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石油化工儲罐呼吸閥呼吸量計算 |
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一、石油化工儲罐呼吸閥呼吸量計算哪些儲罐需要設呼吸閥？ 1.《石油化工企業(yè)設計防火標準》GB 50160-2008（2018年版) 第6.2.19條 甲B、乙類液體的固定頂罐應設阻火器和呼吸閥；對于采用氮氣或其他氣體氣封的甲B、乙類液體的儲罐還應設置事故泄壓設備。 2.《建筑設計防火規(guī)范》GB 50016—2014 （2018年版） 第5.4.15條 設置在建筑內的鍋爐、柴油發(fā)電機，其燃料供給管道應符合下列規(guī)定： 1 在進入建筑物前和設備間內的管道上均應設置自動和手動切斷閥； 2 儲油間的油箱應密閉且應設置通向室外的通氣管，通氣管應設置帶阻火器的呼吸閥，油箱的下部應設置防止油品流散的設施； 3 燃氣供給管道的敷設應符合現行國家標準《城鎮(zhèn)燃氣設計規(guī)范》GB 50028 的規(guī)定。 3.《石油庫設計規(guī)范》（GB 50074-2014） 第6.4.4條 下列儲罐通向大氣的通氣管管口應裝設呼吸閥： 1儲存甲B、乙類液體的固定頂儲罐和地上臥式儲罐； 2儲存甲B類液體的覆土臥式油罐； 3采用氮氣密封保護系統(tǒng)的儲罐。 第6.4.5條 呼吸閥的排氣壓力應小于儲罐的設計正壓力，呼吸閥的進氣壓力應大于儲罐的設計負壓力。當呼吸閥所處的環(huán)境溫度可能小于或等于O℃時，應選用全天候式呼吸閥。 4.《石油天然氣工程設計防火規(guī)范》（GB 50183-2004） 第6.4.4條 污油罐及污水沉降罐頂部應設呼吸閥、阻火器及液壓安全閥。 規(guī)定污油罐及污水沉降罐頂部應設呼吸閥、液壓安全閥及阻火器的目的是防止罐體因超壓或形成直真空導致破裂，造成罐內介質外泄。同時防止外部火源引爆引燃罐內介質。每個呼吸閥及液壓安全閥均應配置阻火器，它們的性能應分別滿足《石油儲罐呼吸閥》SY/T 0511、《石油儲罐液壓安全閥》SY/T 0525.1、《石油儲罐阻火器》SY/T 0512的要求。 儲罐呼吸閥主要滿足儲罐大小呼吸的通氣要求與阻火器配套安裝在儲存甲、乙、丙類液體的儲罐頂上。根據液體閃點，國家有關技術標準將易燃、可燃液體分為甲、乙、丙三個類別。閃點＜28℃的液體為甲類液體，閃點≥28℃至＜60℃的液體為乙類液體，閃點≥60℃的液體為丙類液體。
一、石油化工儲罐呼吸閥呼吸量計算呼吸閥設置目的和要求 5.1.3下列儲罐通向大氣的通氣管上應設呼吸閥： a)儲存甲B、乙類液體的固定頂儲罐和地上臥式儲罐； b) 采用氮氣或其他惰性氣體密封保護系統(tǒng)的儲罐。 GB 50160-2008 石油化工企業(yè)設計防火標準（2018年版） 6.2.19甲B、乙類液體的固定頂罐應設阻火器和呼吸閥；對于采用氮氣或其他氣體氣封的甲B、乙類液體的儲罐還應設置事故泄壓 設備。 儲罐上安裝呼吸閥是為了確保儲罐系統(tǒng)的安全性和環(huán)境保護，同時也有助于提高物料儲存的經濟效益。通過正確選擇、安裝和維護呼吸閥，可以最大限度地發(fā)揮其優(yōu)點，同時減少潛在的風險。 （1）保護儲罐免遭超壓和真空的危險：呼吸閥通過自動調節(jié)儲罐內外的壓力差，確保儲罐在正常操作過程中不會因壓力過高或過低而受損。這有助于防止儲罐的結構性損壞，如罐體鼓包或塌陷。 （2）減少揮發(fā)性介質的泄漏：儲罐內存儲的揮發(fā)性介質在溫度變化時會發(fā)生膨脹或收縮，導致壓力變化。呼吸閥能夠及時調節(jié)這些壓力變化，減少介質的蒸發(fā)和泄漏，從而降低對環(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)結合使用，這樣可以進一步減少儲罐內介質的蒸發(fā)損失，同時防止外界空氣進入儲罐，避免物料氧化或污染，這對于保持物料的質量和防止化學反應非常重要。 （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呼吸閥進入儲罐。當呼吸閥與阻火器配套使用時，可以有效地防止因火花或火焰引起的儲罐內介質點燃，從而避免爆炸事故的發(fā)生。
二、石油化工儲罐呼吸閥呼吸量計算呼吸閥結構與工作原理
① 壓力釋放：當儲罐內溫度升高，導致罐內氣體體積膨脹，壓力增加時，呼吸閥會自動開啟，釋放多余的壓力，防止儲罐因過壓而損壞。這個過程被稱為“排氣"或“呼吸"。 ②真空吸入：相反地，當儲罐內溫度降低，罐內氣體收縮，壓力降低時，呼吸閥會打開，允許外部空氣進入儲罐，以防止儲罐因真空度過高而造成塌陷。這個過程被稱為“吸氣"。 三、石油化工儲罐呼吸閥呼吸量計算呼吸閥呼出呼入壓力的確定
一般情況下，常壓儲罐的正常操作壓力維持在 500Pa(G)左右,其設計壓力通常為-500Pa~2000Pa(G)。 對應表1可知，常壓儲罐通常選用C級的呼吸閥,呼氣壓力為980Pa,這樣既可以減少儲罐中易揮發(fā)物料的損失，又可以避免儲罐出現超壓的風險。必須要注意的是，如果呼吸閥排氣端管線較長,氣體流動阻力較大,或吸閥排氣端管線有液封導致呼吸閥排氣端系統(tǒng)背壓較大，此時就需要選擇呼出壓力相對較低的 的呼吸閥,因為儲罐的最大操作壓力等于呼吸閥的設定呼出壓力加上呼出管網系統(tǒng)的背壓(動背壓+靜背壓),還要考慮呼吸閥結構特性導致的延遲起跳超壓，只有上述加和值小于儲罐的正壓設計壓力,這樣才能避免儲罐出現超壓鼓罐的風險。 反之,如果呼吸閥排氣端管線直接接到風機入口,風機對呼吸閥排氣管網有抽吸作用,導致呼吸閥排氣端管網壓力降低,甚至為負壓，此時就需要選擇呼出壓力相對較高的E級的呼吸閥,來抵消風機的抽負作用,以減少儲罐內物料的揮發(fā)損失,保證儲罐免受負壓風險。同時，由于通常情況下,儲罐設計的耐負壓值為-500Pa,故儲罐吸閥的負壓吸入壓力設置成常規(guī)的-295Pa是可以保證儲罐免受負壓而憋罐的。
四、石油化工儲罐呼吸閥呼吸量計算呼吸閥呼吸量計算 5.1.4 呼吸閥的排氣壓力應小于儲罐的設計正壓力，呼吸閥的進氣壓力應高于儲罐的設計負壓力。 5.1.6 通氣管或呼吸閥的通氣量，不得小于下列各項的呼出量之和或吸入量之和： a)液體出罐時的最大出液量所造成的空氣吸入量，應按液體最大出液量考慮； b)液體進入固定頂儲罐時所造成的罐內液體氣體呼出量，當液體閃點(閉口)高于45℃時， 應按最大進液量的1.07倍考慮；當液體閃點(閉口)低于或等于45℃時，應按最大進液 量的2.14倍考慮。液體進入采用氮氣或其他惰性氣體密封保護系統(tǒng)的內浮頂儲罐時所造成的罐內氣體呼出量，應按最大進液量考慮； c)因大氣最大溫降導致罐內氣體收縮所造成儲罐吸入的空氣量和因大氣最大溫升導致罐內氣 體膨脹而呼出的氣體，宜按表5.1.6確定。
