一、固定頂罐全天候阻火呼吸閥呼吸排放計(jì)算選型分析呼吸閥設(shè)置目的和要求

5.1.3下列儲(chǔ)罐通向大氣的通氣管上應(yīng)設(shè)呼吸閥：

ZFQ阻火呼吸閥是指既保證貯罐空間在一定壓力范圍內(nèi)與大氣隔絕、又能在超過(guò)或低于此壓力范圍時(shí)與大氣相通(呼吸)的一種閥門(mén)。其作用是防止貯罐因超壓或真空導(dǎo)致破壞，同時(shí)可減少貯液的蒸發(fā)損失。主要由閥座、閥罩、保護(hù)罩及由真空和壓力控制的兩組啟閉裝置組成。啟閉裝置包括閥瓣、導(dǎo)桿、彈簧、彈簧座及密封環(huán)等。當(dāng)罐內(nèi)壓力達(dá)到額定呼出正壓時(shí)，壓力閥瓣開(kāi)啟，罐內(nèi)蒸氣排出;當(dāng)罐內(nèi)真空度達(dá)到額定吸入負(fù)壓時(shí)，真空閥瓣開(kāi)啟，空氣進(jìn)入。

阻火呼吸閥工作原理

　　當(dāng)罐內(nèi)介質(zhì)的壓力在ZFQ阻火呼吸閥的控制操作壓力范圍之內(nèi)時(shí)，呼吸閥不工作，保持油罐的密閉性;

　　當(dāng)往罐內(nèi)補(bǔ)充介質(zhì)，使罐內(nèi)上部氣體空間的壓力升高，達(dá)到呼吸閥的操作正壓時(shí)，壓力閥被頂開(kāi)，氣體從呼吸閥呼出口逸出，使罐內(nèi)壓力不在繼續(xù)增高，罐外的大氣將頂開(kāi)呼吸閥的負(fù)壓閥盤(pán)。

阻火呼吸閥有什么作用

　　ZFQ阻火呼吸閥是維護(hù)儲(chǔ)罐氣壓平衡，減少介質(zhì)揮發(fā)的安全節(jié)能產(chǎn)品，呼吸閥充分利用儲(chǔ)罐本身的承壓能力來(lái)減少介質(zhì)排放，其原理是利用正負(fù)壓閥盤(pán)的重量來(lái)控制儲(chǔ)罐的排氣正壓和吸氣負(fù)壓;當(dāng)往罐外抽出介質(zhì)，使罐內(nèi)上部氣體空間的壓力下降，達(dá)到呼吸閥的操作負(fù)壓時(shí)，罐外的大氣將頂開(kāi)呼吸閥的負(fù)壓閥盤(pán)頂開(kāi)，使外界氣體進(jìn)入罐內(nèi)，使罐內(nèi)的壓力不再繼續(xù)下降，讓罐內(nèi)與罐外的氣壓平衡，來(lái)保護(hù)儲(chǔ)罐的安全裝置。

a)儲(chǔ)存甲B、乙類(lèi)液體的固定頂儲(chǔ)罐和地上臥式儲(chǔ)罐；

b) 采用氮?dú)饣蚱渌栊詺怏w密封保護(hù)系統(tǒng)的儲(chǔ)罐。

GB 50160-2008 石油化工企業(yè)設(shè)計(jì)防火標(biāo)準(zhǔn)（2018年版）

6.2.19甲B、乙類(lèi)液體的固定頂罐應(yīng)設(shè)阻火器和呼吸閥；對(duì)于采用氮?dú)饣蚱渌麣怏w氣封的甲B、乙類(lèi)液體的儲(chǔ)罐還應(yīng)設(shè)置事故泄壓 設(shè)備。

儲(chǔ)罐上安裝呼吸閥是為了確保儲(chǔ)罐系統(tǒng)的安全性和環(huán)境保護(hù)，同時(shí)也有助于提高物料儲(chǔ)存的經(jīng)濟(jì)效益。通過(guò)正確選擇、安裝和維護(hù)呼吸閥，可以限度地發(fā)揮其優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)減少潛在的風(fēng)險(xiǎn)。

（1）保護(hù)儲(chǔ)罐免遭超壓和真空的危險(xiǎn)：呼吸閥通過(guò)自動(dòng)調(diào)節(jié)儲(chǔ)罐內(nèi)外的壓力差，確保儲(chǔ)罐在正常操作過(guò)程中不會(huì)因壓力過(guò)高或過(guò)低而受損。這有助于防止儲(chǔ)罐的結(jié)構(gòu)性損壞，如罐體鼓包或塌陷。

