一、化工固定頂罐全天侯防火防凍呼吸閥應(yīng)用案例設(shè)置目的和要求

5.1.3下列儲罐通向大氣的通氣管上應(yīng)設(shè)呼吸閥：全天侯防火防爆呼吸閥安裝在固定頂罐上的通風(fēng)裝置,起減少油品蒸發(fā)損耗,控制儲罐壓力及阻止外界火焰?zhèn)魅氲淖饔谩Ｈ旌罘阑鸱辣粑y具有通風(fēng)量大,泄漏量小,耐腐蝕等特點,并有靜電接地線,使該閥與罐體保持等電位。全天侯防火防爆呼吸閥具有防凍性能,適用于寒冷地區(qū)。QZF-89全天候防火呼吸閥是安裝在石油化工固定頂罐上的通氣裝置，起防止罐內(nèi)超壓或超真空使儲罐遭受損壞，起阻止外界火焰?zhèn)魅耄瑴p少罐內(nèi)液體揮發(fā)損耗作用。該呼吸閥具有結(jié)構(gòu)合理，通風(fēng)量大，泄漏量小，耐腐蝕等特點，并有靜電接地線，使該閥與罐體保持等電位。該呼吸閥采用四氟密封，具有防凍性，適合寒冷地區(qū)使用。    

a)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密封保護系統(tǒng)的儲罐。

GB 50160-2008 石油化工企業(yè)設(shè)計防火標(biāo)準(zhǔn)（2018年版）

6.2.19甲B、乙類液體的固定頂罐應(yīng)設(shè)阻火器和呼吸閥；對于采用氮氣或其他氣體氣封的甲B、乙類液體的儲罐還應(yīng)設(shè)置事故泄壓 設(shè)備。

儲罐上安裝呼吸閥是為了確保儲罐系統(tǒng)的安全性和環(huán)境保護，同時也有助于提高物料儲存的經(jīng)濟效益。通過正確選擇、安裝和維護呼吸閥，可以最大限度地發(fā)揮其優(yōu)點，同時減少潛在的風(fēng)險。

（1）保護儲罐免遭超壓和真空的危險：呼吸閥通過自動調(diào)節(jié)儲罐內(nèi)外的壓力差，確保儲罐在正常操作過程中不會因壓力過高或過低而受損。這有助于防止儲罐的結(jié)構(gòu)性損壞，如罐體鼓包或塌陷。

（2）減少揮發(fā)性介質(zhì)的泄漏：儲罐內(nèi)存儲的揮發(fā)性介質(zhì)在溫度變化時會發(fā)生膨脹或收縮，導(dǎo)致壓力變化。呼吸閥能夠及時調(diào)節(jié)這些壓力變化，減少介質(zhì)的蒸發(fā)和泄漏，從而降低對環(huán)境的污染。

（3）與氣封系統(tǒng)連用：呼吸閥可以與氮封或其他氣體封閉系統(tǒng)結(jié)合使用，這樣可以進一步減少儲罐內(nèi)介質(zhì)的蒸發(fā)損失，同時防止外界空氣進入儲罐，避免物料氧化或污染，這對于保持物料的質(zhì)量和防止化學(xué)反應(yīng)非常重要。

（4）與阻火器配套使用：阻火器是一種安全裝置，用于防止外部火焰通過呼吸閥進入儲罐。當(dāng)呼吸閥與阻火器配套使用時，可以有效地防止因火花或火焰引起的儲罐內(nèi)介質(zhì)點燃，從而避免爆炸事故的發(fā)生。

二、化工固定頂罐全天侯防火防凍呼吸閥應(yīng)用案例結(jié)構(gòu)與工作原理

1.呼吸閥產(chǎn)品應(yīng)符合SY/T 0511-2010標(biāo)準(zhǔn)要求，其結(jié)構(gòu)示意圖如下所示：

2.儲罐呼吸閥是安裝在儲存易揮發(fā)液體（如石油、化學(xué)品等）的固定頂儲罐上的安全附件，它的主要作用是調(diào)節(jié)儲罐內(nèi)外的壓力平衡，防止儲罐因壓力變化而發(fā)生變形或損壞，同時減少儲罐內(nèi)液體的揮發(fā)損失。呼吸閥的工作原理主要基于以下兩個方面：