五、石油化工儲罐呼吸閥呼吸量計算呼吸閥的選用 在確定了呼吸量 Q(m3/h)之后,按照氣體的流速u在3~5m/s考慮,通過公式d=18.81V0.5u-0.5可以確定呼吸閥進出口管徑,通過向上圓整,選擇適當的閥門尺寸。當呼吸閥與阻火器連用時，需要考慮阻火器的壓降。 目前市場上常用的呼吸閥規(guī)格連接法蘭公稱通徑DN有:50mm、80mm、100mm、150mm、200mm.250mm 、300mm、350mm。 同時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℃,型式代號為Q。普通型呼吸閥適用操作溫度為0℃~60℃,型式代號為P。結合呼吸閥的尺寸與工作溫度,選出設計工況的呼吸閥。
六、石油化工儲罐呼吸閥呼吸量計算呼吸閥安裝與維護： 呼吸閥的安裝需要注意以下幾點： 1)呼吸閥應該安裝 在儲罐頂部的最高點，這樣可以確保在儲罐內壓力變化時，氣體能夠順利地通過呼吸閥進出，維持儲罐內外的壓力平衡。如果安裝兩個呼吸閥，對稱布置可以確保壓力平衡，避免偏斜。 2)在氮封儲罐上安裝呼吸閥時 ，需要確保氮氣管的位置遠離呼吸閥接口且接管插人罐內200mm。目的是為了防止氮氣直接通過呼吸閥排出，從而保持儲罐內的氮封狀態(tài)，防止空氣進入儲罐，減少所存儲物質的氧化。 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,以防止呼吸閥閥盤凍住或堵塞導致儲罐排氣不暢或補氣不足,而造成儲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)地運行,應注意后期的檢修與維護。至少每半年檢查一次呼吸閥的網面是否堵塞或腐蝕。如果發(fā)現有堵塞應即時清理確保網面干凈。盡量一年檢驗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及時更換,不要使其只成為一個擺件,埋下安全隱患,從而造成重大安全事故。 5）補充知識：為了防止呼吸閥凍結或凝結，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高于冰點的溫度。 保溫材料：使用保溫材料，如保溫棉或泡沫材料，包裹呼吸閥和相關的管道，以減少熱量損失，防止冷凝。 防凝設計：選擇具有防凝設計的呼吸閥，例如，閥體和閥座材料能夠承受低溫，或者設計有加熱元件的呼吸閥。 排水和排放：在呼吸閥和管道的低點安裝排水裝置，以便排出冷凝水，防止水結冰堵塞通道。 定期檢查和維護：定期檢查和維護呼吸閥，確保加熱系統(tǒng)正常工作，保溫材料完好無損，以及排水系統(tǒng)暢通。 使用防凍劑：在某些情況下，可以在儲罐內加入少量的防凍劑，以降低液體的冰點，從而減少呼吸閥凍結的風險。 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，減少冷凝和凍結的風險。 操作優(yōu)化：優(yōu)化儲罐的操作流程，如減少儲罐的周轉次數，以減少儲罐內液體的溫度波動，從而降低呼吸閥凍結的風險。 環(huán)境監(jiān)測：使用溫度傳感器等設備監(jiān)測環(huán)境溫度，以便在溫度降至冰點以下時采取預防措施。
二、石油化工儲罐呼吸閥呼吸量計算關于呼吸閥檢驗、維護保養(yǎng)的要求： 1．《常壓儲罐完整性管理》（GB/T37327-2019） 8.6.1 常壓儲罐用呼吸閥每年至少進行一次檢驗。 8.6.2檢驗前應審查以下資料: a )呼吸閥的產品型號、操作壓力等級; b )制造日期, 產品合格證, 安裝日期, 竣工驗收文件; c )運行周期內的在線檢查記錄; d )歷次定期檢驗報告。 8.6.3檢驗前應明確檢驗項目及合格標準，并取得使用單位認可，使用單位按要求做好準備工作。 8.6.4呼吸閥的檢驗內容包括外觀檢查、開啟壓力、通氣量和泄漏量試驗等。 8.6.5呼吸閥的外觀應無異常銹蝕、泄漏和雜物堵塞。 8.6.6呼吸閥的開啟 壓力、通氣量和泄漏量應滿足設計要求。
