化工储罐呼吸阀呼气量计算选型分析

加强化学品罐区设备设施管理。对化学品罐区设备设施要定期检查检测，确保储罐管线阀门、机泵等设备设施完好。加强化学品储罐腐蚀监控，定期清罐检查，发现腐蚀减薄及时处理。确保储罐安全附件和防雷、防静电、防汛设施及消防系统完好；有氮气保护设施的储罐要确保氮封系统完好在用。《SY 5225-2005_石油天然气钻井、开发、储运防火防爆安全生产技术规程》
第7.4.1.1条  储油罐呼吸阀、阻火器、液压安全阀的设置应分别按SY/T 0511、SY/T 0512和SY/T 0525.1执行。对安全阀每年至少委托有资格的检验机构检验、校验一次。
第7.4.1.2条  呼吸阀、液压安全阀底座应装设阻火器，呼吸阀、液压安全阀冬季每月至少检查二次，每年进行一次校验。阻火器每季至少检查一次。呼吸阀灵活好用。液压安全阀的油位符合要求，油质合格。阻火器阻火层完好，无油泥堵塞现象。

常压及低压储罐是石油化工行业的常用设备。呼吸阀能够在储罐超压或者接近真空的工况下通过呼气或者吸气而使储罐压力保持在设计压力范围内，从而避免鼓罐或者瘪罐的情况发生，减少罐内物料的损耗。同时安装呼吸阀也能减少挥发性物料的泄露，降低对外部环境的污染，减少安全隐患。《石油化工企业设计防火规范》（GB50160-2008）中更有规定，“甲B、乙类液体的固定顶罐应设阻火器和呼吸阀"。阻火器与呼吸阀连用可以防止火焰进入储罐避免爆炸发生。因此呼吸阀作为石油储罐的附件是。氮封装置主要用于保持容器顶部保护气（一般为氮气）的压力恒定，以避免容器内物料与空气直接接触，防止物料挥发，被氧化，以及容器的安全。特别适用于大型储罐的气封保护系统。该产品具有节能环保、动作灵敏、运行可靠、操作简单和维修方便等特点。参照常见的提供设计的氮气系统装置方案，储罐氮封系统装置一般主要包含氮封阀，泄氮阀和呼吸阀
1 化工储罐呼吸阀呼气量计算选型分析呼吸阀启动原因
呼吸阀是由呼气阀和吸气阀两部分组成。通常情况下呼吸阀是封闭不动的，只有在储罐超压或者真空的情况才会开启。以下几点为比较普遍的开启原因,也就是造成真空或者超压的条件：
1）液体出入储罐。液体流出储罐，储罐内气相空间增大，压力降低，会导致吸气阀开启吸入外部气体，用以提高储罐压力。液体进入储罐，汽化蒸汽增多，储罐压力增大，导致呼气阀开启呼出多余的气体降低储罐压力。
2）天气变化引起的储罐呼吸。气温降低或者大风、降雨等其他天气变化会引起储罐内气体的压缩或者冷凝，储罐压力降低，从而导致吸气阀开启。气温升高或者其他天气变化（热效应）会引起储罐内气体膨胀或者液体汽化，储罐压力升高，从而导致呼吸阀打开。
3）当储罐吸收了外部火灾产生的热量，造成液体汽化以及气体膨胀，储罐压力增大，呼气阀开启，储罐呼出内部多余气体。
4）由于设备故障或者操作错误而导致的其他情况。
当以上条件有一个存在或几个同时发生并达到了呼吸阀的开启压力，呼吸阀即开始工作，降低超压或者真空度，可以达到保护储罐的目的。

2 化工储罐呼吸阀呼气量计算选型分析呼吸量的计算
储罐的呼吸量应至少为进出物料量与热效应引起的通气量之和。目前还没有国家通用的标准算法来计算呼吸量。结合日本通气设备标准HPIS-G-103-1997，美国标准API Std 2000-2009,以及以往项目的经验，以下为我们在项目中应用的计算公式。式中进出物料的通气量系数借鉴API Std2000，并按照该标准以37.8℃为闪点分界点。而由于热效应引起的通气量变化则参考了日本通气设备标准的系数值。

