石油化工储罐全天候阻火呼吸阀应用案例
呼吸阀是一种用于常压罐的安全设施,它可以保持常压罐中的压力始终处于正常状态,用来降低常压储罐内挥发性液体的蒸发损失,并保护储罐免受超压超真空度的破坏。呼吸阀常和液压安全阀安装于同一油罐。正常情况下呼吸阀对油罐起保护作用,当呼吸阀因故障失去保护作用时,液压安全阀对油罐起保护作用。所以,液压安全阀的控制压力比呼吸阀的控制压力大5%～10%。呼吸阀的内部结构是一个低压安全阀(即呼气阀)和一个真空阀(即吸气阀)组合而成的,习惯上把它称为呼吸阀。呼吸阀是利用重力、弹簧或膜片张力等来启闭阀门的,用于控制油罐内气体空间压力、抑制蒸发损耗,保护油罐免遭破坏。
呼吸阀的内部结构实质上是由一个压力阀盘(即呼气阀)和一个真空阀盘(即吸气阀)组合而成的，压力阀盘和真空阀盘既可并排布置，也可重叠布置。其工作原理：当储罐压力和大气压力相等时，压力阀和真空阀的阀盘和阀座紧密配合，阀座边上密封结构有“吸附”效应，使阀座严密不漏。
当压力或真空度增加时，阀盘开始开启，由于在阀座边上仍存在着“吸附”效应，所以仍能保持良好的密封。
当罐内压力升高到定压值时，将压力阀打开，罐内气体通过呼气阀(即压力阀)侧排入外界大气中，此时真空阀由于受到罐内正压作用处于关闭状态。反之，当罐内压力下降到一定真空度时，真空阀由于大气压的正压作用而打开，外界的气体通过吸气阀(即真空阀)侧进人罐内，此时压力阀处于关闭状态。在任何时候，压力阀和真空阀不能同时处于打开的状态。当罐内压力或真空度降到正常操作压力状态时，压力阀和真空阀处于关闭状态，停止呼气或吸气过程。
石油化工储罐全天候阻火呼吸阀应用案例呼吸阀功能
呼吸阀在正常状态下起密封作用，只有在下列条件下呼吸阀才开始工作"：
(1)储罐向外输出物料时，呼吸阀即开始向罐内吸人空气或氮气。
(2)向储罐内灌装物料时，呼吸阀即开始将罐内气体向罐外呼出。
(3)由于气候变化等原因引起罐内物料蒸汽压增高或降低，呼吸阀则呼出蒸汽或吸人空气或氮气(通常称热效应)。
(4)发生火灾时，储罐因呼出气体受热引起罐内液体蒸发量剧增，呼吸阀便开始向罐外呼出，以避免储罐因超压而损坏。
(5)在其它工况下，如挥发性液体的加压输送、内外部传热装置化学反应、操作失误等，呼吸阀则相应进行呼出或吸人，以避免储罐因超压或超真空而遭受损坏。
呼吸阀常用的标准有：
SY/T 0511.1-2010 《石油储罐附件 第1部分：呼吸阀》
TB/T 3319-2013 《铁道罐车用呼吸式安全阀》
QC/T 1064-2017 《道路运输易燃液体危险货物罐式车辆 呼吸阀》
DIN EN 14595-2016 《危险品运输罐 罐的操作装置 压力和真空呼吸阀》
石油化工储罐全天候阻火呼吸阀应用案例类型
根据控制压力采用的结构类型,目前石油化工企业中常用的呼吸阀可分为两种基本类型:机械呼吸阀和先导式呼吸阀，见图27-2。
呼吸阀的压力
①操作压力 当呼吸阀通气量达到额定通气量时,石油储罐气体空间的压力称为呼吸阀的操作压力。呼吸阀阀体应能承受不小于0.2MPa的水压,无渗漏和变形。
②开启压力 通气过程中,当呼吸阀的阀盘呈连续“呼出”或“吸入”状态时的压力称为呼吸阀的呼气开启压力,或呼吸阀的吸气开启压力。
呼吸阀的开启压力分为五级,见表27-1。
注:正号表示呼出时开启压力,负号表示吸入时开启压力。
③全天候呼吸阀耐低温性能的要求是在空气相对湿度大于70%,温度为(-30±1)℃时,经过24h的冷冻,其阀盘的试验开启压力应符合表27-1的规定,其允许偏差,正压时为-20～0Pa,负压时为0～20Pa。
④呼吸阀的泄漏量的标定以0.75倍的控制压力作为试验压力,其值应符合表27-2的规定。
⑤阀盘部件工作时,动作应灵敏可靠;动作完成后应保证密封。
四、石油化工储罐全天候阻火呼吸阀应用案例确定呼吸量
呼吸阀的计算内容主要是确定呼吸量,呼吸量按下列条件确定:
①储罐向外输出物料时,造成储罐内压力降低,需要吸入气体保持储罐内压力平衡;
②向储罐内灌装物料时,造成储罐内压力升高,需要排除气体保持储罐内压力平衡;
③由于气候等影响引起储罐内蒸气压增大或减少,造成的呼出或吸入(通称热效应),热效应引起的呼吸气量见表27-4;
注:1.热效应呼吸气量指在1atm(绝)和15.6℃时,以空气为介质经试验测得的数据。
2.本表原文为英制单位,表中的公制单位数据由英制单位换算得出。
3.表中未列出的储罐容量的计算值可用内插法算出。
④火灾时储罐受热,引起蒸发量剧增而造成的呼出。
前三个原因引起的呼吸量叫正常呼吸量,后一个原因引起的呼吸量叫火灾呼吸量。
石油化工储罐全天候阻火呼吸阀应用案例
序号 | 品 名 | 型 号 及 规 格 | 单位 | 数量 |
5 | 呼吸阀 | 阻火呼吸阀 ZFQ-1 DN80 PN16正压：3 KPA负压：-298PA 法兰面为RF法兰面 法兰螺丝孔中心距160MM 8个螺丝孔，螺丝孔大小18MM | 台 | 2 |
