，其設(shè)置旨在確保儲(chǔ)罐在各種工況下的安全運(yùn)行。通過呼吸閥的合理配置，可以有效地控制儲(chǔ)罐內(nèi)部的壓力變化，防止因壓力波動(dòng)而引發(fā)的安全事故。同時(shí)，規(guī)范還對(duì)呼吸閥的安裝位置、尺寸選擇以及維護(hù)管理等方面提出了具體要求，以確保其能夠穩(wěn)定、可靠地發(fā)揮其應(yīng)有的作用。
5.1.3 根據(jù)GB 50160-2008石油化工企業(yè)設(shè)計(jì)防火標(biāo)準(zhǔn)（2018年版）的規(guī)定，以下類型的儲(chǔ)罐通向大氣的通氣管上必須設(shè)置呼吸閥：
a) 用于儲(chǔ)存甲B、乙類液體的固定頂儲(chǔ)罐和地上臥式儲(chǔ)罐；
b) 采用氮?dú)饣蚱渌栊詺怏w進(jìn)行密封保護(hù)系統(tǒng)的儲(chǔ)罐。
6.2.19 甲B、乙類液體的固定頂罐應(yīng)設(shè)置阻火器和呼吸閥；若儲(chǔ)罐采用氮?dú)饣蚱渌麣怏w進(jìn)行氣封，則還需增設(shè)事故泄壓設(shè)備。呼吸閥的安裝旨在保障儲(chǔ)罐系統(tǒng)的安全與環(huán)保，同時(shí)提升物料儲(chǔ)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(shì)，降低潛在風(fēng)險(xiǎn)。呼吸閥的功能包括：

（1）維持儲(chǔ)罐壓力穩(wěn)定：呼吸閥能自動(dòng)調(diào)節(jié)儲(chǔ)罐內(nèi)外壓力差，確保儲(chǔ)罐在正常操作中免受超壓或真空損害，從而防止罐體結(jié)構(gòu)變形。

（2）減少介質(zhì)泄漏：揮發(fā)性介質(zhì)在儲(chǔ)罐內(nèi)隨溫度變化而膨脹或收縮，產(chǎn)生壓力波動(dòng)。呼吸閥可迅速響應(yīng)，調(diào)節(jié)這些壓力變化，降低介質(zhì)蒸發(fā)和泄漏，從而減輕對(duì)環(huán)境的影響。

（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，并阻止外界空氣侵入，確保物料品質(zhì)，防止化學(xué)反應(yīng)。

（4）配合阻火器確保安全：阻火器用于防止外部火焰通過呼吸閥進(jìn)入儲(chǔ)罐。呼吸閥與阻火器聯(lián)用，可有效預(yù)防因火花或火焰引發(fā)的儲(chǔ)罐內(nèi)介質(zhì)點(diǎn)燃，確保安全生產(chǎn)。

二、常壓儲(chǔ)罐全天候阻火呼吸閥呼吸量計(jì)算的構(gòu)造與工作原理

呼吸閥作為甲B、乙類液體固定頂罐的重要安全設(shè)備，其結(jié)構(gòu)與工作原理對(duì)于保障儲(chǔ)罐系統(tǒng)的安全至關(guān)重要。呼吸閥通常由閥體、閥盤、彈簧等部件組成，通過這些部件的巧妙配合，實(shí)現(xiàn)了對(duì)儲(chǔ)罐內(nèi)外壓力的自動(dòng)調(diào)節(jié)。當(dāng)儲(chǔ)罐內(nèi)部壓力超過設(shè)定值時(shí)，呼吸閥會(huì)打開，釋放壓力；而當(dāng)壓力低于設(shè)定值時(shí)，則會(huì)閉合，保持儲(chǔ)罐的穩(wěn)定。這種精確的工作原理，使得呼吸閥成為維護(hù)儲(chǔ)罐安全、環(huán)保和經(jīng)濟(jì)性的關(guān)鍵設(shè)備。