1）闪点低于37.8℃的物料：
Qi=0.94Vo+Qt
Qo=2.02Vi+Qt
2）闪点高于37.8℃的物料：
Qi=0.94Vo+Qt
Qo=1.01Vi+0.6Qt
式中[3]：
Qi——吸入时总通气量，单位为m3/h;
Qo——呼出时总通气量，单位为m3/h;
Qt——在吸气或排气的同时，由于天气变化引起的通气量，即热呼吸通气量，单位为m3/h;
Vi——最大进料量，单位为m3/h;
Vo——最大出料量，单位为m3/h;
对于容积小于3180m3的储罐，以上两式中的Qt=0.169V。V为储罐总容积。
表1为热效应引起的储罐呼吸量变化表。

3 化工储罐呼吸阀呼气量计算选型分析呼吸压力的确定
呼吸阀的起跳压力应低于储罐的设计压力，从而保护储罐不被破坏[4]。大多数的常压储罐设计压力通常在-500Pa～2000Pa(G)。根据SY/ T 0511.1-2010，呼吸阀的开启压力等级分为五级，具体见表2。由表2可见，通常情况下呼吸阀的负压吸入压力设成-295Pa是符合绝大部分储罐的。

4 化工储罐呼吸阀呼气量计算选型分析呼吸阀的选用
在确定了呼吸量Q(m3/h)之后，按照气体的流速u在3～5m/s考虑，通过公式d=18.81V0.5u-0.5可以确定呼吸阀进出口管径，通过向上圆整，选择适当的阀门尺寸。目前市场上常用的呼吸阀规格连接法兰公称通径DN有：50mm、80mm、100mm、150mm、200mm、250mm、300mm、350mm。
同时也要考虑呼吸阀的工作温度。呼吸阀按照工作温度可分为全天候型与普通型。全天候型呼吸阀的适用范围为-30℃～60℃，型式代号为Q。普通型呼吸阀适用操作温度为0℃～60℃，型式代号为P。结合呼吸阀的尺寸与工作温度，选出设计工况的呼吸阀。

5 化工储罐呼吸阀呼气量计算选型分析的安装与维护
呼吸阀的安装需要注意以下几点。
1）呼吸阀需要安装在储罐顶部的最高点，也就是罐内气相空间的最高点。这样能使气体以最直接的通道通向呼吸阀。如果需要安装两个呼吸阀时，应以储罐顶点为中心对称布置。
2）如果呼吸阀安装在氮封的储罐上，氮气供气管的接管位置一定要远离呼吸阀接口，且接管插入罐内200mm，以防氮气进罐后直接排出而起不到氮封的作用。
3）如果使用呼吸阀的地区最冷月份平均气温低于或等于0℃，呼吸阀必须有防冻措施，以防止呼吸阀阀盘冻住或堵塞导致储罐排气不畅或补气不足，而造成储罐低压瘪罐或者超压鼓罐。
在呼吸阀正确安装后，为了能够使其安全持续地运行，应注意后期的检修与维护。至少每半年检查一次呼吸阀的网面是否堵塞或腐蚀。如果发现有堵塞应即时清理确保网面干净。尽量一年检验一次呼吸阀保证其操作压力在正常范围。年检不合格的呼吸阀应及时更换，不要使其只成为一个摆件，埋下安全隐患，从而造成重大安全事故。

