化工儲(chǔ)罐呼吸閥呼氣量計(jì)算選型分析

加強(qiáng)化學(xué)品罐區(qū)設(shè)備設(shè)施管理。對(duì)化學(xué)品罐區(qū)設(shè)備設(shè)施要定期檢查檢測(cè)，確保儲(chǔ)罐管線閥門、機(jī)泵等設(shè)備設(shè)施完好。加強(qiáng)化學(xué)品儲(chǔ)罐腐蝕監(jiān)控，定期清罐檢查，發(fā)現(xiàn)腐蝕減薄及時(shí)處理。確保儲(chǔ)罐安全附件和防雷、防靜電、防汛設(shè)施及消防系統(tǒng)完好；有氮?dú)獗Ｗo(hù)設(shè)施的儲(chǔ)罐要確保氮封系統(tǒng)完好在用。《SY 5225-2005_石油天然氣鉆井、開發(fā)、儲(chǔ)運(yùn)防火防爆安全生產(chǎn)技術(shù)規(guī)程》
第7.4.1.1條  儲(chǔ)油罐呼吸閥、阻火器、液壓安全閥的設(shè)置應(yīng)分別按SY/T 0511、SY/T 0512和SY/T 0525.1執(zhí)行。對(duì)安全閥每年至少委托有資格的檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)檢驗(yàn)、校驗(yàn)一次。
第7.4.1.2條  呼吸閥、液壓安全閥底座應(yīng)裝設(shè)阻火器，呼吸閥、液壓安全閥冬季每月至少檢查二次，每年進(jìn)行一次校驗(yàn)。阻火器每季至少檢查一次。呼吸閥靈活好用。液壓安全閥的油位符合要求，油質(zhì)合格。阻火器阻火層完好，無油泥堵塞現(xiàn)象。

常壓及低壓儲(chǔ)罐是石油化工行業(yè)的常用設(shè)備。呼吸閥能夠在儲(chǔ)罐超壓或者接近真空的工況下通過呼氣或者吸氣而使儲(chǔ)罐壓力保持在設(shè)計(jì)壓力范圍內(nèi)，從而避免鼓罐或者癟罐的情況發(fā)生，減少罐內(nèi)物料的損耗。同時(shí)安裝呼吸閥也能減少揮發(fā)性物料的泄露，降低對(duì)外部環(huán)境的污染，減少安全隱患。《石油化工企業(yè)設(shè)計(jì)防火規(guī)范》（GB50160-2008）中更有規(guī)定，“甲B、乙類液體的固定頂罐應(yīng)設(shè)阻火器和呼吸閥"。阻火器與呼吸閥連用可以防止火焰進(jìn)入儲(chǔ)罐避免爆炸發(fā)生。因此呼吸閥作為石油儲(chǔ)罐的附件是。氮封裝置主要用于保持容器頂部保護(hù)氣（一般為氮?dú)猓┑膲毫愣ǎ员苊馊萜鲀?nèi)物料與空氣直接接觸，防止物料揮發(fā)，被氧化，以及容器的安全。特別適用于大型儲(chǔ)罐的氣封保護(hù)系統(tǒng)。該產(chǎn)品具有節(jié)能環(huán)保、動(dòng)作靈敏、運(yùn)行可靠、操作簡(jiǎn)單和維修方便等特點(diǎn)。參照常見的提供設(shè)計(jì)的氮?dú)庀到y(tǒng)裝置方案，儲(chǔ)罐氮封系統(tǒng)裝置一般主要包含氮封閥，泄氮閥和呼吸閥
1 化工儲(chǔ)罐呼吸閥呼氣量計(jì)算選型分析呼吸閥啟動(dòng)原因
呼吸閥是由呼氣閥和吸氣閥兩部分組成。通常情況下呼吸閥是封閉不動(dòng)的，只有在儲(chǔ)罐超壓或者真空的情況才會(huì)開啟。以下幾點(diǎn)為比較普遍的開啟原因,也就是造成真空或者超壓的條件：
1）液體出入儲(chǔ)罐。液體流出儲(chǔ)罐，儲(chǔ)罐內(nèi)氣相空間增大，壓力降低，會(huì)導(dǎo)致吸氣閥開啟吸入外部氣體，用以提高儲(chǔ)罐壓力。液體進(jìn)入儲(chǔ)罐，汽化蒸汽增多，儲(chǔ)罐壓力增大，導(dǎo)致呼氣閥開啟呼出多余的氣體降低儲(chǔ)罐壓力。
2）天氣變化引起的儲(chǔ)罐呼吸。氣溫降低或者大風(fēng)、降雨等其他天氣變化會(huì)引起儲(chǔ)罐內(nèi)氣體的壓縮或者冷凝，儲(chǔ)罐壓力降低，從而導(dǎo)致吸氣閥開啟。氣溫升高或者其他天氣變化（熱效應(yīng)）會(huì)引起儲(chǔ)罐內(nèi)氣體膨脹或者液體汽化，儲(chǔ)罐壓力升高，從而導(dǎo)致呼吸閥打開。
3）當(dāng)儲(chǔ)罐吸收了外部火災(zāi)產(chǎn)生的熱量，造成液體汽化以及氣體膨脹，儲(chǔ)罐壓力增大，呼氣閥開啟，儲(chǔ)罐呼出內(nèi)部多余氣體。
4）由于設(shè)備故障或者操作錯(cuò)誤而導(dǎo)致的其他情況。
當(dāng)以上條件有一個(gè)存在或幾個(gè)同時(shí)發(fā)生并達(dá)到了呼吸閥的開啟壓力，呼吸閥即開始工作，降低超壓或者真空度，可以達(dá)到保護(hù)儲(chǔ)罐的目的。

