儲(chǔ)油罐日標(biāo)呼吸閥應(yīng)用案例 常低壓儲(chǔ)罐呼吸閥：全面解析其結(jié)構(gòu)、原理、計(jì)算與設(shè)置要求
一、儲(chǔ)油罐日標(biāo)呼吸閥應(yīng)用案例呼吸閥設(shè)置目的和要求
在SHT 3007-2014《石油化工儲(chǔ)運(yùn)系統(tǒng)罐區(qū)設(shè)計(jì)規(guī)范》和GB 50160-2008《石油化工企業(yè)設(shè)計(jì)防火標(biāo)準(zhǔn)》（2018年版）中，均明確規(guī)定了呼吸閥的安裝要求。呼吸閥的設(shè)置旨在保護(hù)儲(chǔ)罐免受超壓和真空的危害，同時(shí)減少揮發(fā)性介質(zhì)的泄漏，并與氣封系統(tǒng)連用，以進(jìn)一步減少介質(zhì)蒸發(fā)損失并防止外界空氣進(jìn)入。此外，它還與阻火器配套使用，確保儲(chǔ)罐的安全。ZFQ-1儲(chǔ)油罐呼吸閥安裝在儲(chǔ)罐頂部，是解決罐內(nèi)正壓，負(fù)壓的氣體，使罐內(nèi)的液體進(jìn)出沒(méi)有受到阻礙，當(dāng)外液體輸入罐內(nèi)時(shí)有大量的氣體往外呼(稱正壓)。如罐內(nèi)液體往外輸出時(shí)罐內(nèi)必須從外空氣吸進(jìn)罐內(nèi)(稱負(fù)壓)。如停止工作時(shí)呼吸閥自動(dòng)關(guān)閉不會(huì)把罐內(nèi)液氣往外泄漏，使罐內(nèi)的液體質(zhì)量得到了有利的保障。
ZFQ-1儲(chǔ)油罐呼吸閥適用于儲(chǔ)存閃點(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。全天候呼吸閥可與ZGB波紋阻火器配套使用。
一、儲(chǔ)油罐日標(biāo)呼吸閥應(yīng)用案例技術(shù)參數(shù)：
介質(zhì)溫度：-30~60（℃）
工作壓差：30mmh2o-+100mmh2o
材質(zhì)：碳鋼
品牌：JVC
型號(hào)：ZFQ/HXF-IZ
產(chǎn)品別名：儲(chǔ)罐安全附件
適用范圍：罐車、儲(chǔ)罐等壓力容器
連接形式：法蘭
流動(dòng)方向：雙向
驅(qū)動(dòng)方式：自動(dòng)
用途：泄壓
適用介質(zhì)：油品
壓力環(huán)境：低壓
規(guī)格：DN25-300
二、儲(chǔ)油罐日標(biāo)呼吸閥應(yīng)用案例技術(shù)要求：
操作壓力：
Type A：+355pa(+36mmHBB2BBO) -295pa(-30mmHBB2BBO)
Type B：+980pa(+100mmHBB2BBO) -295pa(-30mmHBB2BBO)
Type C：+1750pa(+180mmHBB2BBO) -295pa(-30mmHBB2BBO)
Type D：按用戶要求生產(chǎn)（特殊壓力等級(jí)）
備注：一般情況下，HXF-IZ (ZFQ)防爆阻火呼吸閥的操作壓力以B型為準(zhǔn)；
適用物料：汽油、煤油、柴油、芳烴、硫、空氣等石油化工物料；
環(huán)境溫度：-40℃-+60℃；
殼體材質(zhì)：HT、AL、A3、18-8、304、304L、316、316L等。
法蘭標(biāo)準(zhǔn)：HG20592-97 PN1.0 （也可根據(jù)用戶的標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)）。
三、儲(chǔ)油罐日標(biāo)呼吸閥應(yīng)用案例工作原理:
HXF-IZ (ZFQ)防爆阻火呼吸閥采用彈簧限位閥板，由正負(fù)壓力決定或呼或吸。呼吸閥應(yīng)該具有泄放正壓和負(fù)壓兩方面功能，具體則是:當(dāng)容器承受正壓時(shí),呼吸閥# J開(kāi)呼出氣體泄放正壓;當(dāng)容器承受負(fù)壓時(shí)，阻火呼吸閥打開(kāi)吸入氣體泄放負(fù)壓。
