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石油化工罐區(qū)帶呼出接管阻火呼吸閥應用案例
接管呼吸閥原油、汽油、煤油、航空油，輕柴油、芳烴、丙烯、氮氣等固定頂式儲罐上的主要安全設備，能起到防止蒸發(fā)損耗與保護儲罐在受超壓或真空時免遭破壞的作用。帶接管（阻火）呼吸閥是維護儲罐氣壓平衡，減少介質(zhì)揮發(fā)的安全節(jié)能產(chǎn)品。接管呼吸閥是安裝在固定頂罐上的通風及阻火裝置，能起到減少油品蒸發(fā)損耗，控制儲罐壓力平衡和控制火焰的作用。它能對儲罐內(nèi)外正壓和負壓進行自動調(diào)節(jié)等特點。該系列呼吸閥內(nèi)設有靜電保護裝置，使得該閥時刻與罐體保持同等電位。
在SHT 3007-2014石油化工儲運系統(tǒng)罐區(qū)設計規(guī)范中，明確指出了呼吸閥的設置目的與要求。呼吸閥作為儲罐的重要組成部分，其設置旨在確保儲罐在各種工況下的安全運行。通過呼吸閥的合理配置，可以有效地控制儲罐內(nèi)部的壓力變化，防止因壓力波動而引發(fā)的安全事故。同時，規(guī)范還對呼吸閥的安裝位置、尺寸選擇以及維護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)揮其應有的作用。
5.1.3 根據(jù)GB 50160-2008石油化工企業(yè)設計防火標準（2018年版）的規(guī)定，以下類型的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。
6.2.19 甲B、乙類液體的固定頂罐應設置阻火器和呼吸閥；若儲罐采用氮氣或其他氣體進行氣封，則還需增設事故泄壓設備。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。呼吸閥的功能包括：
（1）維持儲罐壓力穩(wěn)定：呼吸閥能自動調(diào)節(jié)儲罐內(nèi)外壓力差，確保儲罐在正常操作中免受超壓或真空損害，從而防止罐體結構變形。
（2）減少介質(zhì)泄漏：揮發(fā)性介質(zhì)在儲罐內(nèi)隨溫度變化而膨脹或收縮，產(chǎn)生壓力波動。呼吸閥可迅速響應，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)結合，進一步減少介質(zhì)蒸發(fā)損失，并阻止外界空氣侵入，確保物料品質(zhì)，防止化學反應。
（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入儲罐。呼吸閥與阻火器聯(lián)用，可有效預防因火花或火焰引發(fā)的儲罐內(nèi)介質(zhì)點燃，確保安全生產(chǎn)。
二、石油化工罐區(qū)帶呼出接管阻火呼吸閥應用案例的構造與工作原理
呼吸閥作為甲B、乙類液體固定頂罐的重要安全設備，其結構與工作原理對于保障儲罐系統(tǒng)的安全至關重要。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，實現(xiàn)了對儲罐內(nèi)外壓力的自動調(diào)節(jié)。當儲罐內(nèi)部壓力超過設定值時，呼吸閥會打開，釋放壓力；而當壓力低于設定值時，則會閉合，保持儲罐的穩(wěn)定。這種精確的工作原理，使得呼吸閥成為維護儲罐安全、環(huán)保和經(jīng)濟性的關鍵設備。
呼吸閥產(chǎn)品必須滿足SY/T 0511-2010標準的規(guī)定，其詳細結構可參考以下示意圖
儲罐呼吸閥，作為安裝在儲存易揮發(fā)液體如石油、化學品等的固定頂儲罐上的重要安全附件，其核心作用是維持儲罐內(nèi)外的壓力平衡。它能夠有效防止儲罐因壓力波動而變形或受損，同時降低儲罐內(nèi)液體的揮發(fā)損耗。該呼吸閥的工作原理涵蓋兩個方面：一是壓力釋放，當儲罐內(nèi)溫度上升導致氣體體積膨脹、壓力升高時，呼吸閥會自動開啟，釋放多余壓力，避免儲罐過壓；二是真空吸入，相反情況下，呼吸閥會打開以允許外部空氣進入，從而防止儲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鍵環(huán)節(jié)，通常，常壓儲罐的操作壓力維持在約500Pa(G)，設計壓力范圍為-500Pa至2000Pa(G)。根據(jù)相關標準，常壓儲罐一般選用C級呼吸閥，其呼氣壓力設定為980Pa，這一設計既利于減少易揮發(fā)物料的損失，又確保了儲罐的安全。
必須留意的是，若呼吸閥的排氣端管線過長，導致氣體流動阻力增大，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，那么此時應選用呼出壓力較低的呼吸閥。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，若呼吸閥的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，使得管網(wǎng)壓力降低甚至出現(xiàn)負壓，那么則應選用呼出壓力較高的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。
三、石油化工罐區(qū)帶呼出接管阻火呼吸閥應用案例呼吸量計算
在執(zhí)行《石油化工儲運系統(tǒng)罐區(qū)設計規(guī)范》SH/T 3007-2014標準時，我們需要對呼吸閥的呼吸量進行精確計算。這一計算不僅關系到儲罐的正常運行，還影響到整個系統(tǒng)的安全與效率。通過合理的呼吸量計算，我們可以確保呼吸閥在各種工況下都能穩(wěn)定工作，從而保障儲罐的安全與穩(wěn)定。
