危險(xiǎn)品罐罐防爆阻火呼吸閥選型分析用與重要性
VOCs減排的領(lǐng)域中，呼吸閥的應(yīng)用顯得尤為重要。呼吸閥作為儲(chǔ)罐的重要部件，其作用不容忽視。**呼吸閥對(duì)儲(chǔ)罐的安全穩(wěn)定至關(guān)重要，尤其是在常壓和低壓儲(chǔ)罐中，通過(guò)平衡氣壓防止儲(chǔ)罐失穩(wěn)，減少物料揮發(fā)與損耗。**常壓、低壓儲(chǔ)罐在流程工業(yè)中扮演著重要角色。這些儲(chǔ)罐在使用時(shí)，會(huì)因液面變化或外界溫度波動(dòng)而引起內(nèi)部氣體膨脹或收縮，進(jìn)而導(dǎo)致氣相壓力的不穩(wěn)定。這種壓力波動(dòng)若不加以控制，可能會(huì)使儲(chǔ)罐遭受超壓或真空的威脅，嚴(yán)重時(shí)甚至可能引發(fā)儲(chǔ)罐破裂或癟塌。
為了確保儲(chǔ)罐的安全與穩(wěn)定，工藝設(shè)計(jì)時(shí)通常會(huì)采取措施來(lái)平衡儲(chǔ)罐內(nèi)的氣壓。其中，一種常見(jiàn)的方法就是在罐頂安裝呼吸閥。這種裝置能夠在儲(chǔ)罐超壓或真空時(shí)發(fā)揮作用，有效防止儲(chǔ)罐失穩(wěn)，從而保護(hù)儲(chǔ)罐的完整性，并減少內(nèi)部物料的揮發(fā)與損耗。同時(shí)，它也對(duì)提升安全性和環(huán)保性能起到了積極的推動(dòng)作用。
呼吸閥的內(nèi)部結(jié)構(gòu)是由一個(gè)壓力閥盤(pán)（呼氣閥）和一個(gè)真空閥盤(pán)（吸氣閥）巧妙組合而成，它們可以并排或重疊布置。其工作原理是這樣的：在儲(chǔ)罐壓力與大氣壓力平衡的狀態(tài)下，壓力閥和真空閥的閥盤(pán)與閥座緊密貼合，利用閥座邊緣的特殊密封結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的“吸附"效應(yīng)，確保閥門(mén)嚴(yán)密不漏。然而，當(dāng)壓力或真空度發(fā)生變化時(shí)，閥盤(pán)會(huì)相應(yīng)開(kāi)啟，盡管閥座邊緣仍存在“吸附"效應(yīng)，但閥門(mén)仍能保持優(yōu)良的密封性能。
當(dāng)罐內(nèi)壓力逐漸上升至預(yù)設(shè)的定壓值時(shí)，壓力閥會(huì)自動(dòng)開(kāi)啟，罐內(nèi)的氣體便通過(guò)呼氣閥（即壓力閥）側(cè)被排入外界大氣中。在此過(guò)程中，真空閥因受到罐內(nèi)正壓的影響而保持關(guān)閉狀態(tài)。相反，當(dāng)罐內(nèi)壓力下降至特定真空度時(shí)，真空閥會(huì)在大氣壓的正壓作用下打開(kāi)，允許外界氣體通過(guò)吸氣閥（即真空閥）側(cè)進(jìn)入罐內(nèi)。此時(shí)，壓力閥則保持關(guān)閉。在任何情況下，壓力閥和真空閥都不會(huì)同時(shí)處于開(kāi)啟狀態(tài)。一旦罐內(nèi)壓力或真空度恢復(fù)到正常操作范圍，這兩個(gè)閥門(mén)便會(huì)自動(dòng)關(guān)閉，從而停止呼氣或吸氣的過(guò)程。
集阻火器與呼吸閥為一體，其新穎的結(jié)構(gòu)為。是石化儲(chǔ)罐的新型安全設(shè)備，其是阻火呼吸性能好，重量輕，使用方便。該產(chǎn)品適用于儲(chǔ)存內(nèi)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)罐使用。亦可作為阻火單呼或單吸閥。
1、殼體選用不銹鋼、鑄鋼和鋁合金，耐腐蝕性好；
2、閥盤(pán)采用四氟材料，耐低溫，防凍性能好；
3、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易檢修，安全方便。
