儲(chǔ)罐呼吸閥,儲(chǔ)罐呼吸閥的設(shè)計(jì)概念要求
儲(chǔ)罐接管呼吸閥
呼吸閥是目前的重力式或彈簧式機(jī)械呼吸閥應(yīng)用最多，其主要缺陷是通氣量小可靠性低在實(shí)際使用中事故率較高。據(jù)統(tǒng)計(jì)在油庫設(shè)備損壞事故
中，因呼吸閥及呼吸系統(tǒng)的間題而造成的儲(chǔ)油罐凹癟及翹底損壞占50%以上。國內(nèi)外對呼吸閥研究和改進(jìn)有較多成果，但除了機(jī)械呼吸閥增強(qiáng)
了密封效果和防凍設(shè)計(jì)得到認(rèn)同之外一些新式呼吸閥的功能仍存在若干的缺陷。由此說明機(jī)械呼吸閥的已有研究和改進(jìn)不夠完善其設(shè)計(jì)的普遍
概念研究沒有更多進(jìn)展。根據(jù)對呼吸閥的研究實(shí)踐和閥門技術(shù)的發(fā)展以下對機(jī)械呼吸閥設(shè)計(jì)的一些普遍概念進(jìn)行探討以期能建立呼吸閥設(shè)計(jì)的
新思路。
一、呼吸閥的控制要求
呼吸閥的基本作用有兩個(gè)：一是保證油罐安全密閉儲(chǔ)油；二是能夠減少油品的蒸發(fā)和損耗。后者是要求呼吸閥具有良好的密封性，前者才是我
們對呼吸閥最重要的要求。在密閉儲(chǔ)油情況下油罐是否會(huì)因超壓而凹癟或者翹底，關(guān)鍵是看油罐呼吸時(shí)氣流能否順暢的通過呼吸閥。從儲(chǔ)油過
程看油罐呼吸有三種情況：
1、因氣溫緩變罐內(nèi)氣體體積發(fā)生變化使油罐小流量呼吸；
2、當(dāng)進(jìn)行收發(fā)油作業(yè)時(shí)伴隨罐內(nèi)氣體溫度的變化而造成油罐較大流量呼吸；
3、天氣驟變等情況造成油罐大流量呼吸。現(xiàn)有的呼吸閥能適應(yīng)第一種情況對第二種情況也能基本適應(yīng)，但多數(shù)油庫為防止發(fā)生油罐超壓都做了
人工旁通處理。現(xiàn)有呼吸閥對第三種情況還是比較無法適應(yīng)。
綜上所述呼吸閥的控制要求是在罐內(nèi)氣體壓力不大于控制壓力的前提下保證呼吸閥在各種作業(yè)和環(huán)境下都滿足油罐呼吸所需的通氣量。而控制壓
力是呼吸控制過程的檢測點(diǎn)能否達(dá)到控制要求則取決于呼吸閥能否自動(dòng)控制其通氣量。
二、呼吸閥設(shè)計(jì)的主要依據(jù)
呼吸閥的主要設(shè)計(jì)依據(jù)是油罐呼吸所需要的氣體流量大小。而有的呼吸閥的通氣量較小不能完全滿足油罐呼吸的需要。如按暴雨時(shí)間20一30min，
氣溫下降20℃測算則罐內(nèi)負(fù)壓將超過允許負(fù)壓14倍以上。因此在20~30min以內(nèi)，要向5000m3的油罐內(nèi)補(bǔ)充285~327m3氣體，向2000m3的油
罐補(bǔ)136m3的氣體。但是油罐呼吸閥的進(jìn)氣能力滿足不了要求，DN200mm的機(jī)械呼吸閥允許的最大進(jìn)氣流量為280m3/h，DN100mm的為75m3/h。
注意的是液壓安全閥本是油罐的第二級呼吸安全裝置，但目前在地面立式油罐上已經(jīng)基本上取消了此閥。取消的原因國內(nèi)的主要觀點(diǎn)認(rèn)為液壓安
全閥操作不當(dāng)時(shí)密封液極易被吹出不可靠。前蘇聯(lián)有研究者發(fā)現(xiàn)液壓安全閥常伴有液體的噴出主要是由于機(jī)械呼吸閥的通氣能力不足而造成的。
也說明有的呼吸閥的通氣量太小。
三、呼吸閥的開啟特性
通過試驗(yàn)觀察和理論分析可知現(xiàn)有重力式和彈簧式呼吸閥屬于微啟式，開啟高度在1/40~1/20流道直徑的范圍內(nèi)。閥盤的動(dòng)作特性為比例作用式開
啟高度隨壓力升高而逐漸的變化。這種特性的呼吸閥因通流面積小當(dāng)油罐呼吸所需氣體流量超過有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)時(shí)對呼吸閥通氣量的規(guī)定值時(shí)必然會(huì)造成
油罐超壓。
呼吸閥開啟的特性應(yīng)是全啟式動(dòng)作為兩段作用式。全啟式是指閥盤的開啟高度大于等于1/4流道直徑;兩段作用式是指閥盤的開啟過程分為兩個(gè)階段，
起初閥盤隨壓力升高而比例開啟在壓力升高一個(gè)不大的數(shù)值后，閥盤即在壓力幾乎不再升高的情況下急速開啟到規(guī)定的高度。當(dāng)呼吸閥同時(shí)具備有
這兩種特性時(shí)才能較好地達(dá)到其控制的要求。近幾年國內(nèi)外對呼吸閥開啟特性的研究取得了很多成果，如利用浮動(dòng)磁鐵控制閥盤實(shí)現(xiàn)兩段開啟，利
用反沖盤達(dá)到閥盤全啟以及磁控?cái)[開式呼吸閥其基本的技術(shù)路線是利用兩種不同特性的控制力組合來實(shí)現(xiàn)閥盤的兩段開啟，并且利用氣流的反沖力
或某種具有突變性質(zhì)的控制力來達(dá)到閥盤全啟。
如前所述呼吸閥的增強(qiáng)密封效果和防凍設(shè)計(jì)都是成功的研究是對呼吸閥功能內(nèi)涵及外延的延伸和發(fā)展對于實(shí)現(xiàn)該閥控制目標(biāo)起到了重要作用?，F(xiàn)有
重力式和彈簧式呼吸閥可靠性不高造成問題的原因較多如銹蝕、卡死、粘連等等通過外部的目測檢查，較難發(fā)現(xiàn)出現(xiàn)上述問題的原因無法預(yù)知呼吸
閥技術(shù)的狀況。因此要求呼吸閥具有在線檢查的功能較易實(shí)現(xiàn)的技術(shù)路線是在呼吸閥上附設(shè)一手動(dòng)的試驗(yàn)端子，直動(dòng)式呼吸閥用手動(dòng)把手而先導(dǎo)式
呼吸閥用試驗(yàn)按鈕。在線檢查時(shí)只要在手動(dòng)的試驗(yàn)端子上施以略大于氣體壓力對閥盤作用力的手動(dòng)力即可感知呼吸閥大致的技術(shù)狀況。在日常的檢
查中每次都試驗(yàn)一下能夠使閥盤經(jīng)常地在其全啟范圍內(nèi)進(jìn)行運(yùn)行可有效地防止銹蝕、卡死、粘連等，同時(shí)在緊急情況下也可以通過手動(dòng)的試驗(yàn)端子
來打開呼吸閥。
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