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石油化工儲(chǔ)罐全天候阻火呼吸閥應(yīng)用案例
呼吸閥是一種用于常壓罐的安全設(shè)施,它可以保持常壓罐中的壓力始終處于正常狀態(tài),用來降低常壓儲(chǔ)罐內(nèi)揮發(fā)性液體的蒸發(fā)損失,并保護(hù)儲(chǔ)罐免受超壓超真空度的破壞。呼吸閥常和液壓安全閥安裝于同一油罐。正常情況下呼吸閥對(duì)油罐起保護(hù)作用,當(dāng)呼吸閥因故障失去保護(hù)作用時(shí),液壓安全閥對(duì)油罐起保護(hù)作用。所以,液壓安全閥的控制壓力比呼吸閥的控制壓力大5%～10%。呼吸閥的內(nèi)部結(jié)構(gòu)是一個(gè)低壓安全閥(即呼氣閥)和一個(gè)真空閥(即吸氣閥)組合而成的,習(xí)慣上把它稱為呼吸閥。呼吸閥是利用重力、彈簧或膜片張力等來啟閉閥門的,用于控制油罐內(nèi)氣體空間壓力、抑制蒸發(fā)損耗,保護(hù)油罐免遭破壞。
呼吸閥的內(nèi)部結(jié)構(gòu)實(shí)質(zhì)上是由一個(gè)壓力閥盤(即呼氣閥)和一個(gè)真空閥盤(即吸氣閥)組合而成的，壓力閥盤和真空閥盤既可并排布置，也可重疊布置。其工作原理：當(dāng)儲(chǔ)罐壓力和大氣壓力相等時(shí)，壓力閥和真空閥的閥盤和閥座緊密配合，閥座邊上密封結(jié)構(gòu)有“吸附"效應(yīng)，使閥座嚴(yán)密不漏。
當(dāng)壓力或真空度增加時(shí)，閥盤開始開啟，由于在閥座邊上仍存在著“吸附"效應(yīng)，所以仍能保持良好的密封。
當(dāng)罐內(nèi)壓力升高到定壓值時(shí)，將壓力閥打開，罐內(nèi)氣體通過呼氣閥(即壓力閥)側(cè)排入外界大氣中，此時(shí)真空閥由于受到罐內(nèi)正壓作用處于關(guān)閉狀態(tài)。反之，當(dāng)罐內(nèi)壓力下降到一定真空度時(shí)，真空閥由于大氣壓的正壓作用而打開，外界的氣體通過吸氣閥(即真空閥)側(cè)進(jìn)人罐內(nèi)，此時(shí)壓力閥處于關(guān)閉狀態(tài)。在任何時(shí)候，壓力閥和真空閥不能同時(shí)處于打開的狀態(tài)。當(dāng)罐內(nèi)壓力或真空度降到正常操作壓力狀態(tài)時(shí)，壓力閥和真空閥處于關(guān)閉狀態(tài)，停止呼氣或吸氣過程。
石油化工儲(chǔ)罐全天候阻火呼吸閥應(yīng)用案例呼吸閥功能
呼吸閥在正常狀態(tài)下起密封作用，只有在下列條件下呼吸閥才開始工作"：
(1)儲(chǔ)罐向外輸出物料時(shí)，呼吸閥即開始向罐內(nèi)吸人空氣或氮?dú)狻?br/>
(2)向儲(chǔ)罐內(nèi)灌裝物料時(shí)，呼吸閥即開始將罐內(nèi)氣體向罐外呼出。
(3)由于氣候變化等原因引起罐內(nèi)物料蒸汽壓增高或降低，呼吸閥則呼出蒸汽或吸人空氣或氮?dú)?通常稱熱效應(yīng))。
(4)發(fā)生火災(zāi)時(shí)，儲(chǔ)罐因呼出氣體受熱引起罐內(nèi)液體蒸發(fā)量劇增，呼吸閥便開始向罐外呼出，以避免儲(chǔ)罐因超壓而損壞。
(5)在其它工況下，如揮發(fā)性液體的加壓輸送、內(nèi)外部傳熱裝置化學(xué)反應(yīng)、操作失誤等，呼吸閥則相應(yīng)進(jìn)行呼出或吸人，以避免儲(chǔ)罐因超壓或超真空而遭受損壞。
呼吸閥常用的標(biāo)準(zhǔn)有：
SY/T 0511.1-2010 《石油儲(chǔ)罐附件 第1部分：呼吸閥》
TB/T 3319-2013 《鐵道罐車用呼吸式安全閥》
QC/T 1064-2017 《道路運(yùn)輸易燃液體危險(xiǎn)貨物罐式車輛 呼吸閥》
DIN EN 14595-2016 《危險(xiǎn)品運(yùn)輸罐 罐的操作裝置 壓力和真空呼吸閥》
石油化工儲(chǔ)罐全天候阻火呼吸閥應(yīng)用案例類型
根據(jù)控制壓力采用的結(jié)構(gòu)類型,目前石油化工企業(yè)中常用的呼吸閥可分為兩種基本類型:機(jī)械呼吸閥和先導(dǎo)式呼吸閥，見圖27-2。
呼吸閥的壓力
①操作壓力 當(dāng)呼吸閥通氣量達(dá)到額定通氣量時(shí),石油儲(chǔ)罐氣體空間的壓力稱為呼吸閥的操作壓力。呼吸閥閥體應(yīng)能承受不小于0.2MPa的水壓,無滲漏和變形。
