上海申弘閥門有限公司
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低壓儲罐全天候阻火呼吸閥作用及設計方案
集阻火器與呼吸閥為一體，其新穎的結構為。是石化儲罐的新型安全設備，其是阻火呼吸性能好，重量輕，使用方便。該產品適用于儲存內點低于28 ℃的甲類油品和閃點低于 60 ℃的乙類油品，如汽油、笨、甲笨、煤油、輕柴油、機油、原油等油品及性質相同的化工產品儲罐使用。亦可作為阻火單呼或單吸閥。阻火型防爆呼吸閥安裝在儲罐頂端，可降低物料蒸發(fā)損耗，保證儲罐壓力平衡。對于立式罐通常該閥安裝在罐頂中間頂板范圍內，對于罐頂需設隔熱層的儲罐、可安裝在梯子平臺附近。當需要安裝兩個呼吸閥時，它們與罐頂中心應對稱布置。若呼吸閥用在氮封罐上則氮氣供氣管的接管位置應遠離該閥接口，并由罐頂部插入儲罐內約200mm，這樣氮氣進罐后不直接排出達到氮封的目的。常壓、低壓儲罐在流程工業(yè)中扮演著重要角色。然而，這些儲罐在使用過程中會面臨一系列挑戰(zhàn)，如儲罐內液面變化、外界溫度波動等，這些因素會導致儲罐內氣體體積的膨脹或收縮，進而引發(fā)儲罐內氣相壓力的波動。這種壓力波動若不及時控制，可能使儲罐遭受超壓或真空的威脅，嚴重時甚至可能造成儲罐鼓脹或癟塌。
為了應對這些潛在風險，工藝設計中通常會采取一項關鍵措施：在罐頂安裝呼吸閥。這種設計旨在維持儲罐的氣壓平衡，防止其進入超壓或負壓等不穩(wěn)定狀態(tài)。通過呼吸閥的巧妙工作，儲罐的安全得以有力保障，同時也能有效減少物料揮發(fā)和損耗，為安全和環(huán)保貢獻一份力量。
那么，呼吸閥究竟是如何工作的呢？其內部結構主要包括一個壓力閥盤（呼氣閥）和一個真空閥盤（吸氣閥），這兩個閥盤可以并排或重疊布置。當儲罐壓力與大氣壓力保持一致時，這兩個閥盤與閥座緊密結合，利用閥座邊上的密封結構產生的“吸附"效應確保嚴密不漏。而隨著壓力或真空度的變化，閥盤會相應開啟，但“吸附"效應依然存在，從而保持了良好的密封性能。
當儲罐內的壓力升高至預設的定壓值時，壓力閥會打開，允許罐內的氣體通過呼氣閥（即壓力閥）側排出，進入外界大氣。此時，由于罐內正壓的作用，真空閥保持關閉狀態(tài)。相反，當儲罐內的壓力下降至特定真空度時，大氣壓的正壓會使真空閥打開，外界氣體通過吸氣閥（即真空閥）側進入罐內。在任何時刻，壓力閥和真空閥都不會同時打開。一旦罐內的壓力或真空度恢復到正常操作范圍，這兩個閥門將自動關閉，呼氣或吸氣過程隨之停止。
呼吸閥在正常狀態(tài)下主要起密封作用，但在特定條件下會開始工作。當儲罐向外輸出物料時，呼吸閥會向罐內吸入空氣或氮氣。相反，向儲罐內灌裝物料時，呼吸閥則將罐內氣體呼出罐外。此外，由于氣候變化等因素導致罐內物料蒸汽壓變化時，呼吸閥會相應地呼出蒸汽或吸入空氣或氮氣，通常稱為熱效應。在火災等緊急情況下，儲罐因呼出氣體受熱而液體蒸發(fā)量劇增，此時呼吸閥會向罐外呼出氣體，以防止儲罐因超壓而受損。同時，在揮發(fā)性液體的加壓輸送、內外部傳熱裝置化學反應、操作失誤等工況下，呼吸閥也會進行相應的呼出或吸入操作，以維護儲罐的安全。
■低壓儲罐全天候阻火呼吸閥作用及設計方案產品介紹：