2 化工儲(chǔ)罐呼吸閥呼氣量計(jì)算選型分析呼吸量的計(jì)算
儲(chǔ)罐的呼吸量應(yīng)至少為進(jìn)出物料量與熱效應(yīng)引起的通氣量之和。目前還沒有國(guó)家通用的標(biāo)準(zhǔn)算法來計(jì)算呼吸量。結(jié)合日本通氣設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)HPIS-G-103-1997，美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)API Std 2000-2009,以及以往項(xiàng)目的經(jīng)驗(yàn)，以下為我們?cè)陧?xiàng)目中應(yīng)用的計(jì)算公式。式中進(jìn)出物料的通氣量系數(shù)借鑒API Std2000，并按照該標(biāo)準(zhǔn)以37.8℃為閃點(diǎn)分界點(diǎn)。而由于熱效應(yīng)引起的通氣量變化則參考了日本通氣設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)的系數(shù)值。

1）閃點(diǎn)低于37.8℃的物料：
Qi=0.94Vo+Qt
Qo=2.02Vi+Qt
2）閃點(diǎn)高于37.8℃的物料：
Qi=0.94Vo+Qt
Qo=1.01Vi+0.6Qt
式中[3]：
Qi——吸入時(shí)總通氣量，單位為m3/h;
Qo——呼出時(shí)總通氣量，單位為m3/h;
Qt——在吸氣或排氣的同時(shí)，由于天氣變化引起的通氣量，即熱呼吸通氣量，單位為m3/h;
Vi——最大進(jìn)料量，單位為m3/h;
Vo——最大出料量，單位為m3/h;
對(duì)于容積小于3180m3的儲(chǔ)罐，以上兩式中的Qt=0.169V。V為儲(chǔ)罐總?cè)莘e。
表1為熱效應(yīng)引起的儲(chǔ)罐呼吸量變化表。

3 化工儲(chǔ)罐呼吸閥呼氣量計(jì)算選型分析呼吸壓力的確定
呼吸閥的起跳壓力應(yīng)低于儲(chǔ)罐的設(shè)計(jì)壓力，從而保護(hù)儲(chǔ)罐不被破壞[4]。大多數(shù)的常壓儲(chǔ)罐設(shè)計(jì)壓力通常在-500Pa～2000Pa(G)。根據(jù)SY/ T 0511.1-2010，呼吸閥的開啟壓力等級(jí)分為五級(jí)，具體見表2。由表2可見，通常情況下呼吸閥的負(fù)壓吸入壓力設(shè)成-295Pa是符合絕大部分儲(chǔ)罐的。