4、性能符合石油工業(yè)部標(biāo)準(zhǔn) SY7511-87 規(guī)定。
呼吸閥由壓力閥和真空閥組成，安裝于貨油艙透氣管上，能隨貨油艙內(nèi)油氣正負(fù)壓變化而自動(dòng)啟閉，使貨油艙內(nèi)外氣壓差保持在允許值范圍內(nèi)。當(dāng)罐內(nèi)介質(zhì)的壓力在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，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)。
ZFQ-1不銹鋼防爆阻火呼吸閥安裝在儲(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不銹鋼防爆阻火呼吸閥適用于儲(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。
在正常狀態(tài)下，呼吸閥主要發(fā)揮密封作用。然而，在特定條件下，它會(huì)自動(dòng)啟動(dòng)其功能。具體來(lái)說(shuō)，當(dāng)儲(chǔ)罐需要向外輸出物料時(shí)，呼吸閥會(huì)開(kāi)始向罐內(nèi)吸入空氣或氮?dú)猓欢?dāng)向儲(chǔ)罐內(nèi)灌裝物料時(shí)，它則會(huì)開(kāi)始將罐內(nèi)氣體呼出到罐外。此外，由于氣候變化或其他因素導(dǎo)致罐內(nèi)物料蒸汽壓發(fā)生變化時(shí)，呼吸閥會(huì)相應(yīng)地呼出蒸汽或吸入空氣或氮?dú)猓ǔ１环Q為熱效應(yīng)。
特別值得一提的是，在發(fā)生火災(zāi)時(shí)，儲(chǔ)罐因呼出氣體受熱而引起罐內(nèi)液體蒸發(fā)量急劇增加。此時(shí)，呼吸閥會(huì)啟動(dòng)并開(kāi)始向罐外呼出氣體，旨在保護(hù)儲(chǔ)罐免受超壓損壞。同時(shí)，在揮發(fā)性液體的加壓輸送、內(nèi)外部傳熱裝置的化學(xué)反應(yīng)以及操作失誤等工況下，**呼吸閥也會(huì)根據(jù)需要呼出或吸入氣體，以確保儲(chǔ)罐不會(huì)因超壓或超真空而受損。**呼吸閥在石油、鐵道罐車、道路運(yùn)輸易燃液體危險(xiǎn)貨物罐式車輛以及危險(xiǎn)品運(yùn)輸罐等領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用。針對(duì)這些應(yīng)用場(chǎng)景，國(guó)內(nèi)外制定了一系列的標(biāo)準(zhǔn)來(lái)規(guī)范呼吸閥的設(shè)計(jì)、性能和測(cè)試。以下是一些常用的呼吸閥標(biāo)準(zhǔn)：
SY/T 0511.1-2010《石油儲(chǔ)罐附件 第1部分：呼吸閥》：該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了石油儲(chǔ)罐用呼吸閥的技術(shù)要求、試驗(yàn)方法和標(biāo)志等，旨在確保其密封性能和熱效應(yīng)功能的有效性。
TB/T 3319-2013《鐵道罐車用呼吸式安全閥》：該標(biāo)準(zhǔn)針對(duì)鐵道罐車用呼吸閥，明確了其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、性能指標(biāo)和試驗(yàn)方法，以確保其安全可靠地發(fā)揮作用。
QC/T 1064-2017《道路運(yùn)輸易燃液體危險(xiǎn)貨物罐式車輛 呼吸閥》：此標(biāo)準(zhǔn)適用于道路運(yùn)輸易燃液體危險(xiǎn)貨物罐式車輛的呼吸閥，規(guī)定了其技術(shù)要求、試驗(yàn)方法和包裝等內(nèi)容。