根據(jù)國家標準《石油化工企業(yè)設計防火規(guī)范》GB50160-92)中規(guī)定：“甲、乙類液體的固定頂罐，應設阻火器和呼吸閥"。ZFQ-2防爆阻火呼吸閥是儲罐安全設備，用來調節(jié)儲罐內外壓力平衡，降低油品損耗，保證儲罐運行安全的。安裝于油罐及化工原料的儲罐上方。
■低壓儲罐全天候阻火呼吸閥作用及設計方案產品工作壓力：
壓：355Pa (36毫米水柱)；負壓:-295Pa (30毫米水柱)
B級正壓：980Pa (100毫米水柱)；負壓：-295Pa (30毫米水柱)
C級正壓：1765Pa (180毫米水柱)；負壓:-295Pa (30毫米水柱)【壓力可調】
■保養(yǎng)與維修：
ZFQ-2防爆阻火呼吸閥，阻火型防爆呼吸閥檢查與保養(yǎng)周期為3-6個月，根據(jù)實際工況調整，檢查一下項目：
1，檢查壓力閥盤和真空閥盤動作是否靈活，導桿閥環(huán)接觸有無損傷。
2，重新安裝壓力閥盤時，要保證接觸面嚴密，導桿升降靈活。
3，安裝新的呼吸閥時，必須清除閥盤間的防震物，該閥一定要垂直安裝。
4，每季度折開呼吸閥，擦干凈閥桿與閥套間的污垢，以保證呼吸閥正常工作；
5，阻火型呼吸閥每半年應清除阻火盤通氣孔的污漬，以確保阻火盤良好的阻火功能；
6，因天氣潮濕風沙情況下，溫度達到零度范圍內，儲油罐不可發(fā)油使用。應急時應先打開量油孔其它之類的供氣產品，以保持儲罐安全。
■產品包裝：ZFQ-2防爆阻火呼吸閥，阻火型防爆呼吸閥采用耐磨防塵膜和固定式木箱包裝，滿足各種包裝運輸需求；
低壓儲罐全天候阻火呼吸閥作用及設計方案產品特點
1、殼體選用不銹鋼、鑄鋼和鋁合金，耐腐蝕性好；
2、閥盤采用四氟材料，耐低溫，防凍性能好；
3、結構簡單，易檢修，安全方便。
4、性能符合石油工業(yè)部標準 SY7511-87 規(guī)定。
低壓儲罐全天候阻火呼吸閥作用及設計方案工作原理
呼吸閥由壓力閥和真空閥組成，安裝于貨油艙透氣管上，能隨貨油艙內油氣正負壓變化而自動啟閉，使貨油艙內外氣壓差保持在允許值范圍內。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，保持油罐的密閉性；當往罐內補充介質，使罐內上部氣體空間的壓力升高，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，使罐內壓力不在繼續(xù)增高；罐外的大氣將頂開呼吸閥的負壓閥盤。
低壓儲罐全天候阻火呼吸閥作用及設計方案產品作用
ZFQ-1不銹鋼阻火呼吸閥安裝在儲罐頂部，是解決罐內正壓，負壓的氣體，使罐內的液體進出沒有受到阻礙，當外液體輸入罐內時有大量的氣體往外呼(稱正壓)。如罐內液體往外輸出時罐內必須從外空氣吸進罐內(稱負壓)。如停止工作時呼吸閥自動關閉不會把罐內液氣往外泄漏，使罐內的液體質量得到了有利的保障。
低壓儲罐全天候阻火呼吸閥作用及設計方案適用范圍
ZFQ-1不銹鋼阻火呼吸閥適用于儲存閃點低于 28 ℃的甲類油品和閃點低于 60 ℃的乙類油品，如汽油、笨、甲笨、煤油、輕柴油、機油、原油等油品及性質相同的化工產品儲罐。全天候呼吸閥可與ZGB波紋阻火器配套使用。
低壓儲罐全天候阻火呼吸閥作用及設計方案操作壓力
壓力 | 等級 | |||