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，以應對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，該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所產(chǎn)生的罐內(nèi)液體氣體呼出量。對于閃點(閉口)高于45℃的液體，該量應按最大進液量的1.07倍計算；而對于閃點(閉口)低于或等于45℃的液體，則應按最大進液量的2.14倍計算。此外，當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，罐內(nèi)氣體呼出量也應按最大進液量進行考慮。
c) 因大氣最大溫降導致的罐內(nèi)氣體收縮所吸入的空氣量和因大氣最大溫升導致的罐內(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、石油化工罐區(qū)帶呼出接管阻火呼吸閥應用案例呼吸閥的選用
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，最終選擇合適的閥門尺寸。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有：50mm、80mm、100mm、150mm、200mm、250mm、300mm以及350mm等多種選擇。同時，還需要根據(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。綜合考慮呼吸閥的尺寸與工作溫度，才能選出設計工況需求的呼吸閥。
帶接管呼吸閥應用規(guī)范：
1.法蘭標準:GB、HG、SH、HGJ、JB、ANSL、JIS等標準。(用戶指定，請注明壓力等級)；
2.檢測標準:按(石油儲罐呼吸閥)SY7511-87（石油儲罐阻火器阻火性能和試驗方法）及GB/T5908-2005﹑ GB/T50160-2012、GB/T13347-92等規(guī)定等標準進行驗收；或用戶指定標準。
3.主體材質(zhì)：鑄鋼，碳鋼WCB,不銹鋼304SS 316 316L等
4.公稱壓力：0.6MPa 1.0MPa. 1.6MPa 2.5MPa 美標 75LB 150LB
石油化工罐區(qū)帶呼出接管阻火呼吸閥應用案例
序號 | 品 名 | 型 號 及 規(guī) 格 | 單位 | 數(shù)量 |
1 | 呼吸閥 | 帶呼出接管阻火呼吸閥 HXF-IVZ DN100 150LB | 臺 | 3 |
零部件材料
代號 | 主體材料 | 閥盤/閥座 | 密封材料 |
Ⅰ | ZG200-400 | 0Cr19Ni9 | F4 |
Ⅱ | ZG0Cr18Ni9 | ZG0Cr18Ni9 | F4 |
Ⅲ | ZG0Cr18Ni9Ti | ZG0Cr18Ni9Ti | F4 |
Ⅳ | ZG0Cr18Ni12Mo2Ti | ZG0Cr18Ni12Mo2Ti | F4 |
Ⅴ | ZAlsi7Mg | ZAlsi7Mg | F4 |
通氣量表
代號 | 規(guī)格mm | 50 | 80 | 100 | 150 | 200 | 250 |
壓力等級P | 通氣量m3/h | ||||||
A | +355 | 25 | 60 | 90 | 190 | 340 | 500 |
-295 | 20 | 50 | 75 | 160 | 280 | 450 | |
B | +980 | 30 | 70 | 100 | 200 | 380 | 600 |
-295 | 20 | 50 | 75 | 160 | 280 | 450 | |
C | +1765 | 40 | 95 | 140 | 280 | 500 | 800 |
-295 | 20 | 50 | 75 | 160 | 280 | 450 | |
允許泄漏量m3/h | ≤0.04 | ≤0.4 | |||||
操作壓力
等級 | A | B | C | D |
呼出壓力 | +355Pa(36mmH2O) | +980Pa(100mmH2O) | +1765Pa(180mmH2O) | 由用戶定 |
吸入壓力 | -295Pa(30mmH2O) | -295Pa(30mmH2O) | -392Pa(40mmH2O) | 由用戶定 |
外形結構圖
主要外形尺寸
DN | 50 | 80 | 100 | 150 | 200 | 250 | 300 | 400 |
H（HX1） | 280 | 430 | 430 | 530 | 630 | 740 | 820 | 940 |
H（HXF1） | 350 | 500 | 500 | 600 | 700 | 820 | 900 | 1020 |
L | 300 | 450 | 450 | 650 | 850 | 1000 | 1100 | 1250 |
外形結構圖
石油化工罐區(qū)帶呼出接管阻火呼吸閥應用案例主要外形尺寸
DN | 50 | 80 | 100 | 150 | 200 | 250 |
H（HX2） | 280 | 430 | 430 | 530 | 630 | 740 |
H（HXF2） | 350 | 500 | 500 | 600 | 700 | 820 |
H1（HX2） | 110 | 180 | 180 | 220 | 260 | 320 |