① 壓力釋放：當(dāng)儲罐內(nèi)溫度升高，導(dǎo)致罐內(nèi)氣體體積膨脹，壓力增加時，呼吸閥會自動開啟，釋放多余的壓力，防止儲罐因過壓而損壞。這個過程被稱為“排氣"或“呼吸"。

②真空吸入：相反地，當(dāng)儲罐內(nèi)溫度降低，罐內(nèi)氣體收縮，壓力降低時，呼吸閥會打開，允許外部空氣進入儲罐，以防止儲罐因真空度過高而造成塌陷。這個過程被稱為“吸氣"。

三、化工固定頂罐全天侯防火防凍呼吸閥應(yīng)用案例呼出呼入壓力的確定

一般情況下，常壓儲罐的正常操作壓力維持在 500Pa(G)左右,其設(shè)計壓力通常為-500Pa~2000Pa(G)。

對應(yīng)表1可知，常壓儲罐通常選用C級的呼吸閥,呼氣壓力為980Pa,這樣既可以減少儲罐中易揮發(fā)物料的損失，又可以避免儲罐出現(xiàn)超壓的風(fēng)險。

必須要注意的是，如果呼吸閥排氣端管線較長,氣體流動阻力較大,或吸閥排氣端管線有液封導(dǎo)致呼吸閥排氣端系統(tǒng)背壓較大，此時就需要選擇呼出壓力相對較低的 的呼吸閥,因為儲罐的最大操作壓力等于呼吸閥的設(shè)定呼出壓力加上呼出管網(wǎng)系統(tǒng)的背壓(動背壓+靜背壓),還要考慮呼吸閥結(jié)構(gòu)特性導(dǎo)致的延遲起跳超壓，只有上述加和值小于儲罐的正壓設(shè)計壓力,這樣才能避免儲罐出現(xiàn)超壓鼓罐的風(fēng)險。

反之,如果呼吸閥排氣端管線直接接到風(fēng)機入口,風(fēng)機對呼吸閥排氣管網(wǎng)有抽吸作用,導(dǎo)致呼吸閥排氣端管網(wǎng)壓力降低,甚至為負(fù)壓，此時就需要選擇呼出壓力相對較高的E級的呼吸閥,來抵消風(fēng)機的抽負(fù)作用,以減少儲罐內(nèi)物料的揮發(fā)損失,保證儲罐免受負(fù)壓風(fēng)險。同時，由于通常情況下,儲罐設(shè)計的耐負(fù)壓值為-500Pa,故儲罐吸閥的負(fù)壓吸入壓力設(shè)置成常規(guī)的-295Pa是可以保證儲罐免受負(fù)壓而憋罐的。

四、化工固定頂罐全天侯防火防凍呼吸閥應(yīng)用案例呼吸量計算

5.1.4 呼吸閥的排氣壓力應(yīng)小于儲罐的設(shè)計正壓力，呼吸閥的進氣壓力應(yīng)高于儲罐的設(shè)計負(fù)壓力。

5.1.6 通氣管或呼吸閥的通氣量，不得小于下列各項的呼出量之和或吸入量之和：

a)液體出罐時的最大出液量所造成的空氣吸入量，應(yīng)按液體最大出液量考慮；

b)液體進入固定頂儲罐時所造成的罐內(nèi)液體氣體呼出量，當(dāng)液體閃點(閉口)高于45℃時， 應(yīng)按最大進液量的1.07倍考慮；當(dāng)液體閃點(閉口)低于或等于45℃時，應(yīng)按最大進液 量的2.14倍考慮。液體進入采用氮氣或其他惰性氣體密封保護系統(tǒng)的內(nèi)浮頂儲罐時所造成的罐內(nèi)氣體呼出量，應(yīng)按最大進液量考慮；

c)因大氣最大溫降導(dǎo)致罐內(nèi)氣體收縮所造成儲罐吸入的空氣量和因大氣最大溫升導(dǎo)致罐內(nèi)氣 體膨脹而呼出的氣體，宜按表5.1.6確定。

五、化工固定頂罐全天侯防火防凍呼吸閥應(yīng)用案例的選用

在確定了呼吸量 Q(m3/h)之后,按照氣體的流速u在3~5m/s考慮,通過公式d=18.81V0.5u-0.5可以確定呼吸閥進出口管徑,通過向上圓整,選擇適當(dāng)?shù)拈y門尺寸。當(dāng)呼吸閥與阻火器連用時，需要考慮阻火器的壓降。