防爆阻火呼吸閥集成多重安全機(jī)制，保障儲(chǔ)罐在易燃易爆環(huán)境下的穩(wěn)定運(yùn)行。該裝置在普通阻火呼吸閥基礎(chǔ)上增加防爆設(shè)計(jì)，閥體采用防爆外殼，內(nèi)部運(yùn)動(dòng)部件采用無火花材料（如銅合金或不銹鋼），防止機(jī)械摩擦產(chǎn)生點(diǎn)火源。阻火芯采用不銹鋼多層波紋板，具備高淬熄效率，符合GB 13347與IEC 60079標(biāo)準(zhǔn)。同時(shí)，閥體內(nèi)部設(shè)置壓力釋放通道，防止因內(nèi)部燃燒導(dǎo)致殼體破裂。

制造工藝上，防爆阻火呼吸閥普遍采用全焊接結(jié)構(gòu)，焊縫通過X射線檢測(cè)，確保密封性。關(guān)鍵部件如閥盤、閥桿采用高精度加工，配合自潤(rùn)滑軸承，減少摩擦。部分型號(hào)集成溫度傳感器與無線通信模塊，實(shí)現(xiàn)運(yùn)行狀態(tài)遠(yuǎn)程監(jiān)控，符合防爆區(qū)域無線設(shè)備安全規(guī)范。

該產(chǎn)品在石化、化工、LNG等高風(fēng)險(xiǎn)行業(yè)廣泛應(yīng)用，尤其適用于存在可燃?xì)怏w泄漏風(fēng)險(xiǎn)的場(chǎng)所。其防爆等級(jí)通常達(dá)到Ex d IIB T4及以上，具備在-40℃~150℃寬溫區(qū)穩(wěn)定工作的能力。同時(shí)，支持多種安裝方式（垂直、水平），適應(yīng)不同儲(chǔ)罐結(jié)構(gòu)。

結(jié)合工業(yè)安全升級(jí)趨勢(shì)，防爆阻火呼吸閥憑借其多重防護(hù)機(jī)制與智能化監(jiān)控能力，成為高風(fēng)險(xiǎn)儲(chǔ)罐系統(tǒng)的重要安全組件，推動(dòng)行業(yè)向本質(zhì)安全方向發(fā)展。

1. 呼吸閥產(chǎn)品必須滿足SY/T 0511-2010標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，其詳細(xì)結(jié)構(gòu)可參考以下示意圖：

2. 儲(chǔ)罐呼吸閥，作為安裝在儲(chǔ)存易揮發(fā)液體如石油、化學(xué)品等的固定頂儲(chǔ)罐上的重要安全附件，其核心作用是維持儲(chǔ)罐內(nèi)外的壓力平衡。它能夠有效防止儲(chǔ)罐因壓力波動(dòng)而變形或受損，同時(shí)降低儲(chǔ)罐內(nèi)液體的揮發(fā)損耗。該呼吸閥的工作原理涵蓋兩個(gè)方面：一是壓力釋放，當(dāng)儲(chǔ)罐內(nèi)溫度上升導(dǎo)致氣體體積膨脹、壓力升高時(shí)，呼吸閥會(huì)自動(dòng)開啟，釋放多余壓力，避免儲(chǔ)罐過壓；二是真空吸入，相反情況下，呼吸閥會(huì)打開以允許外部空氣進(jìn)入，從而防止儲(chǔ)罐因真空度過高而塌陷。此外，呼吸閥的呼出和呼入壓力的確定也是關(guān)鍵環(huán)節(jié)，通常，常壓儲(chǔ)罐的操作壓力維持在約500Pa(G)，設(shè)計(jì)壓力范圍為-500Pa至2000Pa(G)。根據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，常壓儲(chǔ)罐一般選用C級(jí)呼吸閥，其呼氣壓力設(shè)定為980Pa，這一設(shè)計(jì)既利于減少易揮發(fā)物料的損失，又確保了儲(chǔ)罐的安全。
   必須留意的是，若呼吸閥的排氣端管線過長(zhǎng)，導(dǎo)致氣體流動(dòng)阻力增大，或吸閥排氣端管線存在液封，使得呼吸閥排氣端系統(tǒng)背壓升高，那么此時(shí)應(yīng)選用呼出壓力較低的呼吸閥。因?yàn)閮?chǔ)罐的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(dòng)背壓和靜背壓），同時(shí)還要考慮呼吸閥結(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(chǔ)罐的正壓設(shè)計(jì)壓力，才能有效避免儲(chǔ)罐因超壓而鼓脹的風(fēng)險(xiǎn)。