DIN EN 14595-2016《危險(xiǎn)品運(yùn)輸罐 罐的操作裝置 壓力和真空呼吸閥》：該標(biāo)準(zhǔn)旨在規(guī)范危險(xiǎn)品運(yùn)輸罐的操作裝置，特別是壓力和真空呼吸閥的設(shè)計(jì)、性能和測(cè)試，以確保其能夠有效地保護(hù)儲(chǔ)罐免受超壓或超真空的損害。
遵循這些標(biāo)準(zhǔn)，可以確保呼吸閥在各種應(yīng)用場(chǎng)景下都能發(fā)揮其應(yīng)有的功能，保障設(shè)備和人員的安全。
| 壓力 | 等級(jí) | |||
| A | B | C | D | |
| 呼出壓力 | +355Pa(36mmH20) | +980Pa(100mmH20) | +1765Pa(180mmH20) | 特殊指定 |
| 吸入壓力 | -295Pa(30mmH20) | -295Pa(30mmH20) | -392Pa(40mmH20) | 特殊指定 |
| 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(pán)材料 | 304、316、鋁合金 |
| 負(fù)壓閥盤(pán)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 |
1、呼吸閥應(yīng)安裝在儲(chǔ)罐氣源的點(diǎn)，以降低物料蒸發(fā)損耗和以便順利地提供通向呼吸閥最直接和的通道。通常對(duì)于立式罐，呼吸閥應(yīng)盡量安裝在罐頂頂板范圍內(nèi)，對(duì)于罐頂需設(shè)隔熱層的儲(chǔ)罐、可安裝在梯子平臺(tái)附近；
2、當(dāng)需要安裝兩個(gè)呼吸閥時(shí)，它們與罐頂中心應(yīng)對(duì)稱布置；
3、若呼吸閥用在氮封罐上，則氮?dú)夤夤艿慕庸芪恢脩?yīng)遠(yuǎn)離呼吸閥接口，并由罐頂部插入儲(chǔ)罐內(nèi)約 200mm ，這樣氮?dú)膺M(jìn)罐后不直接排出，達(dá)到氮封的目的。
為了呼吸閥使用安全，應(yīng)在3-6個(gè)月內(nèi)定期將波紋阻火層拆下，清洗干凈，保證阻火層上每個(gè)孔暢通，防止堵塞，確保安全正常使用。定期檢查通風(fēng)氣正、負(fù)閥盤(pán)動(dòng)作是否靈活，導(dǎo)桿及閥盤(pán)接觸密封面有無(wú)損壞，如有損壞應(yīng)立即調(diào)換。在檢查維護(hù)重新安裝時(shí)，應(yīng)保證閥內(nèi)各結(jié)合面嚴(yán)密配合，閥盤(pán)升降靈活。新閥啟用時(shí)，應(yīng)安裝前清除閥盤(pán)間的防震物，否則呼吸閥將失靈。
呼吸閥須安裝在儲(chǔ)罐頂部的點(diǎn)。這樣設(shè)計(jì)的目的在于限度地減少蒸發(fā)損耗，并為排氣提供最直接、最暢通的路徑。對(duì)于大型或關(guān)鍵的儲(chǔ)罐，為防范單臺(tái)呼吸閥故障可能導(dǎo)致的超壓或負(fù)壓風(fēng)險(xiǎn)，可以選擇安裝兩臺(tái)呼吸閥。在工藝設(shè)計(jì)時(shí)，通常會(huì)巧妙地將這兩臺(tái)呼吸閥的吸入和排出壓力梯度進(jìn)行配置，使得在正常情況下只有一臺(tái)呼吸閥工作，另一臺(tái)則作為備用。
此外，還需考慮阻火器對(duì)呼吸閥的影響。若呼吸閥內(nèi)配備了阻火器，**必須評(píng)估其壓降對(duì)呼吸閥排出壓力的影響，以防止儲(chǔ)罐超壓。**最后，在建罐地區(qū)歷年最冷月份的溫度平均值低于或等于0℃的情況下，呼吸閥必須采取防凍措施。這是為了防止呼吸閥閥盤(pán)因凍結(jié)或阻塞而導(dǎo)致排氣不暢或補(bǔ)氣不足，進(jìn)而引發(fā)儲(chǔ)罐的超壓或低壓?jiǎn)栴}。
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