火灾呼吸量的计算
对于不设保护设施(如喷淋、保温等)的储罐,火灾时排气量的计算可查表27-5,该表的使用条件是1atm(绝)和15.6℃。
表27-5 火灾时紧急排气量与润湿表面的关系
[在1atm(绝)和15.6℃条件下的计算值]
对于设计压力超过1atm(绝)的储罐和容器的润湿表面积大于260m²时,火灾时的总排气量可按如下公式计算:
CHF =1107A^0.82
式中 CHF-排气量,ft/h[以14.7lbf/ft²(绝), 60℉空气表示,相当于1atm(绝)和15.6℃时的空气排气量];
A-润湿表面积,ft²。
| 正压 | 355Pa (36毫米水柱) |
|---|---|
| 负压 | 295Pa (30毫米水柱) |
| B级正压 | 980Pa (100毫米水柱) |
| 负压 | 295Pa (30毫米水柱) |
| C级正压 | 1765Pa (180毫米水柱) |
| 负压 | 295Pa (30毫米水柱) |
| 阀体材料 | WCB、304、316、铝合金 |
|---|---|
| 正压阀盘材料 | 304、316、铝合金 |
| 负压阀盘材料 | 304、316、四氟PTFE |
| 环境温度 ℃ | -30~60 |
| 公称通径 (mm) | 安装尺寸（mm） | ||||
|---|---|---|---|---|---|
| D | K | L | H | n×φ | |
| DN25 | 115 | 85 | 160 | 165 | 4×14 |
| DN32 | 135 | 100 | 180 | 185 | 4×18 |
| DN40 | 145 | 110 | 190 | 190 | 4×18 |
| DN50 | 160 | 125 | 220 | 220 | 4×18 |
| DN80 | 195 | 160 | 270 | 260 | 8×18 |
| DN100 | 215 | 180 | 310 | 280 | 8×18 |
| DN150 | 280 | 240 | 380 | 330 | 8×22 |
| DN200 | 335 | 295 | 450 | 380 | 12×22 |
| DN250 | 395 | 350 | 520 | 420 | 12×22 |
| DN400 | 565 | 515 | 670 | 520 | 16×26 |
石油化工储罐全天候阻火呼吸阀应用案例机械呼吸阀选择表
储罐收发介质流量（m³/h） | 呼吸阀数 | 呼吸阀规格 |
＜25 | 1 | DN50 |
26～100 | 1 | DN100 |
101～150 | 1 | DN150 |
151～250 | 1 | DN200 |
251～300 | 1 | DN250 |
＞300 | 2 | DN300 |
石油化工储罐全天候阻火呼吸阀应用案例呼吸阀主要技术参数
操作压力 | +355Pa﹣295Pa、＋1750Pa﹣295Pa、＋980Pa﹣295Pa、特殊压力等 |
材质 | HT、20＃、Q235、304、304L、316、316L等 |
防爆等级 | BS5501:HA、IIB、IIC |
密封件材质 | 聚四氟乙烯 |
法兰标准 | HG20592-97、SH 、GB、 JB/T81-94等 |
规格 | DN50～DN350 |
制造、检测标准：按（石油储罐呼吸阀）SY7551（石油储罐阻火器阻火性能和试验方法）GB5908等标准进行制造和验收。
防爆阻火呼吸阀壳体选用不锈钢、铸钢、铝合金，耐腐蚀性好；波纹阻火层采用不锈钢材料，阻火性能好，耐腐蚀性能好； 结构简单，易检修，方便。
防爆阻火呼吸阀适用于储存内点低于28℃的甲类油品和闪点低于60℃的乙类油品，如汽油、笨、甲笨、煤油、轻柴油、机油、原油等油品及性质相同的化工产品储罐使用，它在-35℃-60℃的温度环境中正常工作。
1、呼吸阀应安装在储罐气源的高点，以减少物料蒸发损耗。通常对于立式罐，呼吸阀应尽量安装在罐顶中央顶板范围内，对于罐顶需设隔热层的储罐、可安装在梯子平台附近；
2、当需要安装两个呼吸阀时，它们与罐顶中心应对称布置；
3、若呼吸阀用在氮封罐上，则氮气供气管的接管位置应远离呼吸阀接口，并由罐顶部插进储罐内约 200mm ，这样氮气进罐后不直接排出，达到氮封的目的。
为了呼吸阀使用稳定，应在3-6个月内定期将波纹阻火层拆下，清洗干净，可是让阻火层上每个孔畅通，免除堵塞，可以正常使用。定期检查通风气正、负阀盘动作是否灵活，导杆及阀盘接触密封面有没有损坏，如有损坏应调换。在检查维护重新安装时，应让阀内各结合面严密配合，阀盘升降灵活。新阀启用时，应安装前除去阀盘间的防震物，否则呼吸阀将失灵。