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 |
通氣量表
代號 | 規(guī)格mm | 50 | 80 | 100 | 150 | 200 | 250 |
壓力等級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 | |
標準允許泄漏量m3/h | ≤0.04 | ≤0.4 | |||||
材料代號
代號 | 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 |
主要零部件
閥體材料 | WCB、304、316、鋁合金 |
正壓閥盤材料 | 304、316、鋁合金 |
負壓閥盤材料 | 304、316、四氟PTFE |
環(huán)境溫度 ℃ | -30~60 |
外形結構圖
低壓儲罐全天候阻火呼吸閥作用及設計方案主要外形尺寸
通徑 | 型號 | 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 |
低壓儲罐全天候阻火呼吸閥作用及設計方案使用說明
1、呼吸閥應安裝在儲罐氣源的點，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。通常對于立式罐，呼吸閥應盡量安裝在罐頂頂板范圍內，對于罐頂需設隔熱層的儲罐、可安裝在梯子平臺附近；
2、當需要安裝兩個呼吸閥時，它們與罐頂中心應對稱布置；
3、若呼吸閥用在氮封罐上，則氮氣供氣管的接管位置應遠離呼吸閥接口，并由罐頂部插入儲罐內約 200mm ，這樣氮氣進罐后不直接排出，達到氮封的目的。
維護保養(yǎng)
為了呼吸閥使用安全，應在3-6個月內定期將波紋阻火層拆下，清洗干凈，保證阻火層上每個孔暢通，防止堵塞，確保安全正常使用。定期檢查通風氣正、負閥盤動作是否靈活，導桿及閥盤接觸密封面有無損壞，如有損壞應立即調換。在檢查維護重新安裝時，應保證閥內各結合面嚴密配合，閥盤升降靈活。新閥啟用時，應安裝前清除閥盤間的防震物，否則呼吸閥將失靈。
02低壓儲罐全天候阻火呼吸閥作用及設計方案呼吸閥的安裝與標準
? 呼吸閥安裝要點
呼吸閥的安裝要點包括以下六方面：
首先，呼吸閥應被安裝在儲罐頂部的點。 這是為了確保蒸發(fā)損耗最小化，并為呼吸閥提供最直接、的通道。
其次，對于大型或關鍵的儲罐，為防范單臺呼吸閥故障引發(fā)的超壓或負壓風險，可以安裝兩臺呼吸閥。為減少兩臺呼吸閥同時動作導致的故障概率，設計時通常會讓其中一臺作為備用，另一臺負責日常工作。
再者，當單個呼吸閥的呼吸量不足以應對較大的呼吸量時，可以安裝兩個或以上的呼吸閥。若選擇安裝兩個，則它們應對稱地布置在罐頂中心，以確保平衡。
此外，若呼吸閥被安裝在氮封儲罐上，氮氣供氣管的接管位置需遠離呼吸閥接口，并深入罐內約200mm，以確保氮氣能有效起到封閉作用。
另外，若呼吸閥內配備了阻火器，必須考慮其壓降對呼吸閥排出壓力的影響，以防止儲罐超壓。
最后，若建罐地區(qū)的歷年最冷月份溫度平均值低于或等于0℃，呼吸閥需采取防凍措施。 這是為了避免因閥盤凍住或阻塞導致的排氣不暢或補氣不足，進而引發(fā)儲罐超壓或低壓問題。