（2）減少揮發(fā)性介質(zhì)的泄漏：儲(chǔ)罐內(nèi)存儲(chǔ)的揮發(fā)性介質(zhì)在溫度變化時(shí)會(huì)發(fā)生膨脹或收縮，導(dǎo)致壓力變化。呼吸閥能夠及時(shí)調(diào)節(jié)這些壓力變化，減少介質(zhì)的蒸發(fā)和泄漏，從而降低對(duì)環(huán)境的污染。

（3）與氣封系統(tǒng)連用：呼吸閥可以與氮封或其他氣體封閉系統(tǒng)結(jié)合使用，這樣可以進(jìn)一步減少儲(chǔ)罐內(nèi)介質(zhì)的蒸發(fā)損失，同時(shí)防止外界空氣進(jìn)入儲(chǔ)罐，避免物料氧化或污染，這對(duì)于保持物料的質(zhì)量和防止化學(xué)反應(yīng)非常重要。

（4）與阻火器配套使用：阻火器是一種安全裝置，用于防止外部火焰通過(guò)呼吸閥進(jìn)入儲(chǔ)罐。當(dāng)呼吸閥與阻火器配套使用時(shí)，可以有效地防止因火花或火焰引起的儲(chǔ)罐內(nèi)介質(zhì)點(diǎn)燃，從而避免爆炸事故的發(fā)生。

二、固定頂罐全天候阻火呼吸閥呼吸排放計(jì)算選型分析呼吸閥結(jié)構(gòu)與工作原理

1. 呼吸閥產(chǎn)品應(yīng)符合SY/T 0511-2010標(biāo)準(zhǔn)要求，其結(jié)構(gòu)示意圖如下所示：2.儲(chǔ)罐呼吸閥是安裝在儲(chǔ)存易揮發(fā)液體（如石油、化學(xué)品等）的固定頂儲(chǔ)罐上的安全附件，它的主要作用是調(diào)節(jié)儲(chǔ)罐內(nèi)外的壓力平衡，防止儲(chǔ)罐因壓力變化而發(fā)生變形或損壞，同時(shí)減少儲(chǔ)罐內(nèi)液體的揮發(fā)損失。呼吸閥的工作原理主要基于以下兩個(gè)方面：

    

① 壓力釋放：當(dāng)儲(chǔ)罐內(nèi)溫度升高，導(dǎo)致罐內(nèi)氣體體積膨脹，壓力增加時(shí)，呼吸閥會(huì)自動(dòng)開(kāi)啟，釋放多余的壓力，防止儲(chǔ)罐因過(guò)壓而損壞。這個(gè)過(guò)程被稱(chēng)為“排氣”或“呼吸”。

②真空吸入：相反地，當(dāng)儲(chǔ)罐內(nèi)溫度降低，罐內(nèi)氣體收縮，壓力降低時(shí)，呼吸閥會(huì)打開(kāi)，允許外部空氣進(jìn)入儲(chǔ)罐，以防止儲(chǔ)罐因真空度過(guò)高而造成塌陷。這個(gè)過(guò)程被稱(chēng)為“吸氣”。

三、固定頂罐全天候阻火呼吸閥呼吸排放計(jì)算選型分析呼吸閥呼出呼入壓力的確定

一般情況下，常壓儲(chǔ)罐的正常操作壓力維持在 500Pa(G)左右,其設(shè)計(jì)壓力通常為-500Pa~2000Pa(G)。

對(duì)應(yīng)表1可知，常壓儲(chǔ)罐通常選用C級(jí)的呼吸閥,呼氣壓力為980Pa,這樣既可以減少儲(chǔ)罐中易揮發(fā)物料的損失，又可以避免儲(chǔ)罐出現(xiàn)超壓的風(fēng)險(xiǎn)。必須要注意的是，如果呼吸閥排氣端管線較長(zhǎng),氣體流動(dòng)阻力較大,或吸閥排氣端管線有液封導(dǎo)致呼吸閥排氣端系統(tǒng)背壓較大，此時(shí)就需要選擇呼出壓力相對(duì)較低的 的呼吸閥,因?yàn)閮?chǔ)罐的操作壓力等于呼吸閥的設(shè)定呼出壓力加上呼出管網(wǎng)系統(tǒng)的背壓(動(dòng)背壓+靜背壓),還要考慮呼吸閥結(jié)構(gòu)特性導(dǎo)致的延遲起跳超壓，只有上述加和值小于儲(chǔ)罐的正壓設(shè)計(jì)壓力,這樣才能避免儲(chǔ)罐出現(xiàn)超壓鼓罐的風(fēng)險(xiǎn)。

