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一、化工儲罐全天候呼吸閥呼吸量計算選型分析的設置目的與規(guī)范要求

在SHT 3007-2014《石油化工儲運系統(tǒng)罐區(qū)設計規(guī)范》中，明確規(guī)定了呼吸閥的設置目的與相關規(guī)范要求。呼吸閥作為儲罐系統(tǒng)的重要組成部分，其設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、安裝及維護呼吸閥，可以有效防止儲罐因壓力波動而導致的潛在風險，保障生產(chǎn)過程的順利進行。

GFQ-2不銹鋼呼吸閥用于油及液體罐上，用來排除罐內(nèi)的正壓和負壓氣體，使罐內(nèi)液體進出方便，如罐體上不裝呼吸閥罐內(nèi)的液體進出有一定的障礙，很可能出現(xiàn)罐體變型和振動，GFQ-2不銹鋼呼吸閥設計合理，結構簡單，使用方便，是儲罐的產(chǎn)品。常低壓儲罐呼吸閥是儲罐系統(tǒng)中的一部分，其選用、安裝與維護對于確保儲罐的安全運行至關重要。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知識。

常壓、低壓儲罐在流程工業(yè)中扮演著重要角色。然而，這些儲罐在使用過程中常常面臨挑戰(zhàn)，如儲罐內(nèi)液面的變化、外界溫度的波動等，這些因素會導致儲罐內(nèi)氣體膨脹或收縮，進而引發(fā)儲罐內(nèi)氣相壓力的波動。這種壓力波動若不及時控制，可能會使儲罐陷入超壓或真空的失穩(wěn)狀態(tài)，嚴重時甚至可能造成儲罐鼓脹或癟塌。

為了應對這些挑戰(zhàn)，工藝設計中通常采取一項關鍵措施：在罐頂安裝呼吸閥。呼吸閥通過其獨特的內(nèi)部結構和工作原理，能夠有效地維持儲罐的氣壓平衡。其內(nèi)部實質上包含一個壓力閥盤和一個真空閥盤，這兩個閥盤可并排或重疊布置。當儲罐壓力與大氣壓力保持一致時，這兩個閥盤與閥座緊密結合，利用閥座邊上的密封結構產(chǎn)生的“吸附"效應，確保緊密不漏。而當壓力或真空度發(fā)生變化時，閥盤會相應開啟，但“吸附"效應仍會發(fā)揮作用，保持優(yōu)良的密封性能。通過這種方式，呼吸閥能夠有效地保護儲罐安全，減少物料的揮發(fā)和損耗，同時也有助于安全和環(huán)保。
當儲罐內(nèi)的壓力逐漸升高，達到設定的定壓值時，壓力閥會自動打開，允許罐內(nèi)的氣體通過呼氣閥（即壓力閥）側排入到外界的大氣中。此時，由于罐內(nèi)正壓的作用，真空閥則保持關閉狀態(tài)。相反，當儲罐內(nèi)的壓力下降到某一特定的真空度時，大氣壓的正壓會使真空閥打開，外界的空氣通過吸氣閥（即真空閥）側進入罐內(nèi)進行補充。在這一過程中，壓力閥則保持關閉。需要強調的是，在任何時間點，壓力閥和真空閥都不會同時處于開啟狀態(tài)。一旦罐內(nèi)的壓力或真空度恢復到正常的操作壓力范圍，壓力閥和真空閥將自動關閉，從而停止呼氣或吸氣的過程。

化工儲罐全天候呼吸閥呼吸量計算選型分析

5.1.3 在以下情況下，儲罐通向大氣的通氣管上必須設置呼吸閥：
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行密封保護系統(tǒng)的儲罐。

此外，還需遵循GB 50160-2008《石油化工企業(yè)設計防火標準》（2018年版）中的相關規(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行氣封，還應增設事故泄壓設備。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)濟性。通過合理選擇、安裝及維護呼吸閥，可充分發(fā)揮其優(yōu)勢，降低潛在風險。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，從而防止罐體結構受損，如鼓包或塌陷。