4 化工儲(chǔ)罐呼吸閥呼氣量計(jì)算選型分析呼吸閥的選用
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(jìn)出口管徑，通過向上圓整，選擇適當(dāng)?shù)拈y門尺寸。目前市場(chǎng)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(shí)也要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(hào)為Q。普通型呼吸閥適用操作溫度為0℃～60℃，型式代號(hào)為P。結(jié)合呼吸閥的尺寸與工作溫度，選出設(shè)計(jì)工況的呼吸閥。

5 化工儲(chǔ)罐呼吸閥呼氣量計(jì)算選型分析的安裝與維護(hù)
呼吸閥的安裝需要注意以下幾點(diǎn)。
1）呼吸閥需要安裝在儲(chǔ)罐頂部的最高點(diǎn)，也就是罐內(nèi)氣相空間的最高點(diǎn)。這樣能使氣體以最直接的通道通向呼吸閥。如果需要安裝兩個(gè)呼吸閥時(shí)，應(yīng)以儲(chǔ)罐頂點(diǎn)為中心對(duì)稱布置。
2）如果呼吸閥安裝在氮封的儲(chǔ)罐上，氮?dú)夤夤艿慕庸芪恢靡欢ㄒh(yuǎn)離呼吸閥接口，且接管插入罐內(nèi)200mm，以防氮?dú)膺M(jìn)罐后直接排出而起不到氮封的作用。
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(chǔ)罐排氣不暢或補(bǔ)氣不足，而造成儲(chǔ)罐低壓癟罐或者超壓鼓罐。
在呼吸閥正確安裝后，為了能夠使其安全持續(xù)地運(yùn)行，應(yīng)注意后期的檢修與維護(hù)。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(shí)清理確保網(wǎng)面干凈。盡量一年檢驗(yàn)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(shí)更換，不要使其只成為一個(gè)擺件，埋下安全隱患，從而造成重大安全事故。

化工儲(chǔ)罐呼吸閥呼氣量計(jì)算選型分析

儲(chǔ)罐氮封系統(tǒng)裝置(氮封閥泄氮閥呼吸閥)是一套自力式微壓力控制系統(tǒng)，主要用于保持容器頂部保護(hù)氣(一般為氮?dú)?的壓力恒定，以避免容器內(nèi)物料與空氣直接觸，防止物料揮發(fā)，被告氧化，以及容器的安全。氮封裝置特別適合用于各類大型儲(chǔ)罐的氣封保護(hù)系統(tǒng)。氮封裝置產(chǎn)品具有節(jié)能，動(dòng)作靈敏，運(yùn)行可靠，操作與維修方便等特點(diǎn)，氮封裝置廣泛應(yīng)用于石油，化工等行業(yè)，產(chǎn)品特點(diǎn)無需外加能源，在無電無氣的場(chǎng)合工作。
當(dāng)罐內(nèi)壓力升高超過設(shè)定值時(shí)，的供氮閥關(guān)閉，泄氮閥打開(罐頂未設(shè)呼吸閥，或呼吸閥故障打不開)，將罐內(nèi)多余壓力泄放。在儲(chǔ)罐內(nèi)壓力降低時(shí)，泄氮閥處于關(guān)閉狀態(tài)，供氮閥打開，向罐內(nèi)注氮?dú)狻９┑y閥前壓力較好在2 .5Mpa 以下，現(xiàn)場(chǎng)壓力較高時(shí)，可在供氮閥前安裝一只自力式壓力調(diào)節(jié)閥將壓力減至1 Mpa 以下，以提高可靠性和使用效果。特點(diǎn)： 氮封裝置的供(泄)氮壓力設(shè)定方便，可在連續(xù)生產(chǎn)的條件下進(jìn)行。在設(shè)定壓力范圍內(nèi)，如從1-50KP，100mm H20 需調(diào)整到50mm H20 ，可通過調(diào)節(jié)供氮閥頂部的調(diào)節(jié)螺絲，改變彈簧的力，即可達(dá)到需要新設(shè)定的工藝值。