相反，若呼吸閥的排氣端管線直接與風(fēng)機(jī)入口相連，且風(fēng)機(jī)對(duì)呼吸閥排氣管網(wǎng)產(chǎn)生抽吸作用，使得管網(wǎng)壓力降低甚至出現(xiàn)負(fù)壓，那么則應(yīng)選用呼出壓力較高的E級(jí)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(chǔ)罐內(nèi)物料的揮發(fā)損失，還能確保儲(chǔ)罐免受負(fù)壓風(fēng)險(xiǎn)的影響。此外，通常儲(chǔ)罐設(shè)計(jì)的耐負(fù)壓值為-500Pa，因此將儲(chǔ)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(chǔ)罐因負(fù)壓而憋脹。

三、常壓儲(chǔ)罐全天候阻火呼吸閥呼吸量計(jì)算呼吸量計(jì)算

在執(zhí)行《石油化工儲(chǔ)運(yùn)系統(tǒng)罐區(qū)設(shè)計(jì)規(guī)范》SH/T 3007-2014標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，我們需要對(duì)呼吸閥的呼吸量進(jìn)行精確計(jì)算。這一計(jì)算不僅關(guān)系到儲(chǔ)罐的正常運(yùn)行，還影響到整個(gè)系統(tǒng)的安全與效率。通過合理的呼吸量計(jì)算，我們可以確保呼吸閥在各種工況下都能穩(wěn)定工作，從而保障儲(chǔ)罐的安全與穩(wěn)定。
5.1.4 呼吸閥的排氣壓力必須小于儲(chǔ)罐的設(shè)計(jì)正壓力，而進(jìn)氣壓力則應(yīng)高于儲(chǔ)罐的設(shè)計(jì)負(fù)壓力，以確保呼吸閥的正常工作。
5.1.6 通氣管或呼吸閥的通氣量必須足夠，以應(yīng)對(duì)各種情況下的呼出與吸入需求。具體來說，它不得小于以下各項(xiàng)呼出量或吸入量之和：
a) 液體出罐時(shí)的出液量所導(dǎo)致的空氣吸入量，該量應(yīng)基于液體出液量進(jìn)行考慮。
b) 液體進(jìn)入固定頂儲(chǔ)罐時(shí)所產(chǎn)生的罐內(nèi)液體氣體呼出量。對(duì)于閃點(diǎn)(閉口)高于45℃的液體，該量應(yīng)按進(jìn)液量的1.07倍計(jì)算；而對(duì)于閃點(diǎn)(閉口)低于或等于45℃的液體，則應(yīng)按進(jìn)液量的2.14倍計(jì)算。此外，當(dāng)液體進(jìn)入采用氮?dú)饣蚱渌栊詺怏w密封保護(hù)系統(tǒng)的內(nèi)浮頂儲(chǔ)罐時(shí)，罐內(nèi)氣體呼出量也應(yīng)按進(jìn)液量進(jìn)行考慮。
c) 因大氣溫降導(dǎo)致的罐內(nèi)氣體收縮所吸入的空氣量和因大氣溫升導(dǎo)致的罐內(nèi)氣體膨脹所呼出的氣體量，這些量宜參照表5.1.6來確定。

四、常壓儲(chǔ)罐全天候阻火呼吸閥呼吸量計(jì)算的選用

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(jì)算呼吸閥的進(jìn)出口管徑。經(jīng)過向上圓整，最終選擇合適的閥門尺寸。特別需要注意的是，當(dāng)呼吸閥與阻火器聯(lián)合使用時(shí)，必須考慮阻火器的壓降影響。