目前市場上常用的呼吸閥規(guī)格連接法蘭公稱通徑DN有:50mm、80mm、100mm、150mm、200mm.250mm 、300mm、350mm。

同時考慮呼吸閥的工作溫度。呼吸閥按照工作溫度可分為全天候型與普通型。全天候型呼吸閥的適用范圍為-30℃~60℃,型式代號為Q。普通型呼吸閥適用操作溫度為0℃~60℃,型式代號為P。結(jié)合呼吸閥的尺寸與工作溫度,選出設(shè)計工況的呼吸閥。

化工固定頂罐全天侯防火防凍呼吸閥應(yīng)用案例零部件材料：

操作壓力：

QZF-89全天侯防火防爆呼吸閥主要技術(shù)參數(shù):

QZF-89全天侯防火防爆呼吸閥零部件材料:

QZF-89全天侯防火防爆呼吸閥 國標(biāo)法蘭連接外形尺寸: GB、JB

QZF-89全天侯防火防爆呼吸閥美標(biāo)法蘭連接尺寸:ANSI、API、ASME   可供JIS標(biāo)準(zhǔn)

QZF-89型全天候防火防爆呼吸閥結(jié)構(gòu)圖:

六、化工固定頂罐全天侯防火防凍呼吸閥應(yīng)用案例安裝與維護：

呼吸閥的安裝需要注意以下幾點：

1)呼吸閥應(yīng)該安裝 在儲罐頂部的最高點，這樣可以確保在儲罐內(nèi)壓力變化時，氣體能夠順利地通過呼吸閥進出，維持儲罐內(nèi)外的壓力平衡。如果安裝兩個呼吸閥，對稱布置可以確保壓力平衡，避免偏斜。

2)在氮封儲罐上安裝呼吸閥時 ，需要確保氮氣管的位置遠(yuǎn)離呼吸閥接口且接管插人罐內(nèi)200mm。目的是為了防止氮氣直接通過呼吸閥排出，從而保持儲罐內(nèi)的氮封狀態(tài)，防止空氣進入儲罐，減少所存儲物質(zhì)的氧化。

3)如果使用呼吸閥的地區(qū)最冷月份平均氣溫低于或等于0℃,呼吸閥必須有 防凍措施,以防止呼吸閥閥盤凍住或堵塞導(dǎo)致儲罐排氣不暢或補氣不足,而造成儲罐低壓癟罐或者超壓鼓罐。

4）在呼吸閥正確安裝后,為了能夠使其安全持續(xù)地運行,應(yīng)注意后期的檢修與維護。至少每半年檢查一次呼吸閥的網(wǎng)面是否堵塞或腐蝕。如果發(fā)現(xiàn)有堵塞應(yīng)即時清理確保網(wǎng)面干凈。盡量一年檢驗一次呼吸閥保證其操作壓力在正常范圍。 年檢不合格的呼吸閥應(yīng)及時更換,不要使其只成為一個擺件,埋下安全隱患,從而造成重大安全事故。

5）補充知識：為了防止呼吸閥凍結(jié)或凝結(jié)，可以采取以下措施：

加熱系統(tǒng)：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)，以確保呼吸閥及其附近的管道保持在一個高于冰點的溫度。

保溫材料：使用保溫材料，如保溫棉或泡沫材料，包裹呼吸閥和相關(guān)的管道，以減少熱量損失，防止冷凝。

防凝設(shè)計：選擇具有防凝設(shè)計的呼吸閥，例如，閥體和閥座材料能夠承受低溫，或者設(shè)計有加熱元件的呼吸閥。

排水和排放：在呼吸閥和管道的低點安裝排水裝置，以便排出冷凝水，防止水結(jié)冰堵塞通道。

定期檢查和維護：定期檢查和維護呼吸閥，確保加熱系統(tǒng)正常工作，保溫材料完好無損，以及排水系統(tǒng)暢通。

使用防凍劑：在某些情況下，可以在儲罐內(nèi)加入少量的防凍劑，以降低液體的冰點，從而減少呼吸閥凍結(jié)的風(fēng)險。

選擇合適的呼吸閥位置：避免將呼吸閥安裝在容易受到冷空氣直接吹襲的位置，減少冷凝和凍結(jié)的風(fēng)險。

操作優(yōu)化：優(yōu)化儲罐的操作流程，如減少儲罐的周轉(zhuǎn)次數(shù)，以減少儲罐內(nèi)液體的溫度波動，從而降低呼吸閥凍結(jié)的風(fēng)險。