（2）減少揮發(fā)介質泄漏：儲罐內(nèi)揮發(fā)介質因溫度變化而膨脹或收縮時，呼吸閥能迅速響應并調節(jié)壓力，降低介質蒸發(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)結合，進一步減少介質蒸發(fā)損失，并防止外界空氣侵入，確保物料質量并避免化學反應。

（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)介質點燃，確保安全無虞。

二、化工儲罐全天候呼吸閥呼吸量計算選型分析的構造與工作原理

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

呼吸閥的作用及工作原理

呼吸閥在儲罐中扮演著重要的角色。它不僅在正常狀態(tài)下起到密封作用，還在多種情況下發(fā)揮其獨特的功能。具體來說，當儲罐向外輸出物料時，呼吸閥會開始向罐內(nèi)吸入空氣或氮氣，確保罐內(nèi)壓力的穩(wěn)定。同樣，當向儲罐內(nèi)灌裝物料時，呼吸閥則負責將罐內(nèi)多余的氣體呼出，以維持罐內(nèi)的平衡。此外，由于氣候變化或物料蒸汽壓的改變，呼吸閥會相應地呼出蒸汽或吸入空氣，這種通常被稱為熱效應的現(xiàn)象，有助于防止儲罐因壓力變化而受損。另外，在發(fā)生火災等緊急情況下，呼吸閥會迅速向罐外呼出氣體，以避免儲罐因超壓而破裂?？傊?，呼吸閥的這些功能都是為了確保儲罐的安全和穩(wěn)定運行。

呼吸閥的標準

呼吸閥在各個領域都有其特定的標準。例如，在石油行業(yè)，SY/T 0511.1-2010標準規(guī)定了《石油儲罐附件 第1部分：呼吸閥》的詳細要求。對于鐵道罐車，TB/T 3319-2013標準則明確了《鐵道罐車用呼吸式安全閥》的規(guī)范。此外，道路運輸易燃液體危險貨物罐式車輛的呼吸閥，則需遵循QC/T 1064-2017的標準。而在歐洲，DIN EN 14595-2016標準則對《危險品運輸罐 罐的操作裝置 壓力和真空呼吸閥》進行了詳細規(guī)定。

產(chǎn)品特點

1、不銹鋼呼吸閥殼體選用不銹鋼、鑄鋼和鋁合金，耐腐蝕性好；
2、閥盤采用四氟材料，耐低溫，防凍性能好；
3、結構簡單，易檢修，安全方便。
4、性能符合石油工業(yè)部標準 SY7511-87 規(guī)定。

工作原理

QFQ-2不銹鋼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)油氣正負壓變化而自動啟閉，使貨油艙內(nèi)外氣壓差保持在允許值范圍內(nèi)。當罐內(nèi)介質的壓力在呼吸閥的控制操作壓力范圍之內(nèi)時，呼吸閥不工作，保持油罐的密閉性；當往罐內(nèi)補充介質，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，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壓閥盤。

產(chǎn)品作用

GFQ-2不銹鋼呼吸閥安裝在儲罐頂部，是解決罐內(nèi)正壓，負壓的氣體，使罐內(nèi)的液體進出沒有受到阻礙，當外液體輸入罐內(nèi)時有大量的氣體往外呼(稱正壓)。如罐內(nèi)液體往外輸出時罐內(nèi)必須從外空氣吸進罐內(nèi)(稱負壓)。如停止工作時呼吸閥自動關閉不會把罐內(nèi)液氣往外泄漏，使罐內(nèi)的液體質量得到了有利的保障。

適用范圍

不銹鋼呼吸閥適用于儲存閃點低于 28 ℃的甲類油品和閃點低于 60 ℃的乙類油品，如汽油、笨、甲笨、煤油、輕柴油、機油、原油等油品及性質相同的化工產(chǎn)品儲罐。不銹鋼呼吸閥可與ZGB波紋阻火器配套使用。