化工储罐呼吸阀呼气量计算选型分析

储罐氮封系统装置(氮封阀泄氮阀呼吸阀)是一套自力式微压力控制系统，主要用于保持容器顶部保护气(一般为氮气)的压力恒定，以避免容器内物料与空气直接触，防止物料挥发，被告氧化，以及容器的安全。氮封装置特别适合用于各类大型储罐的气封保护系统。氮封装置产品具有节能，动作灵敏，运行可靠，操作与维修方便等特点，氮封装置广泛应用于石油，化工等行业，产品特点无需外加能源，在无电无气的场合工作。
当罐内压力升高超过设定值时，的供氮阀关闭，泄氮阀打开(罐顶未设呼吸阀，或呼吸阀故障打不开)，将罐内多余压力泄放。在储罐内压力降低时，泄氮阀处于关闭状态，供氮阀打开，向罐内注氮气。供氮阀阀前压力较好在2 .5Mpa 以下，现场压力较高时，可在供氮阀前安装一只自力式压力调节阀将压力减至1 Mpa 以下，以提高可靠性和使用效果。特点： 氮封装置的供(泄)氮压力设定方便，可在连续生产的条件下进行。在设定压力范围内，如从1-50KP，100mm H20 需调整到50mm H20 ，可通过调节供氮阀顶部的调节螺丝，改变弹簧的力，即可达到需要新设定的工艺值。

三、关于化工储罐呼吸阀呼气量计算选型分析维护保养建议：
1. 呼吸阀常见故障主要有：漏气、卡死、粘结、堵塞、冻结以及压力阀和真空阀常开等。
（1） 漏气：一般是由于锈蚀、硬物划伤阀与阀盘的接触面、阀盘或阀座变形以及阀盘导杆倾斜等原因造成。
（2）卡死：多发生在由于呼吸阀安装不正确或油罐变形导致阀盘导杆歪斜以及阀杆锈蚀的情况下，阀座在沿导杆上下活动中不能到位，将阀盘卡于导杆某一部位。
（3）粘接：是因为油蒸气、水分与沉积于阀盘、阀座、导杆上的尘土等杂物混合发生化学物理变化，久而久之使阀盘与阀座或导杆粘结在一起。
（4）堵塞：主要是由于机械呼吸阀长期未保养使用，致使尘土、锈渣等杂物沉积于呼吸阀内或呼吸管内，以及蜂或鸟在呼吸阀口筑巢等原因，使呼吸阀堵塞。
（5）呼吸阀冻结：是因为气温变化，空气中的水分在呼吸阀的阀体、阀盘、阀座和导杆等部位凝结，进而结冰，使阀难以开启。

2．化工储罐呼吸阀呼气量计算选型分析定期检查内容
（1）检查是否存在常开、漏气、卡死、粘结、堵塞、冰冻、生锈等现象；
（2）检查密封衬垫是否漏气，如有发现应予更换；
（3）检查阀盘能否灵活的转动有没有出现卡死的故障；
（4）检查阀体封口网是否出现冰冻、堵塞现象和网上是否附着有灰尘或污垢；
（5）检查阀盘、阀座、导杆、导风弹簧等金属部件是否出现生锈和积垢现象可以使用煤油清洗。
（6）在储罐进出物料作业时，检查呼吸阀运行情况是否正常。

3. 呼吸阀每年应定期校正1次，校正的方法参照SY/T 0511.1-2010《石油储罐附件 第1部分 呼吸阀》进行。呼吸阀设定值调整：在上述设定值调整好后，为避免呼吸阀启闭频繁，呼吸阀的设定值应大于泄压设定置。

我们可以结合一些具有代表性的产品来分析，世界上有名的氮封装置品牌，供氮阀，泄氮阀，呼吸阀品牌，它的氮封装置特点：氮封装置无需外加能源，利用被调介质自身能量为动力源，引入压力阀的指挥器以控制压力阀芯位置，改变流经阀门介质流量，使阀门后端压力保持恒定。
氮封装置由供氮阀、 泄氮阀、 呼吸阀 组成，供氮阀由指挥器和主阀两部分组成；泄氮阀由内反馈的压开型微压调节阀组成，通过氮封装置较好控制。当储罐进液阀开启，向罐内添加物料时，液面上升，气相部分容积减小，压力升高，当罐内压力升至高于泄氮阀压力设定值时，泄氮阀打开，向外界释放氮气，使罐内压力下降，降至泄氮阀压力设定点时，自动关闭。当储罐出液阀开启，用户放料时，液面下降，气相部分容积加大，罐内压力降低，供氮阀开启，向储罐内注入氮气，使罐内压力上升，升至供氮阀压力设定点，自动关闭。