反之,如果呼吸閥排氣端管線直接接到風(fēng)機(jī)入口,風(fēng)機(jī)對(duì)呼吸閥排氣管網(wǎng)有抽吸作用,導(dǎo)致呼吸閥排氣端管網(wǎng)壓力降低,甚至為負(fù)壓，此時(shí)就需要選擇呼出壓力相對(duì)較高的E級(jí)的呼吸閥,來(lái)抵消風(fēng)機(jī)的抽負(fù)作用,以減少儲(chǔ)罐內(nèi)物料的揮發(fā)損失,保證儲(chǔ)罐免受負(fù)壓風(fēng)險(xiǎn)。同時(shí)，由于通常情況下,儲(chǔ)罐設(shè)計(jì)的耐負(fù)壓值為-500Pa,故儲(chǔ)罐吸閥的負(fù)壓吸入壓力設(shè)置成常規(guī)的-295Pa是可以保證儲(chǔ)罐免受負(fù)壓而憋罐的。

固定頂罐全天候阻火呼吸閥呼吸排放計(jì)算選型分析阻火呼吸閥要如何安裝

　　1、拆除包裝，閱讀產(chǎn)品說(shuō)明這點(diǎn)至關(guān)重要。

　　2、吊裝呼吸閥時(shí)，應(yīng)選用適當(dāng)?shù)钠鸬豕ぞ?，以免損傷呼閥閥盤(pán)保護(hù)帽。

　　3、檢查罐或水箱上的管法蘭的同軸度和垂直度，這對(duì)壓力真空泄放閥(呼吸閥)的正常使用至關(guān)重要。

　　4、檢查罐或水箱上的管法蘭的水線表面。它必須是干凈的，沒(méi)有劃傷，腐蝕，工具痕跡，并且平坦。

　　5、拆下法蘭端口保護(hù)蓋和其它包裝材料。

　　6、檢查墊片;確保該材料是適合于應(yīng)用。

　　7、使用螺栓圓把墊圈置于中心。

阻火呼吸閥要如何選型

　　1、對(duì)安裝位置的要求和溫度范圍的要求，如寒冷地區(qū)就應(yīng)選用全天候呼吸閥，而安裝在管道中的應(yīng)選用管道式呼吸閥。

　　2、機(jī)械呼吸閥的控制壓力應(yīng)與有關(guān)的承壓能力相適應(yīng)。

　　3、機(jī)械呼吸閥的規(guī)格(法蘭通徑)應(yīng)滿足油罐的zui大進(jìn)出油呼吸氣體流量要求。

阻火呼吸閥的排放計(jì)算

　　固定頂罐的呼吸排放可用下式估算其污染物的排放量：

　　LB=0.191×M(P/(100910-P))^0.68×D^1.73×H^0.51×△T^0.45×FP×C×KC

　　式中：LB-固定頂罐的呼吸排放量(Kg/a);

　　M-儲(chǔ)罐內(nèi)蒸氣的分子量;

　　P-在大量液體狀態(tài)下，真實(shí)的蒸氣壓力(Pa);

　　D-罐的直徑(m);

　　H-平均蒸氣空間高度(m);

　　△T-一天之內(nèi)的平均溫度差(℃);

　　FP-涂層因子(無(wú)量綱)，根據(jù)油漆狀況取值在1~1.5之間;

　　C-用于小直徑罐的調(diào)節(jié)因子(無(wú)量綱);直徑在0~9m之間的罐體，C=1-0.0123(D-9)^2 ; 罐徑大于9m的C=1;

　　KC-產(chǎn)品因子(石油原油KC取0.65，其他的有機(jī)液體取1.0)

　　工作排放是由于人為的裝料與卸料而產(chǎn)生的損失。因裝料的結(jié)果，罐內(nèi)壓力超過(guò)釋放壓力時(shí)，蒸氣從罐內(nèi)壓出;而卸料損失發(fā)生于液面排出，空氣被抽入罐體內(nèi)，因空氣變成有機(jī)蒸氣飽和的氣體而膨脹，因而超過(guò)蒸氣空間容納的能力。

