儲(chǔ)罐呼吸閥結(jié)構(gòu)原理及呼出與吸入壓力的確定
儲(chǔ)罐阻火呼吸閥
儲(chǔ)罐是石油化工廠中必不可少的設(shè)備而常壓、低壓儲(chǔ)罐在使用過程中經(jīng)常會(huì)由于儲(chǔ)罐內(nèi)液面的改變、或者外界溫度的變化等原因?qū)е聝?chǔ)罐內(nèi)氣體膨脹或收縮，使儲(chǔ)罐內(nèi)氣相的壓力也隨之波動(dòng)，氣體壓力的波動(dòng)極易使儲(chǔ)罐出現(xiàn)超壓或真空的情況嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成儲(chǔ)罐超壓鼓罐或低壓癟罐。為了防止儲(chǔ)罐出現(xiàn)超壓或負(fù)壓等失穩(wěn)狀態(tài)工藝設(shè)計(jì)中通常采用在罐頂安裝呼吸閥的方式來維持儲(chǔ)罐氣壓平衡確保儲(chǔ)罐在超壓或真空時(shí)免遭破壞保護(hù)儲(chǔ)罐安全，并且減少了儲(chǔ)罐內(nèi)物料的揮發(fā)和損耗對(duì)安全和環(huán)保均起到一定的促進(jìn)作用。
一、儲(chǔ)罐呼吸閥結(jié)構(gòu)及工作原理：
呼吸閥產(chǎn)品應(yīng)符合SY/T0511-1996標(biāo)準(zhǔn)要求，分為普通型和全天候型兩大系列，其操作溫度和代號(hào)分別為：全天候型代號(hào)Q操作溫度-30～+60℃，普通型代號(hào)P操作溫度0～+60℃。
呼吸閥類型呼吸閥的結(jié)構(gòu)形式多種多樣，其外形多半呈球型。國(guó)外產(chǎn)品有些外形根據(jù)實(shí)際需要有桶形、盤形等。呼吸閥的內(nèi)部結(jié)構(gòu)實(shí)質(zhì)上是由一個(gè)壓力閥盤（即呼氣閥）和一個(gè)真空閥盤（即吸氣閥）組合而成的，壓力閥盤和真空閥盤既可并排布置也可重疊布置。其工作原理：當(dāng)儲(chǔ)罐壓力和大氣壓力相等時(shí)，壓力閥和真空閥的閥盤和閥座緊密配合，閥座邊上密封結(jié)構(gòu)有“吸附”效應(yīng)，使閥座嚴(yán)密不漏。當(dāng)壓力或真空度增加時(shí)，閥盤開始開啟由于在閥座邊上仍存在著“吸附”效應(yīng)，所以仍能保持良好的密封。當(dāng)罐內(nèi)壓力升高到定壓值時(shí)，將壓力閥打開，
罐內(nèi)氣體通過呼氣閥（即壓力閥）側(cè)排人外界大氣中，此時(shí)真空閥由于受到罐內(nèi)正壓作用處于關(guān)閉狀態(tài)。反之當(dāng)罐內(nèi)壓力下降到一定真空度時(shí)，真空閥由于大氣壓的正壓作用而打開，外界的氣體通過吸氣閥（即真空閥）側(cè)進(jìn)入罐內(nèi)，此時(shí)壓力閥處于關(guān)閉狀態(tài)。在任何時(shí)候，壓力閥和真空閥不能同時(shí)處于打開的狀態(tài)。當(dāng)罐內(nèi)壓力或真空度降到正常操作壓力狀態(tài)時(shí)，壓力閥和真空閥處于關(guān)閉狀態(tài)，停止呼氣或吸氣過程。
二、呼吸閥呼出與吸入壓力的確定：
目前國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的呼吸閥，其操作壓力范圍通常分為3級(jí)：Ａ級(jí)（-30～＋36mmH2O），Ｂ級(jí)（-30～＋100mmH2O），Ｃ級(jí)（-30～＋180mmH2O），呼出與呼入壓力如下表所示。
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呼吸閥操作壓力 |
呼出壓力pa |
吸入壓力pa |
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A |
+355 |
-295 |
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B |
+980 |
-295 |
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C |
+1765 |
-295 |
當(dāng)溫度一定時(shí)，揮發(fā)性液體的飽和蒸汽壓是相應(yīng)確定的，若儲(chǔ)罐呼吸閥設(shè)定的呼出壓力低，則儲(chǔ)罐內(nèi)揮發(fā)性液體的氣相分率相對(duì)較大，導(dǎo)致液體相對(duì)容易揮發(fā)，通過呼吸閥排出而損耗掉，若儲(chǔ)罐呼吸閥設(shè)定的呼出壓力高，則儲(chǔ)罐需要承受的壓力就高，由于呼吸閥本身的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)導(dǎo)致其有可能會(huì)延遲起跳，這樣有可能會(huì)導(dǎo)致儲(chǔ)罐承受超壓風(fēng)險(xiǎn)，從而發(fā)生鼓罐事故。 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）。常壓儲(chǔ)罐通常選用Ｂ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Ａ級(jí)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Ｃ級(jí)的呼吸閥，來抵消風(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)罐呼吸閥的負(fù)壓吸人壓力設(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。
目前伴隨著化工工藝對(duì)不同壓力等級(jí)呼吸閥的需求，和呼吸閥制造技術(shù)的發(fā)展，呼吸閥的呼出和吸入壓力值遠(yuǎn)不止上述Ａ、Ｂ、Ｃ三種。在工藝設(shè)計(jì)中，
需要根據(jù)實(shí)際的工況相應(yīng)調(diào)整呼吸閥的呼出和吸入壓力值，以滿足儲(chǔ)罐的安全設(shè)計(jì)需求。但是不論選用何種壓力等級(jí)的呼吸閥，都必須要保證：呼吸閥
的起跳壓力應(yīng)低于該呼吸閥所在儲(chǔ)罐的正壓設(shè)計(jì)壓力，從而保護(hù)儲(chǔ)罐不出現(xiàn)鼓罐事故，但應(yīng)高于該儲(chǔ)罐的操作壓力，以確保儲(chǔ)罐的正常操作；儲(chǔ)罐呼吸
閥的負(fù)壓吸入壓力要高于儲(chǔ)罐設(shè)計(jì)的負(fù)壓設(shè)計(jì)壓力，從而保證儲(chǔ)罐不出現(xiàn)憋罐事故。
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