石化儲罐呼吸閥計算選型分析

根據中國《石油化工設計防火規范》(GB50160-92)的規定：“甲、乙類液體的固定頂罐，應設阻火器和呼吸閥"，為了滿足這一要求，（防火）呼吸閥完整系列。該閥具有造型科學新穎、規格型號齊全，結構緊湊、重量輕、通風量大、泄露小等優點。產品結構有呼吸型、單呼型、單吸型、異徑型、夾套型，各種結構型式均可與阻火器組合構造，也可配制所需的呼、吸端接管，同時對油品、化工品、食品不同介質的儲罐采用不同材質制造，各類儲運系統工藝要求，并可以免費為客戶提供呼吸閥選型服務，使用戶購買滿意，使用放心。

呼吸閥是一種用于石油、化工、天然氣等行業的低壓保護設備，它可用來保持儲罐壓力始終處于正常狀態，降低儲罐內揮發性液體的蒸發損失，并保持儲罐免受超壓或超真空的破壞，對安全和環保均起到一定的促進作。

根據（ GB50160-2008）石油化工企業設計防火規范的規定，甲B、乙類液體的固定頂罐，應設置阻火器和呼吸閥。先根據設置呼吸閥的具體場合的工況條件和規定的計算方法或公式確定呼吸閥的呼吸量，然后，對照呼吸閥制造廠提供的各種規定的不同定壓值的性能曲線，選用呼吸閥尺寸。也就決定了呼吸閥的起跳壓力和通氣壓力。當單個的呼吸量不能滿足要求時，可設置兩個以上的呼吸閥。

    目前已生產的呼吸閥一般都不附產品的性能曲線，但也不能按照理論計算進行選用。可根據《石油化工企業儲運系統罐區設計規范》(SH 3007)按進（出）儲罐的zui大液體量(m3h)選用呼璦閥的規格尺寸。

1 石化儲罐呼吸閥計算選型分析的作用原理

呼吸閥由壓力閥和真空閥組成，安裝于常壓或低壓儲罐上，能隨罐內正負壓變化而自動啟閉，使罐內外氣壓差保持在允許值范圍內。呼吸閥能夠維護儲罐氣壓平衡，充分利用儲罐本身的承壓能力來減少介質排放，利用正負壓閥盤的重量來控制儲罐的排氣正壓和吸氣負壓。當罐內介質的壓力在呼吸閥的控制操作壓力范圍之內時，呼吸閥不工作，保持罐的密閉性；當向罐內補充介質，使罐內上部氣體空間的壓力升高，達到呼吸閥的操作正壓時，壓力閥被頂開，氣體從呼吸閥呼出口逸出，使罐內壓力不再繼續增高；當向罐外抽出介質，使罐內上部氣體空間的壓力下降，達到呼吸閥的操作負壓時，罐外的大氣將呼吸閥的負壓閥盤頂開，外界氣體進入罐內，使罐內的壓力不再繼續下降，罐內與罐外的氣壓平衡，從而保護了儲罐。簡言之，呼吸閥能夠在泵注入、抽出介質或熱交換的條件下提供壓力或真空泄放，從而防止儲罐破裂或被抽癟。

2 石化儲罐呼吸閥計算選型分析產生超壓和真空的原因

只有正確的確定呼吸閥的呼吸量，才能選擇合適的呼吸閥。呼吸閥的設計計算通常依據 API2000常壓儲罐和低壓儲罐的泄放。確定呼吸量應首先對儲罐可能引起超壓和真空的工況逐一進行分析，可分為正常操作，非正常工況和事故工況。

3 石化儲罐呼吸閥計算選型分析呼吸量的確定

呼吸閥適用于操作壓力從真空～ 0.1MPa(G)的地上液體石油儲罐或石油產品儲罐以及地上、地下低溫儲罐。該類儲罐進出物料以及熱效應所引起的呼吸氣量見表2和表3，遭遇火災時，儲罐的緊急排放量按表4的規定或由計算公式得出。