　　可由下式估算固定頂罐的工作排放：

　　LW=4.188×10^-7×M×P×KN×KC

　　式中：LW-固定頂罐的工作損失(Kg/m3投入量)

　　KN-周轉(zhuǎn)因子(無(wú)量綱)，取值按年周轉(zhuǎn)次數(shù)(K)確定。周轉(zhuǎn)次數(shù)=年投入量/罐容量

　　K<=36,KN=136

　　K>220,KN=0.26

四、固定頂罐全天候阻火呼吸閥呼吸排放計(jì)算選型分析呼吸閥呼吸量計(jì)算

5.1.4 呼吸閥的排氣壓力應(yīng)小于儲(chǔ)罐的設(shè)計(jì)正壓力，呼吸閥的進(jìn)氣壓力應(yīng)高于儲(chǔ)罐的設(shè)計(jì)負(fù)壓力。

5.1.6 通氣管或呼吸閥的通氣量，不得小于下列各項(xiàng)的呼出量之和或吸入量之和：

a)液體出罐時(shí)的出液量所造成的空氣吸入量，應(yīng)按液體出液量考慮；

b)液體進(jìn)入固定頂儲(chǔ)罐時(shí)所造成的罐內(nèi)液體氣體呼出量，當(dāng)液體閃點(diǎn)(閉口)高于45℃時(shí)， 應(yīng)按進(jìn)液量的1.07倍考慮；當(dāng)液體閃點(diǎn)(閉口)低于或等于45℃時(shí)，應(yīng)按進(jìn)液 量的2.14倍考慮。液體進(jìn)入采用氮?dú)饣蚱渌栊詺怏w密封保護(hù)系統(tǒng)的內(nèi)浮頂儲(chǔ)罐時(shí)所造成的罐內(nèi)氣體呼出量，應(yīng)按進(jìn)液量考慮；

c)因大氣溫降導(dǎo)致罐內(nèi)氣體收縮所造成儲(chǔ)罐吸入的空氣量和因大氣溫升導(dǎo)致罐內(nèi)氣 體膨脹而呼出的氣體，宜按表5.1.6確定。

五、固定頂罐全天候阻火呼吸閥呼吸排放計(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(mài)在3~5m/s考慮,通過(guò)公式d=18.81V0.5u-0.5可以確定呼吸閥進(jìn)出口管徑,通過(guò)向上圓整,選擇適當(dāng)?shù)拈y門(mén)尺寸。當(dāng)呼吸閥與阻火器連用時(shí)，需要考慮阻火器的壓降。

目前市場(chǎng)上常用的呼吸閥規(guī)格連接法蘭公稱(chēng)通徑DN有:50mm、80mm、100mm、150mm、200mm.250mm 、300mm、350mm。

同時(shí)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。六、呼吸閥安裝與維護(hù)：

呼吸閥的安裝需要注意以下幾點(diǎn)：

1)呼吸閥應(yīng)該安裝 在儲(chǔ)罐頂部的點(diǎn)，這樣可以確保在儲(chǔ)罐內(nèi)壓力變化時(shí)，氣體能夠順利地通過(guò)呼吸閥進(jìn)出，維持儲(chǔ)罐內(nèi)外的壓力平衡。如果安裝兩個(gè)呼吸閥，對(duì)稱(chēng)布置可以確保壓力平衡，避免偏斜。

2)在氮封儲(chǔ)罐上安裝呼吸閥時(shí) ，需要確保氮?dú)夤艿奈恢眠h(yuǎn)離呼吸閥接口且接管插人罐內(nèi)200mm。目的是為了防止氮?dú)庵苯油ㄟ^(guò)呼吸閥排出，從而保持儲(chǔ)罐內(nèi)的氮封狀態(tài)，防止空氣進(jìn)入儲(chǔ)罐，減少所存儲(chǔ)物質(zhì)的氧化。

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(pán)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。

4）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。

5）補(bǔ)充知識(shí)：為了防止呼吸閥凍結(jié)或凝結(jié)，可以采取以下措施：

加熱系統(tǒng)：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)，以確保呼吸閥及其附近的管道保持在一個(gè)高于冰點(diǎn)的溫度。