法蘭標(biāo)準(zhǔn)、日標(biāo)、德標(biāo)是幾種常見(jiàn)的機(jī)械連接標(biāo)準(zhǔn)，它們?cè)诠I(yè)領(lǐng)域中應(yīng)用廣泛。但是，這些標(biāo)準(zhǔn)的定義和適用范圍不同，讓人容易混淆。本文將詳細(xì)介紹法蘭標(biāo)準(zhǔn)、日標(biāo)、德標(biāo)的區(qū)別和適用范圍，幫助讀者更好地了解和應(yīng)用這些標(biāo)準(zhǔn)。
二、法蘭標(biāo)準(zhǔn)
法蘭是管道連接中最常見(jiàn)的一種連接方式，而法蘭標(biāo)準(zhǔn)就是規(guī)定法蘭尺寸、形狀和連接螺栓孔等一系列參數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)。法蘭標(biāo)準(zhǔn)有國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)、歐洲標(biāo)準(zhǔn)、美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)等多種版本，其中最常見(jiàn)的是歐洲標(biāo)準(zhǔn)EN 1092-1和美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)ANSI B16.5。法蘭標(biāo)準(zhǔn)的優(yōu)點(diǎn)是連接方便、拆卸方便，適用于各種管道系統(tǒng)。
三、日標(biāo)
日標(biāo)是日本工業(yè)領(lǐng)域中使用的一種機(jī)械連接標(biāo)準(zhǔn)，它的主要特點(diǎn)是標(biāo)準(zhǔn)化程度高、使用方便。日標(biāo)分為JIS（日本工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)）和JPI（日本石油工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)）兩種類型，其中JIS B 2220是的日標(biāo)。與法蘭標(biāo)準(zhǔn)相比，日標(biāo)的優(yōu)點(diǎn)是更加標(biāo)準(zhǔn)化、更加統(tǒng)一，但它的適用范圍相對(duì)較窄。
四、德標(biāo)
德標(biāo)是德國(guó)機(jī)械工程領(lǐng)域中使用的一種機(jī)械連接標(biāo)準(zhǔn)，它的主要特點(diǎn)是質(zhì)量可靠、使用壽命長(zhǎng)。德標(biāo)分為DIN（德國(guó)工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)）和EN（歐洲標(biāo)準(zhǔn)）兩種類型，其中DIN 2501是的德標(biāo)。與法蘭標(biāo)準(zhǔn)和日標(biāo)相比，德標(biāo)的優(yōu)點(diǎn)是質(zhì)量可靠、使用壽命長(zhǎng)，但它的適用范圍相對(duì)較窄。
五、總結(jié)
法蘭標(biāo)準(zhǔn)、日標(biāo)、德標(biāo)是幾種常見(jiàn)的機(jī)械連接標(biāo)準(zhǔn)，它們?cè)诠I(yè)領(lǐng)域中應(yīng)用廣泛。本文詳細(xì)介紹了這些標(biāo)準(zhǔn)的區(qū)別和優(yōu)劣，并且闡述了它們的適用范圍和特點(diǎn)。讀者可以根據(jù)自己的實(shí)際需求選擇合適的標(biāo)準(zhǔn)，以達(dá)到更好的連接效果。
呼吸閥產(chǎn)品應(yīng)遵循SY/T 0511-2010標(biāo)準(zhǔn)，其結(jié)構(gòu)示意圖展示了其關(guān)鍵組件和功能。通過(guò)了解呼吸閥的詳細(xì)結(jié)構(gòu)和工作原理，我們可以更好地選擇、安裝和維護(hù)這種關(guān)鍵的安全設(shè)備。