對于設計壓力＞ 7KPa（G）或≤103.4KPa（G）的儲罐和容器，當揮發性液體液面面積大于260m2且遭遇火災時，總的排氣量可按下式計算。G=208.2FA0.82m3/h式中， G為排氣量，m3/h ；F為環境系數(見API2000附錄部分)；A為揮發性液體液面面積，m2。   

石化儲罐呼吸閥計算選型分析呼吸排放計算方式：

呼吸排放計算：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-儲罐內蒸氣的分子量；

P-在大量液體狀態下，真實的蒸氣壓力（Pa）；

D-罐的直徑（m）；

H-平均蒸氣空間高度（m）；

△T-一天之內的平均溫度差（℃）；

FP-涂層因子（無量綱），根據油漆狀況取值在1~1.5之間；

C-用于小直徑罐的調節因子（無量綱）;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-產品因子（石油原油KC取0.65，其他的有機液體取1.0）

儲罐呼吸閥工作排放計算：工作排放是由于人為的裝料與卸料而產生的損失。因裝料的結果，罐內壓力超過釋

放壓力時，蒸氣從罐內壓出；而卸料損失發生于液面排出，空氣被抽入罐體內，因空氣變成有機蒸氣飽和的氣

體而膨脹，因而超過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-周轉因子（無量綱），取值按年周轉次數（K）確定。周轉次數=年投入量/罐容量

K<=36,KN=1 36

K>220,KN=0.26

 ◆石化儲罐呼吸閥計算選型分析本體材料和適用介質

 
     ◆石化儲罐呼吸閥計算選型分析操作壓力
 

 
    ◆石化儲罐呼吸閥計算選型分析呼吸閥通氣量和泄漏量
 

4 石化儲罐呼吸閥計算選型分析的選用

根據 SH/T3007-2014石油化工儲運系統罐區設計規范，及SY/T0511.1-2010石油儲罐附件第1部分：呼吸閥中的規定，呼吸閥規格尺寸的選用原則如下。

（ 1）參照規范，按照呼吸閥的通氣量來選擇呼吸閥的規格尺寸及數量。

（ 2）對照呼吸閥制造廠家提供的各種規格的呼吸閥在各種壓力等級下呼出或吸入的性能曲線，選用呼吸閥規格尺寸。

（ 3）呼吸閥的起跳壓力應低于該呼吸閥所在儲罐的設計壓力，從而保護儲罐不受損壞，但應高于該儲罐的操作壓力，以確保儲罐的正常操作。

石化儲罐呼吸閥計算選型分析選型時主要考慮以下因素：

1、考慮火災時罐體受熱引發的管內液體蒸發量增加造成的呼出量。

2、氣候影響下，罐體內蒸汽壓的增加減少，造成的熱效應呼吸量。

3、北方寒冷地區選型應選用防水型呼吸閥。 

4、進出罐的最大液體量

為保證呼吸閥正常運作，確保儲罐安全，現介紹幾種方法和注意事項：

1、先打開上蓋緊固螺栓，將上蓋垂直往上提到一定高度后，拿出呼出閥和吸入閥，檢查閥面是否有污垢、油漬，

可用棉紗擦掉；然后檢查呼、吸閥座，清理干凈后將原閥盤放好，對中導桿，擰緊上蓋即可。

2、呼吸閥的檢查、清洗，應先將蒸 汽和冷凝水接口的法蘭先松開，其辦法亦同。

3、在檢查過程中，如發現閥盤有腐蝕現象，應將其報廢、更換。

4、定期檢查，一般來講三個月至半年檢查一次，有條件單位，使用2年后應將呼吸閥卸下，做呼吸定壓檢查和密封性能檢測，如有不符合要求而難以調整的可與廠家聯系以求解決辦法。

5 石化儲罐呼吸閥計算選型分析結論

呼吸閥是常壓、低壓儲罐中的安全附件。通過計算呼吸閥的呼吸量，進而確定呼吸閥的規格和數量。