? 呼吸閥相關標準
呼吸閥的常用標準包括：
SY/T 0511.1-2010《石油儲罐附件 第1部分：呼吸閥》
TB/T 3319-2013《鐵道罐車用呼吸式安全閥》
QC/T 1064-2017《道路運輸易燃液體危險貨物罐式車輛 呼吸閥》
這些標準為呼吸閥的設計、制造、測試和使用提供了詳細的規(guī)范和指導，確保其性能和質量符合相關要求。
1.低壓儲罐全天候阻火呼吸閥作用及設計方案儲罐呼吸閥安裝要求
1.1 ◆ 哪些儲罐需安裝呼吸閥
在石油化工企業(yè)中，呼吸閥是設備，它對于儲罐的安全運行至關重要。根據(jù)相關標準，甲B、乙類液體的固定頂罐，以及采用氮氣密封的儲罐均需安裝呼吸閥。呼吸閥能夠平衡儲罐內外的壓力，防止因壓力差過大而導致的儲罐損壞或安全事故。
根據(jù)《石油化工企業(yè)設計防火標準》GB 50160-2008（2018年版）第6.2.19條的規(guī)定，甲B、乙類液體的固定頂罐必須配備阻火器和呼吸閥。此外，若儲罐采用氮氣或其他氣體進行氣封，還應增設事故泄壓設備，以確保儲罐的安全運行。
根據(jù)《建筑設計防火規(guī)范》GB 50016—2014（2018年版）第5.4.15條的規(guī)定，對于設置在建筑內的鍋爐和柴油發(fā)電機，其燃料供給管道必須符合特定的安全要求。這些要求旨在確保這些設備在運行過程中的安全性，防止?jié)撛诘幕馂娘L險。
鍋爐和柴油發(fā)電機燃料供給管道的安全措施在建筑物入口和設備間內，必須安裝自動和手動切斷閥，以保障燃料供給管道的安全。此外，儲油間的油箱需密閉，并配備通向室外的通氣管。該通氣管上應安裝帶阻火器的呼吸閥，同時，油箱底部應設有防止油品流散的設施，以確保萬一發(fā)生意外時，能夠迅速切斷油品供應。
燃氣供給管道的敷設規(guī)范必須遵循《城鎮(zhèn)燃氣設計規(guī)范》GB 50028的現(xiàn)行國家標準，以確保其安全性和穩(wěn)定性。
所有儲罐通向大氣的通氣管口都必須裝設呼吸閥，以防止?jié)撛诘男孤┖突馂娘L險。
儲罐的排布和相關安全措施應根據(jù)《石油庫設計規(guī)范》GB 50074-2014的詳細規(guī)定來進行，確保儲罐的安全性和穩(wěn)定性。
1.2 ◆ 呼吸閥安裝要求和標準
儲罐通大氣的通氣管需安裝呼吸閥，確保安全。呼吸閥的技術參數(shù)應符合設計要求，全天候設計適應低溫環(huán)境。
根據(jù)《石油庫設計規(guī)范》GB 50074-2014的第6.4.5條，呼吸閥的排氣壓力必須小于儲罐的設計正壓力，而進氣壓力則應大于儲罐的設計負壓力，以確保其正常工作。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，以適應惡劣條件。
《石油天然氣工程設計防火規(guī)范》（GB 50183-2004）也有相關規(guī)定，明確了罐體安全附件的設置要求。
022低壓儲罐全天候阻火呼吸閥作用及設計方案.呼吸閥的檢驗與維護
2.1 ◆ 呼吸閥檢驗要求
呼吸閥作為預防罐體破裂和阻止外部火源引爆的關鍵設備，其性能的穩(wěn)定至關重要。因此，必須定期對呼吸閥進行專業(yè)檢驗，確保其處于良好工作狀態(tài)。呼吸閥應每年全面檢驗，詳細審查歷史資料，確保設備性能符合標準，包含外觀檢查和功能試驗。