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)罐上的重要安全附件。其核心作用是維持儲(chǔ)罐內(nèi)外的壓力平衡，從而防止因壓力波動(dòng)導(dǎo)致的儲(chǔ)罐變形或損壞，并減少液體的揮發(fā)損失。呼吸閥的工作原理主要包含兩個(gè)方面：
① 壓力釋放：當(dāng)儲(chǔ)罐內(nèi)溫度上升，氣體體積膨脹，壓力隨之增加時(shí)，呼吸閥會(huì)自動(dòng)開(kāi)啟，釋放多余壓力，避免儲(chǔ)罐過(guò)壓。此過(guò)程常被稱為“排氣"或“呼吸"。
② 真空吸入：相反，若儲(chǔ)罐內(nèi)溫度下降，氣體收縮，壓力降低時(shí)，呼吸閥同樣會(huì)打開(kāi)，允許外部空氣進(jìn)入儲(chǔ)罐，以防止因真空度過(guò)高而造成的儲(chǔ)罐塌陷。此過(guò)程則被稱為“吸氣"。
三、儲(chǔ)油罐日標(biāo)呼吸閥應(yīng)用案例呼吸閥的呼出與呼入壓力設(shè)定
常壓儲(chǔ)罐在正常操作時(shí)，其壓力通常維持在約500Pa(G)，而設(shè)計(jì)壓力范圍則為-500Pa至2000Pa(G)。根據(jù)這些信息，常壓儲(chǔ)罐一般選用C級(jí)呼吸閥，其呼氣壓力設(shè)定為980Pa。這樣的設(shè)定既能有效減少易揮發(fā)物料的損失，又能確保儲(chǔ)罐不會(huì)面臨超壓風(fēng)險(xiǎn)。
必須留意的是，若呼吸閥的排氣端管線較長(zhǎng)，氣體流動(dòng)時(shí)遭遇較大阻力，或吸閥排氣端管線存在液封，導(dǎo)致呼吸閥排氣端系統(tǒng)背壓升高，此時(shí)應(yīng)選用呼出壓力較低的呼吸閥。因?yàn)閮?chǔ)罐的最大操作壓力等于呼吸閥的設(shè)定呼出壓力與呼出管網(wǎng)系統(tǒng)的背壓之和（包括動(dòng)背壓和靜背壓），還需考慮呼吸閥結(jié)構(gòu)特性可能引發(fā)的延遲起跳超壓。只有確保上述總和不超過(guò)儲(chǔ)罐的正壓設(shè)計(jì)壓力，才能有效避免儲(chǔ)罐因超壓而鼓脹的風(fēng)險(xiǎn)。
相反，若呼吸閥排氣端管線直接與風(fēng)機(jī)入口相連，風(fēng)機(jī)對(duì)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(fù)壓，那么應(yīng)選擇呼出壓力較高的E級(jí)呼吸閥，以抵消風(fēng)機(jī)的抽負(fù)效應(yīng)，從而減少儲(chǔ)罐內(nèi)物料的揮發(fā)損失，并確保儲(chǔ)罐免受負(fù)壓風(fēng)險(xiǎn)。同時(shí)，鑒于儲(chǔ)罐通常設(shè)計(jì)的耐負(fù)壓值為-500Pa，將儲(chǔ)罐吸閥的負(fù)壓吸入壓力設(shè)置為常規(guī)的-295Pa，即可保證儲(chǔ)罐在負(fù)壓下不會(huì)憋罐。
接下來(lái)，我們探討呼吸閥的呼吸量計(jì)算。根據(jù)《石油化工儲(chǔ)運(yùn)系統(tǒng)罐區(qū)設(shè)計(jì)規(guī)范》SH/T 3007-2014的相關(guān)規(guī)定，呼吸閥的排氣壓力必須小于儲(chǔ)罐的設(shè)計(jì)正壓力，而進(jìn)氣壓力則應(yīng)高于儲(chǔ)罐的設(shè)計(jì)負(fù)壓力。此外，通氣管或呼吸閥的通氣量必須滿足以下要求：不得小于液體出罐時(shí)的最大出液量所造成的空氣吸入量、液體進(jìn)入固定頂儲(chǔ)罐時(shí)的氣體呼出量、因大氣溫降導(dǎo)致罐內(nèi)氣體收縮所造成的吸入空氣量以及因大氣溫升導(dǎo)致罐內(nèi)氣體膨脹所呼出的氣體量之和。這些計(jì)算和規(guī)定對(duì)于確保儲(chǔ)罐的安全運(yùn)行至關(guān)重要。
五、儲(chǔ)油罐日標(biāo)呼吸閥應(yīng)用案例的選用