市場(chǎng)上常見的呼吸閥規(guī)格連接法蘭公稱通徑DN有：50mm、80mm、100mm、150mm、200mm、250mm、300mm以及350mm等多種選擇。同時(shí)，還需要根據(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(hào)為Q；后者適用操作溫度為0℃~60℃，型式代號(hào)為P。綜合考慮呼吸閥的尺寸與工作溫度，才能選出設(shè)計(jì)工況需求的呼吸閥。呼吸閥由壓力閥和真空閥組成，安裝于貨油艙透氣管上，能隨貨油艙內(nèi)油氣正負(fù)壓變化而自動(dòng)啟閉，使貨油艙內(nèi)外氣壓差保持在允許值范圍內(nèi)。當(dāng)罐內(nèi)介質(zhì)的壓力在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，到呼吸閥的操作正壓時(shí)，壓力閥被頂開，氣體從呼吸閥呼出口逸出，使罐內(nèi)壓力不在繼續(xù)增高；罐外的大氣將頂開呼吸閥的負(fù)壓閥盤。

產(chǎn)品作用

ZFQ-1不銹鋼防爆阻火呼吸閥安裝在儲(chǔ)罐頂部，是解決罐內(nèi)正壓，負(fù)壓的氣體，使罐內(nèi)的液體進(jìn)出沒有受到阻礙，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。

適用范圍

ZFQ-1不銹鋼防爆阻火呼吸閥適用于儲(chǔ)存閃點(diǎn)低于 28 ℃的甲類油品和閃點(diǎn)低于 60 ℃的乙類油品，如汽油、笨、甲笨、煤油、輕柴油、機(jī)油、原油等油品及性質(zhì)相同的化工產(chǎn)品儲(chǔ)罐。全天候呼吸閥可與ZGB波紋阻火器配套使用。

常壓儲(chǔ)罐全天候阻火呼吸閥呼吸量計(jì)算操作壓力

通氣量表

材料代號(hào)

主要零部件

外形結(jié)構(gòu)圖

常壓儲(chǔ)罐全天候阻火呼吸閥呼吸量計(jì)算主要外形尺寸

常壓儲(chǔ)罐全天候阻火呼吸閥呼吸量計(jì)算常用標(biāo)準(zhǔn)

五、常壓儲(chǔ)罐全天候阻火呼吸閥呼吸量計(jì)算的安裝與維護(hù)

在安裝呼吸閥時(shí)，需要留意以下幾點(diǎn)，以確保其能夠正常工作并延長(zhǎng)使用壽命：

1. 確認(rèn)呼吸閥的尺寸與工作溫度是否符合設(shè)計(jì)要求，選擇合適的規(guī)格進(jìn)行安裝。

2. 遵循制造商提供的安裝指南，確保閥門正確安裝并緊固可靠。

3. 在安裝過程中，要注意保護(hù)閥門的密封面，避免損壞或污染。

4. 定期檢查呼吸閥的工作狀態(tài)，包括閥門的開啟與關(guān)閉是否靈活，以及密封性能是否良好。

5. 維護(hù)時(shí)，應(yīng)清除閥門內(nèi)部的雜質(zhì)和污垢，保持閥門的清潔與暢通。

通過遵循這些安裝與維護(hù)要點(diǎn)，可以確保呼吸閥能夠穩(wěn)定、高效地發(fā)揮作用，為工藝流程提供可靠的保障。

1. 呼吸閥應(yīng)安裝在儲(chǔ)罐頂部的點(diǎn)，這樣在儲(chǔ)罐內(nèi)壓力發(fā)生變化時(shí)，氣體能順暢地通過呼吸閥進(jìn)行交換，從而維持儲(chǔ)罐內(nèi)外的壓力平衡。若需安裝兩個(gè)呼吸閥，應(yīng)進(jìn)行對(duì)稱布置，以確保壓力的均衡分布，避免發(fā)生偏斜。

2. 在氮封儲(chǔ)罐上安裝呼吸閥時(shí)，需確保氮?dú)夤苈愤h(yuǎn)離呼吸閥接口，且接管深入罐內(nèi)至少200mm。此舉旨在防止氮?dú)庵苯咏?jīng)由呼吸閥排出，進(jìn)而維持儲(chǔ)罐內(nèi)的氮封狀態(tài)，阻止空氣的進(jìn)入，從而減少所存物質(zhì)的氧化反應(yīng)。