根據(jù)《常壓儲罐完整性管理》（GB/T37327-2019），針對常壓儲罐所配備的呼吸閥，應每年至少進行一次全面的檢驗工作。檢驗之前，需要詳細審查關鍵資料，包括呼吸閥的產品型號及其操作壓力等級，制造日期、產品合格證、安裝日期以及竣工驗收的相關文件等。
此外，還需確保呼吸閥的開啟壓力、通氣量及泄漏量均能滿足最初的設計要求。
企業(yè)應嚴格遵循規(guī)范，對儲罐的呼吸閥進行定期專業(yè)檢查或檢測，并詳細填寫相關的檢查維護記錄。
2.2 ◆ 呼吸閥維護保養(yǎng)要點
定期清洗和潤滑呼吸閥以防銹蝕和卡死，檢查密封性能，確保靈活好用，防漏氣與堵塞，特別關注冬季凍結問題。
呼吸閥的維護保養(yǎng)應包含對泄漏、卡死、粘結、堵塞、凍結等問題的預防和處理。日常的維護保養(yǎng)也不可忽視，包括清潔、潤滑以及檢查各部件的緊固情況等。
定期檢查呼吸閥可能出現(xiàn)的常見故障，如漏氣、卡死、粘結、堵塞、凍結和壓力閥及真空閥常開等。為確保呼吸閥的靈活好用，建議定期對其進行清洗和潤滑，并監(jiān)控密封襯墊是否發(fā)生漏氣。
呼吸閥應每年進行一次定期校正，校正過程需遵循相關標準。
通過系統(tǒng)的安裝和維護管理，企業(yè)的儲罐呼吸閥才能夠在關鍵時刻發(fā)揮應有的安全保護作用。
一、低壓儲罐全天候阻火呼吸閥作用及設計方案阻火呼吸閥的核心作用與安裝必要性
阻火呼吸閥是儲罐安全的關鍵部件，兼具阻火和壓力調節(jié)功能。安裝不當可能導致油氣泄漏或火災風險。例如，美國石油學會API 2000標準明確要求，呼吸閥需在-0.5kPa至+2kPa范圍內正常啟閉（參考源：API 2000第七版）。安裝時需重點關注以下環(huán)節(jié)：
1. 選址要求：
- 距離罐頂通氣口≤1米，避免彎頭或變徑管干擾氣流。
- 周圍50cm內無遮擋物，確保通風順暢。
2. 安裝方向：
- 閥體箭頭標記需與介質流向一致，反向安裝會導致密封失效。
- 水平安裝時傾角≤15°（參考源：GB/T 13347-2010），防止冷凝液積聚。
二、分步安裝流程與實操要點
1. 預安裝檢查：
- 核對閥門型號與儲罐設計壓力匹配（常見型號：HXF-Ⅰ型適用常壓罐，HXF-Ⅳ型耐壓2.5kPa）。
- 檢查阻火層是否無破損，可用強光透射法檢測。
2. 緊固與密封：
- 使用防靜電墊片，螺栓按對角線順序擰緊，扭矩值參考下表：
螺栓規(guī)格
扭矩值（N·m）
M10 | 35-40 |
M12 | 60-65 |
- 密封測試：用肥皂水涂抹法蘭接口，加壓至1.2倍工作壓力，無氣泡為合格。
三、常見問題與專業(yè)解決方案
- 問題1：閥門頻繁啟閉
原因：選型壓力閾值不匹配。例如柴油罐建議設定值-0.3kPa/+1.8kPa（參考源：SH/T 3413-2019）。
- 問題2：冬季閥盤凍結
對策：加裝電伴熱帶，維持環(huán)境溫度≥5℃。
四、驗收與維護規(guī)范
1. 驗收時需進行阻爆性能測試，火焰?zhèn)鞑ニ俣葢?5m/s（參考源：ISO 16852）。
2. 每季度清理阻火層積碳，使用軟毛刷避免金屬損傷。