1. 呼吸閥的設計需遵循SY/T 0511-2010標準，其結構可參考以下示意圖進行理解
   

2. 儲罐呼吸閥是安裝在儲存易揮發(fā)液體（例如石油、化學品等）的固定頂儲罐上的重要安全附件。其核心作用在于調節(jié)儲罐內(nèi)外的壓力平衡，從而防止因壓力波動導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，允許外部空氣進入儲罐，以應對真空度過高可能導致的儲罐塌陷風險。此過程被稱為“吸氣"。

三、化工儲罐全天候呼吸閥呼吸量計算選型分析的呼出與呼入壓力設定

通常，常壓儲罐的正常操作壓力維持在約500Pa(G)的水平，其設計壓力范圍通常為-500Pa至2000Pa(G)。根據(jù)相關數(shù)據(jù)，常壓儲罐一般選用C級呼吸閥，其呼氣壓力設定為980Pa。這樣的設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構特性可能導致的延遲起跳超壓。只有確保上述總和不超過儲罐的正壓設計壓力，才能有效避免儲罐因超壓而鼓脹的風險。

相反，若呼吸閥排氣端管線直接與風機入口相連，且風機對呼吸閥排氣管網(wǎng)產(chǎn)生抽吸作用，導致管網(wǎng)壓力降低甚至出現(xiàn)負壓，那么就應選擇呼出壓力較高的E級呼吸閥，以抵消風機的抽負效應。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壓風險的影響。此外，通常儲罐設計的耐負壓值為-500Pa，因此將儲罐吸閥的負壓吸入壓力設置為常規(guī)的-295Pa，即可有效防止儲罐因負壓而憋脹。

四、化工儲罐全天候呼吸閥呼吸量計算選型分析呼吸閥呼吸量計算

在進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，進而影響到呼吸閥的尺寸和性能選擇。為了準確計算呼吸量，需要參照相關的設計規(guī)范和標準，如《石油化工儲運系統(tǒng)罐區(qū)設計規(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計正壓力，而進氣壓力則應高于儲罐的設計負壓力，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致的空氣吸入量，應基于液體最大出液量進行考慮；
b) 液體進入固定頂儲罐時產(chǎn)生的罐內(nèi)液體氣體呼出量，當液體閃點（閉口）高于45℃時，應按最大進液量的1.07倍計算；當液體閃點（閉口）低于或等于45℃時，則應按最大進液量的2.14倍計算。對于采用氮氣或其他惰性氣體密封保護系統(tǒng)的內(nèi)浮頂儲罐，液體進入時產(chǎn)生的罐內(nèi)氣體呼出量應基于最大進液量進行考慮；
c) 因大氣最大溫降導致的罐內(nèi)氣體收縮和因大氣最大溫升導致的罐內(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進行確定。

五、化工儲罐全天候呼吸閥呼吸量計算選型分析呼吸閥的選用

在確定了呼吸量Q(m3/h)后，結合氣體的流速u在3~5m/s的考慮范圍，可以利用公式d=18.81V0.5u-0.5來計算呼吸閥的進出口管徑。經(jīng)過向上圓整，最終選擇適當?shù)拈y門尺寸。特別需要注意的是，當呼吸閥與阻火器聯(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。結合這些信息，選出設計工況的呼吸閥。

化工儲罐全天候呼吸閥呼吸量計算選型分析操作壓力

通氣量表

材料代號

主要零部件

外形結構圖

化工儲罐全天候呼吸閥呼吸量計算選型分析主要外形尺寸

化工儲罐全天候呼吸閥呼吸量計算選型分析使用說明

呼吸閥安裝在儲罐頂部，是解決罐內(nèi)正壓，負壓的氣體，使罐內(nèi)的液體進出沒有受到阻礙，當外液體輸入罐內(nèi)時有大量的氣體往外呼（稱正壓）。如罐內(nèi)液體往外輸出時罐內(nèi)必須從外空氣吸進罐內(nèi)（稱負壓）。如停止工作時呼吸閥自動關閉不會把罐內(nèi)液氣往外泄漏，使罐內(nèi)的液體質量得到了有利的保障。

維護保養(yǎng)