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℃，則呼吸閥必須采取防凍措施。這是為了防止呼吸閥閥盤因凍結(jié)或堵塞而導(dǎo)致儲(chǔ)罐排氣不暢或補(bǔ)氣不足，進(jìn)而造成儲(chǔ)罐低壓或超壓的潛在風(fēng)險(xiǎn)。

4. 在呼吸閥安裝完畢后，為了確保其持續(xù)安全運(yùn)行，應(yīng)定期進(jìn)行檢修與維護(hù)。建議至少每半年檢查一次呼吸閥的網(wǎng)面，看是否有堵塞或腐蝕現(xiàn)象。若發(fā)現(xiàn)堵塞，應(yīng)及時(shí)清理以保持網(wǎng)面的清潔。同時(shí)，盡量每年對(duì)呼吸閥進(jìn)行一次全面檢驗(yàn)，以確保其操作壓力處于正常范圍之內(nèi)。對(duì)于年檢不合格的呼吸閥，應(yīng)立即進(jìn)行更換，以避免潛在的安全隱患。

5. 為了預(yù)防呼吸閥的凍結(jié)或凝結(jié)，可以采取多種措施。例如，安裝加熱系統(tǒng)如電加熱器、蒸汽伴熱線或熱水循環(huán)系統(tǒng)，以確保呼吸閥及其周邊管道的溫度始終高于冰點(diǎn)。同時(shí)，使用保溫材料如保溫棉或泡沫材料對(duì)呼吸閥和管道進(jìn)行包裹，以減少熱量損失并防止冷凝。此外，選擇具有防凝設(shè)計(jì)的呼吸閥、在低點(diǎn)安裝排水裝置、定期檢查和維護(hù)呼吸閥等都是有效的預(yù)防措施。在某些情況下，還可以在儲(chǔ)罐內(nèi)加入少量的防凍劑來降低液體的冰點(diǎn)。
   操作優(yōu)化：通過改進(jìn)儲(chǔ)罐的操作流程，例如減少儲(chǔ)罐的頻繁周轉(zhuǎn)，可以降低儲(chǔ)罐內(nèi)液體溫度的波動(dòng)，進(jìn)而減小呼吸閥凍結(jié)的風(fēng)險(xiǎn)。

環(huán)境監(jiān)測(cè)：利用溫度傳感器等設(shè)備實(shí)時(shí)監(jiān)控周圍環(huán)境溫度，一旦發(fā)現(xiàn)溫度降至冰點(diǎn)以下，即可及時(shí)采取相應(yīng)的預(yù)防措施。

六、常壓儲(chǔ)罐全天候阻火呼吸閥呼吸量計(jì)算通氣孔及呼吸閥設(shè)置注意事項(xiàng)

通氣孔的應(yīng)用：針對(duì)揮發(fā)性較低、毒性危害程度不高的介質(zhì)，例如柴油、煤油以及消防水，可采用環(huán)形通氣孔。此類通氣孔通常被設(shè)置在拱頂罐罐壁的頂層圈板上，旨在通過自然通風(fēng)來平衡罐內(nèi)外的壓力。

呼吸閥的應(yīng)用：對(duì)于揮發(fā)性強(qiáng)或毒性較高的介質(zhì)，例如苯、汽油等，則應(yīng)在罐頂配備呼吸閥。這種呼吸閥常與內(nèi)浮頂罐一同使用，且可與氮封系統(tǒng)結(jié)合，以減少介質(zhì)蒸發(fā)和外界空氣的進(jìn)入，從而維持介質(zhì)的純凈并防止其氧化。

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?yàn)楹粑y能根據(jù)儲(chǔ)罐內(nèi)壓力的變化自動(dòng)開啟或關(guān)閉，而通氣孔則始終保持開啟狀態(tài)，無法有效防止介質(zhì)的蒸發(fā)和泄漏。

需注意的事項(xiàng)：在一個(gè)儲(chǔ)罐中，不應(yīng)同時(shí)安裝呼吸閥和設(shè)置通氣孔，因?yàn)檫@樣會(huì)干擾呼吸閥的壓力調(diào)節(jié)功能。通氣孔的持續(xù)開啟將使呼吸閥無法有效地控制儲(chǔ)罐內(nèi)外的壓力差，進(jìn)而影響其使用效果。