2.《危險化學品企業(yè)安全風險隱患排查治理導則》應急〔2019〕78號 (四)靜設備的管理 企業(yè)應對儲罐呼吸閥（液壓安全閥）、阻火器、泡沫發(fā)生器、液位計、通氣管等安全附件按規(guī)范設置，并定期檢查或檢測，填寫檢查維護記錄。 3. 《關于開展大型油氣儲存基地安全風險評估工作的通知》 企業(yè)應對儲罐呼吸閥（液壓安全閥)、阻火器、泡沫發(fā)生器、液位計、通氣管等安全附件按規(guī)范設置,并定期檢查或檢測,填寫檢查維護記錄。 4. 油氣儲存企業(yè)安全風險評估指南（試行） 4.3 設備安全風險評估 4.3.1 重點評估內容 1）評估儲罐選型是否可以滿足介質危險性的相關要求。 2）次采用的儲罐型式是否開展有效的安全可靠性論證。 3）評估儲罐相關安全附件（如安全閥、爆破片、呼吸閥、阻火器、氮封等）的設置符合性、有效性及運行情況。 5.（四）加強化學品罐區(qū)設備設施管理。對化學品罐區(qū)設備設施要定期檢查檢測，確保儲罐管線閥門、機泵等設備設施完好。加強化學品儲罐腐蝕監(jiān)控，定期清罐檢查，發(fā)現腐蝕減薄及時處理。確保儲罐安全附件和防雷、防靜電、防汛設施及消防系統(tǒng)完好；有氮氣保護設施的儲罐要確保氮封系統(tǒng)完好在用。儲罐呼吸閥的安裝要求
◆ 1.1.石油化工儲罐呼吸閥呼吸量計算適用標準概述在儲罐的使用過程中，需要根據實際情況來決定是否需要安裝呼吸閥，以確保其安全和穩(wěn)定運行。 ◆ 1.2.石油化工與建筑設計標準《石油化工企業(yè)設計防火標準》GB 50160-2008（2018年版）第6.2.19條明確規(guī)定，甲B、乙類液體的固定頂罐必須配備阻火器和呼吸閥，以確保其安全。此外，若儲罐采用氮氣或其他氣體進行氣封，還應額外設置事故泄壓設備，以應對可能發(fā)生的安全事故。 《建筑設計防火規(guī)范》GB 50016—2014（2018年版）第5.4.15條規(guī)定，對于建筑內部安裝的鍋爐和柴油發(fā)電機，其燃料供給管道必須滿足以下要求：
◆ 1.3.石油庫及天然氣標準《石油庫設計規(guī)范》GB 50074-2014第6.4.4條也規(guī)定，呼吸閥的設計必須考慮壓力和環(huán)境溫度，如排氣壓力需小于儲罐正壓力，進氣壓力需大于負壓力。此外，若呼吸閥可能處于環(huán)境溫度小于或等于0℃的環(huán)境中，應選用全天候式呼吸閥，以適應寒冷條件下的使用需求。 《石油天然氣工程設計防火規(guī)范》（GB 50183-2004）第6.4.4條明確要求，污油罐及污水沉降罐的頂部必須配備呼吸閥、阻火器和液壓安全閥。這些設備的主要作用是預防罐體因壓力異常或真空狀態(tài)而發(fā)生破裂，進而導致罐內介質泄露。 ◆ 1.4.呼吸閥的設計壓力和環(huán)境要求《石油儲罐呼吸閥》SY/T 0511、《石油儲罐液壓安全閥》SY/T 0525.1以及《石油儲罐阻火器》SY/T 0512的標準要求設備的性能符合設計規(guī)范，確保儲罐的安全運行。呼吸閥必須能適應不同的壓力條件和環(huán)境溫度，如在寒冷條件下選擇全天候閥。