為了呼吸閥使用安全，在使用前先檢查導桿和閥盤是否靈活。此閥要定期（ 6 個月內(nèi)）檢查通氣口正、負閥盤是否靈活，閥盤接觸面有無損壞，如有損壞應立即檢修。檢修完畢后，一切正常可重新使用。

化工儲罐全天候呼吸閥呼吸量計算選型分析呼吸閥的安裝要點

在安裝呼吸閥時，必須嚴格遵循相關標準，確保其正確性和安全性。同時，還需要注意一些關鍵的安裝要點，如確保呼吸閥與儲罐的緊密連接，防止氣體泄漏；另外，還要定期檢查和維護呼吸閥，確保其持續(xù)有效地發(fā)揮其作用。
(1) 呼吸閥的最佳安裝位置是儲罐頂部的最高點。這樣設計不僅有助于減少蒸發(fā)損耗，還能確保呼吸閥順暢地提供最大的通道。
(2) 對于大型或關鍵的儲罐，為防范單臺呼吸閥故障，可安裝兩臺呼吸閥。通常，工藝設計會使得這兩臺呼吸閥在正常情況下輪流工作，一臺作為備用。
(3) 當單個呼吸閥的呼吸量不足以應對大呼吸量時，可以安裝兩個或以上的呼吸閥。若選擇安裝兩個，則它們應對稱布置在罐頂中心。
(4) 若呼吸閥安裝在氮封儲罐上，氮氣供氣管的接管位置應遠離呼吸閥接口，并深入罐內(nèi)約200mm，以確保氮氣能有效封存。
(5) 如果呼吸閥內(nèi)設有阻火器，需注意其壓降對呼吸閥排出壓力的影響，以防止儲罐超壓。
(6) 在寒冷地區(qū)，特別是歷年最冷月份溫度的平均值低于或等于0℃時，呼吸閥應采取防凍措施。這可以防止閥盤因凍結或阻塞而影響儲罐的正常排氣和補氣，從而避免儲罐因超壓或低壓而出現(xiàn)問題。

六、化工儲罐全天候呼吸閥呼吸量計算選型分析呼吸閥的安裝與維護

在安裝呼吸閥時，需留意以下幾點，以確保其正常工作：

1. 確認安裝位置：選擇一個通風良好、遠離潛在污染源的位置來安裝呼吸閥。

2. 遵循安裝指南：仔細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：定期對呼吸閥進行檢查和維護，確保其持續(xù)穩(wěn)定地工作。

此外，在維護過程中，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. 呼吸閥應安裝在儲罐頂部的最高點，這樣當儲罐內(nèi)壓力發(fā)生變化時，氣體能順暢地通過呼吸閥進行交換，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，應遠離呼吸閥接口，且接管應深入罐內(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或堵塞而阻礙儲罐的排氣或補氣，進而導致儲罐低壓或超壓，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，應定期進行檢修與維護。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，應及時進行更換，以消除潛在的安全風險。

5. 此外，為預防呼吸閥凍結或凝結，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重要，應避免將其置于冷空氣直接吹襲處，以降低冷凝和凍結的風險。
   操作優(yōu)化：通過改進儲罐的操作流程，例如減少不必要的周轉，可以降低儲罐內(nèi)液體溫度的波動，進而減小呼吸閥因凍結而失效的風險。

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

七、化工儲罐全天候呼吸閥呼吸量計算選型分析通氣孔及呼吸閥設置注意事項

通氣孔的應用：對于揮發(fā)性較小、毒性危害程度較低的介質，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，從而維持壓力平衡。

呼吸閥的應用：對于揮發(fā)性較強或毒性危害程度較高的介質，例如苯、汽油等，應在罐頂設置呼吸閥。這些呼吸閥常與內(nèi)浮頂罐一同使用，并可與氮封系統(tǒng)相結合，以減少介質蒸發(fā)和外界空氣的進入，進而保持介質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閉，而通氣孔則始終保持開放狀態(tài)，無法有效防止介質的蒸發(fā)和泄漏。

需避免同時安裝呼吸閥和通氣孔：在一個儲罐中，不應同時安裝呼吸閥并設置通氣孔，因為這樣會使得呼吸閥失去其調節(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。