在確定了呼吸量Q（以m3/h為單位）后，結(jié)合氣體流速u在3~5m/s的考慮范圍，可以利用公式d=18.81V0.5u-0.5來(lái)計(jì)算呼吸閥的進(jìn)出口管徑。經(jīng)過(guò)向上圓整后，即可選擇合適的閥門尺寸。當(dāng)呼吸閥與阻火器聯(lián)合使用時(shí)，還需考慮阻火器的壓降影響。
市場(chǎng)上常見(jiàn)的呼吸閥規(guī)格，其連接法蘭公稱通徑DN包括：50mm、80mm、100mm、150mm、200mm、250mm、300mm以及350mm。同時(shí)，還需根據(jù)呼吸閥的工作溫度進(jìn)行選擇。呼吸閥可分為全天候型與普通型，前者適用于-30℃~60℃的溫度范圍，型式代號(hào)為Q，后者則適用于0℃~60℃，型式代號(hào)為P。綜合考慮呼吸閥的尺寸與工作溫度，最終選出符合設(shè)計(jì)工況的呼吸閥。
序號(hào) | 品 名 | 型 號(hào) 及 規(guī) 格 | 單位 | 數(shù)量 |
3 | 呼吸閥 | 阻火呼吸閥ZFQ日標(biāo)10K DN50正壓：3 KPA負(fù)壓：-298PA 法蘭類型JIS 10K法蘭 日標(biāo)10K DN50DN50的法蘭外圓155MM DN50的對(duì)角螺絲孔中心距120MM 4個(gè)螺絲孔，螺絲孔大小;19MM | 臺(tái) | 1 |
| 壓力 | 等級(jí) | |||
| A | B | C | D | |
| 呼出壓力 | +355Pa(36mmH20) | +980Pa(100mmH20) | +1765Pa(180mmH20) | 特殊指 |
| 吸入壓力 | -295Pa(30mmH20) | -295Pa(30mmH20) | -392Pa(40mmH20) | 特殊指 |
| 代號(hào) | 規(guī)格mm | 50 | 80 | 100 | 150 | 200 | 250 |
| 壓力等級(jí)Pa | 通氣量m3/h | ||||||
| A | +335 | 25 | 60 | 90 | 190 | 340 | 550 |
| -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 | |
| 標(biāo)準(zhǔn)允許泄漏量m3/h | ≤0.04 | ≤0.4 | |||||
| 代號(hào) | 材料 | ||||||
| Ⅰ | ZALSi7Mg | 鑄鋁合金 | 鋁合金 | 1Cr13 | 304 | 聚四氟乙烯 | 油品 |
| Ⅱ | CS | 碳鋼 | 304 | 304 | 304 | 聚四氟乙烯 | 油品、化工品 |
| Ⅲ | OCr18Ni9 | SS304 | 304 | 304 | 304 | 聚四氟乙烯 | 化工品 |
| Ⅳ | 00Cr19Ni11 | SS304L | 304L | 304L | 304L | 聚四氟乙烯 | 化工品 |
| Ⅴ | 0Cr17Ni12Mo2 | SS316 | 316 | 316 | 316 | 聚四氟乙烯 | 化工品 |
| Ⅵ | 00Cr17Ni14Mo2 | SS316L | 316L | 316L | 316L | 聚四氟乙烯 | 化工品 |
| 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 |
| 通徑 | 型號(hào) | H | L | D | D1 | D2 |
| DN50 | ZFQ-50 | 205 | 160 | Φ140 | Φ110 | Φ90 |
| DN80 | ZFQ-80 | 250 | 205 | Φ185 | Φ150 | Φ125 |
| DN100 | ZFQ-100 | 270 | 225 | Φ205 | Φ170 | Φ145 |
| DN150 | ZFQ-150 | 320 | 295 | Φ260 | Φ200 | Φ200 |
| DN200 | ZFQ-200 | 340 | 330 | Φ315 | Φ225 | Φ225 |
| DN250 | ZFQ-250 | 768 | 666 | Φ370 | Φ310 | Φ310 |