022.呼吸閥的檢驗與維護 ◆ 2.1.檢驗頻率與項目呼吸閥的檢驗需每年至少一次，并需對具體情況進行詳細檢查，包括：
此外，《常壓儲罐完整性管理》（GB/T37327-2019）中規(guī)定了呼吸閥的檢驗頻率、檢查內容及準備要求。 ◆ 2.2.維護保養(yǎng)舉措與故障預防為了確保呼吸閥在防火防爆中的性能可靠，其維護需定期校驗，保持靈活和清潔，預防常見故障如漏氣、卡死、堵塞等問題。建議每月至少對呼吸閥進行兩次檢查，確保其處于良好工作狀態(tài)。《SY 5225-2005_石油天然氣鉆井、開發(fā)、儲運防火防爆安全生產技術規(guī)程》也對呼吸閥的維護保養(yǎng)作出了詳細規(guī)定，確保儲罐及其附件的安全可靠性。定期的清潔與潤滑和專業(yè)校驗將有助于延長呼吸閥的使用壽命。
三、石油化工儲罐呼吸閥呼吸量計算關于呼吸閥維護保養(yǎng)建議： 1. 呼吸閥常見故障主要有：漏氣、卡死、粘結、堵塞、凍結以及壓力閥和真空閥常開等。 （1） 漏氣：一般是由于銹蝕、硬物劃傷閥與閥盤的接觸面、閥盤或閥座變形以及閥盤導桿傾斜等原因造成。 （2）卡死：多發(fā)生在由于呼吸閥安裝不正確或油罐變形導致閥盤導桿歪斜以及閥桿銹蝕的情況下，閥座在沿導桿上下活動中不能到位，將閥盤卡于導桿某一部位。 （3）粘接：是因為油蒸氣、水分與沉積于閥盤、閥座、導桿上的塵土等雜物混合發(fā)生化學物理變化，久而久之使閥盤與閥座或導桿粘結在一起。 （4）堵塞：主要是由于機械呼吸閥長期未保養(yǎng)使用，致使塵土、銹渣等雜物沉積于呼吸閥內或呼吸管內，以及蜂或鳥在呼吸閥口筑巢等原因，使呼吸閥堵塞。 （5）呼吸閥凍結：是因為氣溫變化，空氣中的水分在呼吸閥的閥體、閥盤、閥座和導桿等部位凝結，進而結冰，使閥難以開啟。 2．定期檢查內容 （1）檢查是否存在常開、漏氣、卡死、粘結、堵塞、冰凍、生銹等現象； （2）檢查密封襯墊是否漏氣，如有發(fā)現應予更換； （3）檢查閥盤能否靈活的轉動有沒有出現卡死的故障； （4）檢查閥體封口網是否出現冰凍、堵塞現象和網上是否附著有灰塵或污垢； （5）檢查閥盤、閥座、導桿、導風彈簧等金屬部件是否出現生銹和積垢現象可以使用煤油清洗。 （6）在儲罐進出物料作業(yè)時，檢查呼吸閥運行情況是否正常。 3. 呼吸閥每年應定期校正1次，校正的方法參照SY/T 0511.1-2010《石油儲罐附件 第1部分 呼吸閥》進行。
七、石油化工儲罐呼吸閥呼吸量計算通氣孔及呼吸閥設置注意事項 通氣孔的應用：對于揮發(fā)性較小、毒性危害程度較低的介質，如柴油、煤油和消防水，可以采用環(huán)形通氣孔。這些通氣孔通常設置在拱頂罐罐壁頂層圈板上，以實現罐內與大氣之間的自然通風，從而維持壓力平衡。 呼吸閥的應用：對于揮發(fā)性較強或毒性危害程度較高的介質，如苯、汽油等，應在罐頂設置呼吸閥。這些呼吸閥通常與內浮頂罐配合使用，并可與氮封系統(tǒng)結合，以減少介質蒸發(fā)和外界空氣的進入，保持介質的純度和防止氧化。 呼吸閥與通氣孔的比較：呼吸閥相對于通氣孔來說，能夠更有效地降低油品損耗和節(jié)約物料。這是因為呼吸閥能夠在儲罐內壓力變化時自動開啟和關閉，而通氣孔則始終開放，無法防止介質的蒸發(fā)和泄漏。 避免同時安裝呼吸閥和通氣孔：一個儲罐不應同時安裝呼吸閥和設置通氣孔，因為這樣會導致呼吸閥失去其調節(jié)壓力的功能。通氣孔的持續(xù)開放會使得呼吸閥無法有效地控制儲罐內外的壓力差，從而降低其效果。 |
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