②開啟壓力 通氣過程中,當(dāng)呼吸閥的閥盤呈連續(xù)“呼出"或“吸入"狀態(tài)時(shí)的壓力稱為呼吸閥的呼氣開啟壓力,或呼吸閥的吸氣開啟壓力。
呼吸閥的開啟壓力分為五級(jí),見表27-1。
注:正號(hào)表示呼出時(shí)開啟壓力,負(fù)號(hào)表示吸入時(shí)開啟壓力。
③全天候呼吸閥耐低溫性能的要求是在空氣相對(duì)濕度大于70%,溫度為(-30±1)℃時(shí),經(jīng)過24h的冷凍,其閥盤的試驗(yàn)開啟壓力應(yīng)符合表27-1的規(guī)定,其允許偏差,正壓時(shí)為-20～0Pa,負(fù)壓時(shí)為0～20Pa。
④呼吸閥的泄漏量的標(biāo)定以0.75倍的控制壓力作為試驗(yàn)壓力,其值應(yīng)符合表27-2的規(guī)定。
⑤閥盤部件工作時(shí),動(dòng)作應(yīng)靈敏可靠;動(dòng)作完成后應(yīng)保證密封。
四、石油化工儲(chǔ)罐全天候阻火呼吸閥應(yīng)用案例確定呼吸量
呼吸閥的計(jì)算內(nèi)容主要是確定呼吸量,呼吸量按下列條件確定:
①儲(chǔ)罐向外輸出物料時(shí),造成儲(chǔ)罐內(nèi)壓力降低,需要吸入氣體保持儲(chǔ)罐內(nèi)壓力平衡;
②向儲(chǔ)罐內(nèi)灌裝物料時(shí),造成儲(chǔ)罐內(nèi)壓力升高,需要排除氣體保持儲(chǔ)罐內(nèi)壓力平衡;
③由于氣候等影響引起儲(chǔ)罐內(nèi)蒸氣壓增大或減少,造成的呼出或吸入(通稱熱效應(yīng)),熱效應(yīng)引起的呼吸氣量見表27-4;
注:1.熱效應(yīng)呼吸氣量指在1atm(絕)和15.6℃時(shí),以空氣為介質(zhì)經(jīng)試驗(yàn)測(cè)得的數(shù)據(jù)。
2.本表原文為英制單位,表中的公制單位數(shù)據(jù)由英制單位換算得出。
3.表中未列出的儲(chǔ)罐容量的計(jì)算值可用內(nèi)插法算出。
④火災(zāi)時(shí)儲(chǔ)罐受熱,引起蒸發(fā)量劇增而造成的呼出。
前三個(gè)原因引起的呼吸量叫正常呼吸量,后一個(gè)原因引起的呼吸量叫火災(zāi)呼吸量。
石油化工儲(chǔ)罐全天候阻火呼吸閥應(yīng)用案例
序號(hào) | 品 名 | 型 號(hào) 及 規(guī) 格 | 單位 | 數(shù)量 |
5 | 呼吸閥 | 阻火呼吸閥 ZFQ-1 DN80 PN16正壓：3 KPA負(fù)壓：-298PA 法蘭面為RF法蘭面 法蘭螺絲孔中心距160MM 8個(gè)螺絲孔，螺絲孔大小18MM | 臺(tái) | 2 |
火災(zāi)呼吸量的計(jì)算
對(duì)于不設(shè)保護(hù)設(shè)施(如噴淋、保溫等)的儲(chǔ)罐,火災(zāi)時(shí)排氣量的計(jì)算可查表27-5,該表的使用條件是1atm(絕)和15.6℃。
表27-5 火災(zāi)時(shí)緊急排氣量與潤(rùn)濕表面的關(guān)系
[在1atm(絕)和15.6℃條件下的計(jì)算值]
對(duì)于設(shè)計(jì)壓力超過1atm(絕)的儲(chǔ)罐和容器的潤(rùn)濕表面積大于260m2時(shí),火災(zāi)時(shí)的總排氣量可按如下公式計(jì)算:
CHF =1107A^0.82
式中 CHF-排氣量,ft/h[以14.7lbf/ft2(絕), 60℉空氣表示,相當(dāng)于1atm(絕)和15.6℃時(shí)的空氣排氣量];
A-潤(rùn)濕表面積,ft2。
六、石油化工儲(chǔ)罐全天候阻火呼吸閥應(yīng)用案例防爆阻火呼吸閥 技術(shù)參數(shù)
| 正壓 | 355Pa (36毫米水柱) |
|---|---|
| 負(fù)壓 | 295Pa (30毫米水柱) |
| B級(jí)正壓 | 980Pa (100毫米水柱) |
| 負(fù)壓 | 295Pa (30毫米水柱) |
| C級(jí)正壓 | 1765Pa (180毫米水柱) |
| 負(fù)壓 | 295Pa (30毫米水柱) |
七石油化工儲(chǔ)罐全天候阻火呼吸閥應(yīng)用案例、防爆阻火呼吸閥 零件材料