| DN300 | ZFQ-300 | 840 | 704 | Φ435 | Φ395 | Φ362 |
六、儲(chǔ)油罐日標(biāo)呼吸閥應(yīng)用案例的安裝與維護(hù)
呼吸閥的安裝至關(guān)重要，它直接影響到儲(chǔ)罐內(nèi)外的壓力平衡。在安裝時(shí)，應(yīng)確保呼吸閥置于儲(chǔ)罐頂部的最高點(diǎn)，這樣，無(wú)論儲(chǔ)罐內(nèi)壓力如何變化，氣體都能順暢地通過(guò)呼吸閥進(jìn)行進(jìn)出。若需安裝兩個(gè)呼吸閥，則應(yīng)對(duì)稱布置，以維持壓力的均衡，防止偏斜。
對(duì)于氮封儲(chǔ)罐，安裝時(shí)需特別注意氮?dú)夤艿奈恢茫瑧?yīng)遠(yuǎn)離呼吸閥接口，且接管應(yīng)插入罐內(nèi)200mm深處。這樣做是為了防止氮?dú)庵苯油ㄟ^(guò)呼吸閥排出，進(jìn)而保持儲(chǔ)罐的氮封狀態(tài)，防止空氣侵入，減少存儲(chǔ)物質(zhì)的氧化。
此外，在寒冷地區(qū)使用呼吸閥時(shí)，需采取防凍措施。當(dāng)最冷月份的平均氣溫低于或等于0℃時(shí)，必須確保呼吸閥閥盤不被凍住或堵塞，以避免儲(chǔ)罐排氣不暢或補(bǔ)氣不足，從而造成儲(chǔ)罐低壓或超壓。
呼吸閥的后期維護(hù)同樣重要。在正確安裝后，應(yīng)定期檢查網(wǎng)面是否堵塞或腐蝕，并即時(shí)清理以確保其正常運(yùn)行。建議至少每半年進(jìn)行一次全面檢查，每年進(jìn)行一次性能檢驗(yàn)。若年檢不合格，應(yīng)及時(shí)更換呼吸閥，以確保其安全有效地發(fā)揮作用。
為了進(jìn)一步防止呼吸閥凍結(jié)或凝結(jié)，可以采取多種措施，如安裝加熱系統(tǒng)、使用保溫材料、選擇具有防凝設(shè)計(jì)的呼吸閥、確保排水和排放系統(tǒng)暢通、以及定期檢查和維護(hù)等。這些措施將有助于保持呼吸閥及其相關(guān)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。
選擇合適的呼吸閥位置至關(guān)重要，應(yīng)避免將其置于冷空氣直接吹襲之處，以降低冷凝和凍結(jié)的風(fēng)險(xiǎn)。同時(shí)，優(yōu)化儲(chǔ)罐操作流程，如減少周轉(zhuǎn)次數(shù)，能進(jìn)一步減少溫度波動(dòng)，從而降低呼吸閥凍結(jié)的可能性。此外，通過(guò)環(huán)境監(jiān)測(cè)設(shè)備如溫度傳感器來(lái)實(shí)時(shí)監(jiān)控環(huán)境溫度，以便在溫度降至冰點(diǎn)以下時(shí)采取適當(dāng)措施。
在通氣孔及呼吸閥的設(shè)置上，需根據(jù)介質(zhì)特性進(jìn)行選擇。對(duì)于揮發(fā)性較小、毒性較低的介質(zhì)，如柴油、煤油和消防水，可采用環(huán)形通氣孔，它們通常設(shè)置在拱頂罐罐壁頂層圈板上，以實(shí)現(xiàn)自然通風(fēng)和壓力平衡。而對(duì)于揮發(fā)性強(qiáng)或毒性較高的介質(zhì)，如苯、汽油等，則應(yīng)在罐頂設(shè)置呼吸閥，并與內(nèi)浮頂罐和氮封系統(tǒng)配合使用，以減少介質(zhì)蒸發(fā)和外界空氣侵入。
值得注意的是，呼吸閥相較于通氣孔能更有效地降低油品損耗和節(jié)約物料。這是因?yàn)楹粑y能根據(jù)儲(chǔ)罐內(nèi)壓力變化自動(dòng)開(kāi)啟和關(guān)閉，而通氣孔則始終保持開(kāi)放狀態(tài)，無(wú)法防止介質(zhì)蒸發(fā)和泄漏。同時(shí)，一個(gè)儲(chǔ)罐不應(yīng)同時(shí)安裝呼吸閥和設(shè)置通氣孔，以免影響呼吸閥調(diào)節(jié)壓力的功能。
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