環(huán)境監(jiān)測：使用溫度傳感器等設(shè)備監(jiān)測環(huán)境溫度，以便在溫度降至冰點以下時采取預(yù)防措施。

七、化工固定頂罐全天侯防火防凍呼吸閥應(yīng)用案例通氣孔及呼吸閥設(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)，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)，如苯、汽油等，應(yīng)在罐頂設(shè)置呼吸閥。這些呼吸閥通常與內(nèi)浮頂罐配合使用，并可與氮封系統(tǒng)結(jié)合，以減少介質(zhì)蒸發(fā)和外界空氣的進入，保持介質(zhì)的純度和防止氧化。

呼吸閥與通氣孔的比較：呼吸閥相對于通氣孔來說，能夠更有效地降低油品損耗和節(jié)約物料。這是因為呼吸閥能夠在儲罐內(nèi)壓力變化時自動開啟和關(guān)閉，而通氣孔則始終開放，無法防止介質(zhì)的蒸發(fā)和泄漏。

避免同時安裝呼吸閥和通氣孔：一個儲罐不應(yīng)同時安裝呼吸閥和設(shè)置通氣孔，因為這樣會導(dǎo)致呼吸閥失去其調(diào)節(jié)壓力的功能。通氣孔的持續(xù)開放會使得呼吸閥無法有效地控制儲罐內(nèi)外的壓力差，從而降低其效果。

化工固定頂罐全天侯防火防凍呼吸閥應(yīng)用案例的安裝位置有以下明確要求：

一、總體要求

呼吸閥應(yīng)安裝在儲罐氣相空間的最高點，以降低物料蒸發(fā)損耗，并確保提供通向呼吸閥最直接和最大的通道。這一安裝位置有助于順利地進行壓力調(diào)節(jié)和氣體排放。

二、具體安裝位置

立式罐：

對于立式罐，呼吸閥應(yīng)盡量安裝在罐頂中央頂板范圍內(nèi)。這樣可以確保呼吸閥處于儲罐氣相空間的最高點，有效發(fā)揮其功能。

如果罐頂需要設(shè)置隔熱層，呼吸閥也可以安裝在梯子平臺附近，但同樣要確保其處于氣相空間的最高點。

雙呼吸閥安裝：

當(dāng)需要安裝兩個呼吸閥時，它們應(yīng)與罐頂中心對稱布置。這種布局有助于均勻分配壓力，提高呼吸閥的工作效率。

氮封罐上的安裝：

若呼吸閥用于氮封罐上，氮氣供氣管的接管位置應(yīng)遠(yuǎn)離呼吸閥接口，并由罐頂部插入儲罐內(nèi)約200mm。這樣設(shè)計可以確保氮氣進罐后不直接排出，達(dá)到氮封的目的，即保護罐內(nèi)物料不被氧化，同時防止罐內(nèi)進入空氣形成爆炸性混合物。

三、安裝前準(zhǔn)備

在安裝呼吸閥之前，需要進行一系列準(zhǔn)備工作，以確保安裝順利進行：

拆除包裝：仔細(xì)閱讀產(chǎn)品說明，了解呼吸閥的結(jié)構(gòu)和安裝要求。

檢查法蘭：檢查罐或水箱上的管法蘭的同軸度和垂直度，以及法蘭表面的清潔度和完整性。這些因素對呼吸閥的正常使用至關(guān)重要。

準(zhǔn)備墊片：檢查墊片材料是否適合應(yīng)用，并確保其質(zhì)量良好。

四、安裝注意事項

吊裝安全：在吊裝呼吸閥時，應(yīng)選用適當(dāng)?shù)钠鸬豕ぞ撸苊鈸p傷呼吸閥的閥盤保護帽等部件。

安裝精度：確保呼吸閥的安裝位置準(zhǔn)確，符合設(shè)計要求。同時，在安裝過程中要注意保護呼吸閥的密封面和關(guān)鍵部件，避免損壞或污染。

檢查與調(diào)試：安裝完成后，應(yīng)對呼吸閥進行仔細(xì)檢查和調(diào)試，確保其工作正常、密封良好。