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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(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(shè)計合理，結(jié)構(gòu)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(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。

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(dǎo)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(yán)重時甚至可能造成儲罐鼓脹或癟塌。

為了應(yīng)對這些挑戰(zhàn)，工藝設(shè)計中通常采取一項關(guān)鍵措施：在罐頂安裝呼吸閥。呼吸閥通過其獨特的內(nèi)部結(jié)構(gòu)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(zhì)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(dāng)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(jié)合，利用閥座邊上的密封結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的“吸附"效應(yīng)，確保緊密不漏。而當(dāng)壓力或真空度發(fā)生變化時，閥盤會相應(yīng)開啟，但“吸附"效應(yīng)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(dāng)儲罐內(nèi)的壓力逐漸升高，達到設(shè)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(cè)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(guān)閉狀態(tài)。相反，當(dāng)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(cè)進入罐內(nèi)進行補充。在這一過程中，壓力閥則保持關(guān)閉。需要強調(diào)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(fù)到正常的操作壓力范圍，壓力閥和真空閥將自動關(guān)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(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(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(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、化工儲罐全天候呼吸閥呼吸量計算選型分析的構(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。

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(dāng)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(dāng)向儲罐內(nèi)灌裝物料時，呼吸閥則負責(zé)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(yīng)地呼出蒸汽或吸入空氣，這種通常被稱為熱效應(yīng)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(zāi)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。總之，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(biāo)準(zhǔn)

呼吸閥在各個領(lǐng)域都有其特定的標(biāo)準(zhǔn)。例如，在石油行業(yè)，SY/T 0511.1-2010標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)。而在歐洲，DIN EN 14595-2016標(biāo)準(zhǔn)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(jié)構(gòu)簡單，易檢修，安全方便。
4、性能符合石油工業(yè)部標(biāo)準(zhǔn) 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(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，呼吸閥不工作，保持油罐的密閉性；當(dāng)往罐內(nèi)補充介質(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，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(dāng)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(guān)閉不會把罐內(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

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(zhì)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(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、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(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)機入口相連，且風(fēng)機對呼吸閥排氣管網(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)機的抽負效應(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壓風(fēng)險的影響。此外，通常儲罐設(shè)計的耐負壓值為-500Pa，因此將儲罐吸閥的負壓吸入壓力設(shè)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(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，而進氣壓力則應(yīng)高于儲罐的設(shè)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(dǎo)致的空氣吸入量，應(yīng)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(dāng)液體閃點（閉口）高于45℃時，應(yīng)按最大進液量的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(yīng)基于最大進液量進行考慮；
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(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。

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(jié)構(gòu)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(dāng)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(guān)閉不會把罐內(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。

維護保養(yǎng)

為了呼吸閥使用安全，在使用前先檢查導(dǎo)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(yīng)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(yán)格遵循相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，確保其正確性和安全性。同時，還需要注意一些關(guān)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) 呼吸閥的優(yōu)良安裝位置是儲罐頂部的最高點。這樣設(shè)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(guān)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(shè)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(dāng)單個呼吸閥的呼吸量不足以應(yīng)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(yīng)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(yīng)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(shè)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(yīng)采取防凍措施。這可以防止閥盤因凍結(jié)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(fēng)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(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(yīng)及時進行更換，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、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(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)和外界空氣的進入，進而保持介質(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。