| 閥體材料 | WCB、304、316、鋁合金 |
|---|---|
| 正壓閥盤材料 | 304、316、鋁合金 |
| 負(fù)壓閥盤材料 | 304、316、四氟PTFE |
| 環(huán)境溫度 ℃ | -30~60 |
八、石油化工儲(chǔ)罐全天候阻火呼吸閥應(yīng)用案例防爆阻火呼吸閥 連接尺寸
| 公稱通徑 (mm) | 安裝尺寸（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 |
石油化工儲(chǔ)罐全天候阻火呼吸閥應(yīng)用案例機(jī)械呼吸閥選擇表
儲(chǔ)罐收發(fā)介質(zhì)流量（m3/h） | 呼吸閥數(shù) | 呼吸閥規(guī)格 |
＜25 | 1 | DN50 |
26～100 | 1 | DN100 |
101～150 | 1 | DN150 |
151～250 | 1 | DN200 |
251～300 | 1 | DN250 |
＞300 | 2 | DN300 |
石油化工儲(chǔ)罐全天候阻火呼吸閥應(yīng)用案例呼吸閥主要技術(shù)參數(shù)
操作壓力 | +355Pa﹣295Pa、＋1750Pa﹣295Pa、＋980Pa﹣295Pa、特殊壓力等 |
材質(zhì) | HT、20＃、Q235、304、304L、316、316L等 |
防爆等級(jí) | BS5501:HA、IIB、IIC |
密封件材質(zhì) | 聚四氟乙烯 |
法蘭標(biāo)準(zhǔn) | HG20592-97、SH 、GB、 JB/T81-94等 |
規(guī)格 | DN50～DN350 |
制造、檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)：按（石油儲(chǔ)罐呼吸閥）SY7551（石油儲(chǔ)罐阻火器阻火性能和試驗(yàn)方法）GB5908等標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行制造和驗(yàn)收。
防爆阻火呼吸閥殼體選用不銹鋼、鑄鋼、鋁合金，耐腐蝕性好；波紋阻火層采用不銹鋼材料，阻火性能好，耐腐蝕性能好； 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易檢修，方便。
三、石油化工儲(chǔ)罐全天候阻火呼吸閥應(yīng)用案例防爆阻火呼吸閥 適用范圍
防爆阻火呼吸閥適用于儲(chǔ)存內(nèi)點(diǎn)低于28℃的甲類油品和閃點(diǎn)低于60℃的乙類油品，如汽油、笨、甲笨、煤油、輕柴油、機(jī)油、原油等油品及性質(zhì)相同的化工產(chǎn)品儲(chǔ)罐使用，它在-35℃-60℃的溫度環(huán)境中正常工作。
四、石油化工儲(chǔ)罐全天候阻火呼吸閥應(yīng)用案例防爆阻火呼吸閥 使用說明
1、呼吸閥應(yīng)安裝在儲(chǔ)罐氣源的高點(diǎn)，以減少物料蒸發(fā)損耗。通常對(duì)于立式罐，呼吸閥應(yīng)盡量安裝在罐頂中央頂板范圍內(nèi)，對(duì)于罐頂需設(shè)隔熱層的儲(chǔ)罐、可安裝在梯子平臺(tái)附近；
2、當(dāng)需要安裝兩個(gè)呼吸閥時(shí)，它們與罐頂中心應(yīng)對(duì)稱布置；
3、若呼吸閥用在氮封罐上，則氮?dú)夤夤艿慕庸芪恢脩?yīng)遠(yuǎn)離呼吸閥接口，并由罐頂部插進(jìn)儲(chǔ)罐內(nèi)約 200mm ，這樣氮?dú)膺M(jìn)罐后不直接排出，達(dá)到氮封的目的。
五、石油化工儲(chǔ)罐全天候阻火呼吸閥應(yīng)用案例防爆阻火呼吸閥 維護(hù)保養(yǎng)
為了呼吸閥使用穩(wěn)定，應(yīng)在3-6個(gè)月內(nèi)定期將波紋阻火層拆下，清洗干凈，可是讓阻火層上每個(gè)孔暢通，免除堵塞，可以正常使用。定期檢查通風(fēng)氣正、負(fù)閥盤動(dòng)作是否靈活，導(dǎo)桿及閥盤接觸密封面有沒有損壞，如有損壞應(yīng)調(diào)換。在檢查維護(hù)重新安裝時(shí)，應(yīng)讓閥內(nèi)各結(jié)合面嚴(yán)密配合，閥盤升降靈活。新閥啟用時(shí)，應(yīng)安裝前除去閥盤間的防震物，否則呼吸閥將失靈。