保溫材料：使用保溫材料，如保溫棉或泡沫材料，包裹呼吸閥和相關(guān)的管道，以減少熱量損失，防止冷凝。

防凝設(shè)計(jì)：選擇具有防凝設(shè)計(jì)的呼吸閥，例如，閥體和閥座材料能夠承受低溫，或者設(shè)計(jì)有加熱元件的呼吸閥。

排水和排放：在呼吸閥和管道的低點(diǎn)安裝排水裝置，以便排出冷凝水，防止水結(jié)冰堵塞通道。

定期檢查和維護(hù)：定期檢查和維護(hù)呼吸閥，確保加熱系統(tǒng)正常工作，保溫材料完好無(wú)損，以及排水系統(tǒng)暢通。

使用防凍劑：在某些情況下，可以在儲(chǔ)罐內(nèi)加入少量的防凍劑，以降低液體的冰點(diǎn)，從而減少呼吸閥凍結(jié)的風(fēng)險(xiǎn)。

選擇合適的呼吸閥位置：避免將呼吸閥安裝在容易受到冷空氣直接吹襲的位置，減少冷凝和凍結(jié)的風(fēng)險(xiǎn)。

操作優(yōu)化：優(yōu)化儲(chǔ)罐的操作流程，如減少儲(chǔ)罐的周轉(zhuǎn)次數(shù)，以減少儲(chǔ)罐內(nèi)液體的溫度波動(dòng)，從而降低呼吸閥凍結(jié)的風(fēng)險(xiǎn)。

環(huán)境監(jiān)測(cè)：使用溫度傳感器等設(shè)備監(jiān)測(cè)環(huán)境溫度，以便在溫度降至冰點(diǎn)以下時(shí)采取預(yù)防措施。

七、固定頂罐全天候阻火呼吸閥呼吸排放計(jì)算選型分析通氣孔及呼吸閥設(shè)置注意事項(xiàng)

通氣孔的應(yīng)用：對(duì)于揮發(fā)性較小、毒性危害程度較低的介質(zhì)，如柴油、煤油和消防水，可以采用環(huán)形通氣孔。這些通氣孔通常設(shè)置在拱頂罐罐壁頂層圈板上，以實(shí)現(xiàn)罐內(nèi)與大氣之間的自然通風(fēng)，從而維持壓力平衡。

呼吸閥的應(yīng)用：對(duì)于揮發(fā)性較強(qiáng)或毒性危害程度較高的介質(zhì)，如苯、汽油等，應(yīng)在罐頂設(shè)置呼吸閥。這些呼吸閥通常與內(nèi)浮頂罐配合使用，并可與氮封系統(tǒng)結(jié)合，以減少介質(zhì)蒸發(fā)和外界空氣的進(jìn)入，保持介質(zhì)的純度和防止氧化。

呼吸閥與通氣孔的比較：呼吸閥相對(duì)于通氣孔來(lái)說(shuō)，能夠更有效地降低油品損耗和節(jié)約物料。這是因?yàn)楹粑y能夠在儲(chǔ)罐內(nèi)壓力變化時(shí)自動(dòng)開(kāi)啟和關(guān)閉，而通氣孔則始終開(kāi)放，無(wú)法防止介質(zhì)的蒸發(fā)和泄漏。

避免同時(shí)安裝呼吸閥和通氣孔：一個(gè)儲(chǔ)罐不應(yīng)同時(shí)安裝呼吸閥和設(shè)置通氣孔，因?yàn)檫@樣會(huì)導(dǎo)致呼吸閥失去其調(diào)節(jié)壓力的功能。通氣孔的持續(xù)開(kāi)放會(huì)使得呼吸閥無(wú)法有效地控制儲(chǔ)罐內(nèi)外的壓力差，從而降低其效果。

阻火呼吸閥要如何維護(hù)保養(yǎng)

　　ZFQ阻火呼吸閥的維護(hù)與保養(yǎng)每月一次，冬季每月兩次。其方法：先將閥蓋輕輕打開(kāi)，把真空閥盤(pán)和壓力閥盤(pán)取出，檢查閥盤(pán)與閥盤(pán)密封處、閥盤(pán)導(dǎo)桿與導(dǎo)桿套有無(wú)油污和臟物，如出現(xiàn)油污和臟物應(yīng)清除干凈，然后裝回原位，上下拉動(dòng)幾下，檢查開(kāi)啟是否靈活可靠。如果一切正常，再將閥蓋蓋好緊固。在維護(hù)與保養(yǎng)中，如發(fā)現(xiàn)閥盤(pán)有劃痕、磨損等異常現(xiàn)象，應(yīng)馬上更換或與供貨公司聯(lián)系，以使及時(shí)得到解決。