H1（HXF2） | 180 | 250 | 250 | 290 | 330 | 400 |
L | 320 | 450 | 450 | 620 | 750 | 850 |
外形結構圖
石油化工罐區(qū)帶呼出接管阻火呼吸閥應用案例主要外形尺寸
DN | 50 | 80 | 100 | 150 | 200 | 250 |
H（HX3） | 280 | 430 | 430 | 530 | 630 | 740 |
H（HXF3） | 350 | 500 | 500 | 600 | 700 | 820 |
H1（HX3） | 110 | 180 | 180 | 220 | 260 | 320 |
H1（HXF3） | 180 | 250 | 250 | 290 | 330 | 400 |
L | 310 | 450 | 450 | 635 | 800 | 950 |
外形結構圖
石油化工罐區(qū)帶呼出接管阻火呼吸閥應用案例主要外形尺寸
DN | 50 | 80 | 100 | 150 | 200 | 250 |
H（HX4） | 280 | 430 | 430 | 530 | 630 | 740 |
H（HXF4） | 350 | 500 | 500 | 600 | 700 | 820 |
H1（HX4） | 110 | 180 | 180 | 220 | 260 | 320 |
H1（HXF4） | 180 | 250 | 250 | 290 | 330 | 400 |
L | 310 | 450 | 450 | 635 | 800 | 950 |
五、石油化工罐區(qū)帶呼出接管阻火呼吸閥應用案例呼吸閥的安裝與維護
在安裝呼吸閥時，需要留意以下幾點，以確保其能夠正常工作并延長使用壽命：
確認呼吸閥的尺寸與工作溫度是否符合設計要求，選擇合適的規(guī)格進行安裝。
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。
在安裝過程中，要注意保護閥門的密封面，避免損壞或污染。
定期檢查呼吸閥的工作狀態(tài)，包括閥門的開啟與關閉是否靈活，以及密封性能是否良好。
維護時，應清除閥門內(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要點，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。
呼吸閥應安裝在儲罐頂部的最高點，這樣在儲罐內(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)外的壓力平衡。若需安裝兩個呼吸閥，應進行對稱布置，以確保壓力的均衡分布，避免發(fā)生偏斜。
在氮封儲罐上安裝呼吸閥時，需確保氮氣管路遠離呼吸閥接口，且接管深入罐內(nèi)至少200mm。此舉旨在防止氮氣直接經(jīng)由呼吸閥排出，進而維持儲罐內(nèi)的氮封狀態(tài)，阻止空氣的進入，從而減少所存物質(zhì)的氧化反應。
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或堵塞而導致儲罐排氣不暢或補氣不足，進而造成儲罐低壓或超壓的潛在風險。
在呼吸閥安裝完畢后，為了確保其持續(xù)安全運行，應定期進行檢修與維護。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，應及時清理以保持網(wǎng)面的清潔。同時，盡量每年對呼吸閥進行一次全面檢驗，以確保其操作壓力處于正常范圍之內(nèi)。對于年檢不合格的呼吸閥，應立即進行更換，以避免潛在的安全隱患。
為了預防呼吸閥的凍結或凝結，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。同時，使用保溫材料如保溫棉或泡沫材料對呼吸閥和管道進行包裹，以減少熱量損失并防止冷凝。此外，選擇具有防凝設計的呼吸閥、在低點安裝排水裝置、定期檢查和維護呼吸閥等都是有效的預防措施。在某些情況下，還可以在儲罐內(nèi)加入少量的防凍劑來降低液體的冰點。
操作優(yōu)化：通過改進儲罐的操作流程，例如減少儲罐的頻繁周轉，可以降低儲罐內(nèi)液體溫度的波動，進而減小呼吸閥凍結的風險。
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，即可及時采取相應的預防措施。
六、石油化工罐區(qū)帶呼出接管阻火呼吸閥應用案例通氣孔及呼吸閥設置注意事項
通氣孔的應用：針對揮發(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置在拱頂罐罐壁的頂層圈板上，旨在通過自然通風來平衡罐內(nèi)外的壓力。
呼吸閥的應用：對于揮發(fā)性強或毒性較高的介質(zhì)，例如苯、汽油等，則應在罐頂配備呼吸閥。這種呼吸閥常與內(nèi)浮頂罐一同使用，且可與氮封系統(tǒng)結合，以減少介質(zhì)蒸發(fā)和外界空氣的進入，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。這是因為呼吸閥能根據(jù)儲罐內(nèi)壓力的變化自動開啟或關閉，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：在一個儲罐中，不應同時安裝呼吸閥和設置通氣孔，因為這樣會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罐內(nèi)外的壓力差，進而影響其使用效果。