三、關(guān)于化工儲(chǔ)罐呼吸閥呼氣量計(jì)算選型分析維護(hù)保養(yǎng)建議：
1. 呼吸閥常見故障主要有：漏氣、卡死、粘結(jié)、堵塞、凍結(jié)以及壓力閥和真空閥常開等。
（1） 漏氣：一般是由于銹蝕、硬物劃傷閥與閥盤的接觸面、閥盤或閥座變形以及閥盤導(dǎo)桿傾斜等原因造成。
（2）卡死：多發(fā)生在由于呼吸閥安裝不正確或油罐變形導(dǎo)致閥盤導(dǎo)桿歪斜以及閥桿銹蝕的情況下，閥座在沿導(dǎo)桿上下活動(dòng)中不能到位，將閥盤卡于導(dǎo)桿某一部位。
（3）粘接：是因?yàn)橛驼魵狻⑺峙c沉積于閥盤、閥座、導(dǎo)桿上的塵土等雜物混合發(fā)生化學(xué)物理變化，久而久之使閥盤與閥座或?qū)U粘結(jié)在一起。
（4）堵塞：主要是由于機(jī)械呼吸閥長(zhǎng)期未保養(yǎng)使用，致使塵土、銹渣等雜物沉積于呼吸閥內(nèi)或呼吸管內(nèi)，以及蜂或鳥在呼吸閥口筑巢等原因，使呼吸閥堵塞。
（5）呼吸閥凍結(jié)：是因?yàn)闅鉁刈兓諝庵械乃衷诤粑y的閥體、閥盤、閥座和導(dǎo)桿等部位凝結(jié)，進(jìn)而結(jié)冰，使閥難以開啟。

2．化工儲(chǔ)罐呼吸閥呼氣量計(jì)算選型分析定期檢查內(nèi)容
（1）檢查是否存在常開、漏氣、卡死、粘結(jié)、堵塞、冰凍、生銹等現(xiàn)象；
（2）檢查密封襯墊是否漏氣，如有發(fā)現(xiàn)應(yīng)予更換；
（3）檢查閥盤能否靈活的轉(zhuǎn)動(dòng)有沒有出現(xiàn)卡死的故障；
（4）檢查閥體封口網(wǎng)是否出現(xiàn)冰凍、堵塞現(xiàn)象和網(wǎng)上是否附著有灰塵或污垢；
（5）檢查閥盤、閥座、導(dǎo)桿、導(dǎo)風(fēng)彈簧等金屬部件是否出現(xiàn)生銹和積垢現(xiàn)象可以使用煤油清洗。
（6）在儲(chǔ)罐進(jìn)出物料作業(yè)時(shí)，檢查呼吸閥運(yùn)行情況是否正常。

3. 呼吸閥每年應(yīng)定期校正1次，校正的方法參照SY/T 0511.1-2010《石油儲(chǔ)罐附件 第1部分 呼吸閥》進(jìn)行。呼吸閥設(shè)定值調(diào)整：在上述設(shè)定值調(diào)整好后，為避免呼吸閥啟閉頻繁，呼吸閥的設(shè)定值應(yīng)大于泄壓設(shè)定置。

我們可以結(jié)合一些具有代表性的產(chǎn)品來分析，世界上有名的氮封裝置品牌，供氮閥，泄氮閥，呼吸閥品牌，它的氮封裝置特點(diǎn)：氮封裝置無需外加能源，利用被調(diào)介質(zhì)自身能量為動(dòng)力源，引入壓力閥的指揮器以控制壓力閥芯位置，改變流經(jīng)閥門介質(zhì)流量，使閥門后端壓力保持恒定。
氮封裝置由供氮閥、 泄氮閥、 呼吸閥 組成，供氮閥由指揮器和主閥兩部分組成；泄氮閥由內(nèi)反饋的壓開型微壓調(diào)節(jié)閥組成，通過氮封裝置較好控制。當(dāng)儲(chǔ)罐進(jìn)液閥開啟，向罐內(nèi)添加物料時(shí)，液面上升，氣相部分容積減小，壓力升高，當(dāng)罐內(nèi)壓力升至高于泄氮閥壓力設(shè)定值時(shí)，泄氮閥打開，向外界釋放氮?dú)猓构迌?nèi)壓力下降，降至泄氮閥壓力設(shè)定點(diǎn)時(shí)，自動(dòng)關(guān)閉。當(dāng)儲(chǔ)罐出液閥開啟，用戶放料時(shí)，液面下降，氣相部分容積加大，罐內(nèi)壓力降低，供氮閥開啟，向儲(chǔ)罐內(nèi)注入氮?dú)猓构迌?nèi)壓力上升，升至供氮閥壓力設(shè)定點(diǎn)，自動(dòng)關(guān)閉。