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化工儲(chǔ)罐襯四氟阻火呼吸閥應(yīng)用案例
全天候防爆阻火呼吸閥。該產(chǎn)品集阻火器與呼吸閥為一體，其新穎的結(jié)構(gòu)為國(guó)內(nèi)。它是石化儲(chǔ)罐的新型安全設(shè)備，其優(yōu)點(diǎn)是阻火呼吸性能好，重量輕，維修方便。該呼吸閥產(chǎn)品適用于儲(chǔ)存內(nèi)點(diǎn)低于 28 ℃的甲類(lèi)油品和閃點(diǎn)低于 60 ℃的乙類(lèi)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，它在 -35 ℃ -60 ℃的溫度環(huán)境中正常工作。在化工行業(yè)中，儲(chǔ)罐的安全性和穩(wěn)定性至關(guān)重要。這不僅關(guān)乎企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，更與人員安全、環(huán)境保護(hù)緊密相連。而襯四氟呼吸閥，作為化工儲(chǔ)罐的關(guān)鍵安全裝置，其在保障儲(chǔ)罐安全方面發(fā)揮著不可替代的作用。
一、化工儲(chǔ)罐襯四氟阻火呼吸閥應(yīng)用案例設(shè)置目的和要求
5.1.3下列儲(chǔ)罐通向大氣的通氣管上應(yīng)設(shè)呼吸閥：
a)儲(chǔ)存甲B、乙類(lèi)液體的固定頂儲(chǔ)罐和地上臥式儲(chǔ)罐；
b) 采用氮?dú)饣蚱渌栊詺怏w密封保護(hù)系統(tǒng)的儲(chǔ)罐。
GB 50160-2008 石油化工企業(yè)設(shè)計(jì)防火標(biāo)準(zhǔn)（2018年版）
6.2.19甲B、乙類(lèi)液體的固定頂罐應(yīng)設(shè)阻火器和呼吸閥；對(duì)于采用氮?dú)饣蚱渌麣怏w氣封的甲B、乙類(lèi)液體的儲(chǔ)罐還應(yīng)設(shè)置事故泄壓 設(shè)備。
儲(chǔ)罐上安裝呼吸閥是為了確保儲(chǔ)罐系統(tǒng)的安全性和環(huán)境保護(hù)，同時(shí)也有助于提高物料儲(chǔ)存的經(jīng)濟(jì)效益。通過(guò)正確選擇、安裝和維護(hù)呼吸閥，可以最大限度地發(fā)揮其優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)減少潛在的風(fēng)險(xiǎn)。
（1）保護(hù)儲(chǔ)罐免遭超壓和真空的危險(xiǎn)：呼吸閥通過(guò)自動(dòng)調(diào)節(jié)儲(chǔ)罐內(nèi)外的壓力差，確保儲(chǔ)罐在正常操作過(guò)程中不會(huì)因壓力過(guò)高或過(guò)低而受損。這有助于防止儲(chǔ)罐的結(jié)構(gòu)性損壞，如罐體鼓包或塌陷。
（2）減少揮發(fā)性介質(zhì)的泄漏：儲(chǔ)罐內(nèi)存儲(chǔ)的揮發(fā)性介質(zhì)在溫度變化時(shí)會(huì)發(fā)生膨脹或收縮，導(dǎo)致壓力變化。呼吸閥能夠及時(shí)調(diào)節(jié)這些壓力變化，減少介質(zhì)的蒸發(fā)和泄漏，從而降低對(duì)環(huán)境的污染。
（3）與氣封系統(tǒng)連用：呼吸閥可以與氮封或其他氣體封閉系統(tǒng)結(jié)合使用，這樣可以進(jìn)一步減少儲(chǔ)罐內(nèi)介質(zhì)的蒸發(fā)損失，同時(shí)防止外界空氣進(jìn)入儲(chǔ)罐，避免物料氧化或污染，這對(duì)于保持物料的質(zhì)量和防止化學(xué)反應(yīng)非常重要。
（4）與阻火器配套使用：阻火器是一種安全裝置，用于防止外部火焰通過(guò)呼吸閥進(jìn)入儲(chǔ)罐。當(dāng)呼吸閥與阻火器配套使用時(shí)，可以有效地防止因火花或火焰引起的儲(chǔ)罐內(nèi)介質(zhì)點(diǎn)燃，從而避免爆炸事故的發(fā)生。
二、化工儲(chǔ)罐襯四氟阻火呼吸閥應(yīng)用案例結(jié)構(gòu)與工作原理
1.呼吸閥產(chǎn)品應(yīng)符合SY/T 0511-2010標(biāo)準(zhǔn)要求，其結(jié)構(gòu)示意圖如下所示：襯四氟呼吸閥的工作原理
襯四氟呼吸閥是一種特殊的閥門(mén)，其內(nèi)部芯件和密封圈通常采用聚四氟乙烯（PTFE）材料。這種材料具有的耐腐蝕性和耐高溫性，能夠應(yīng)對(duì)化工儲(chǔ)罐中各種復(fù)雜、惡劣的環(huán)境。當(dāng)儲(chǔ)罐內(nèi)部壓力過(guò)高時(shí)，呼吸閥的正壓閥盤(pán)會(huì)自動(dòng)打開(kāi)，將多余的氣體排出，以降低內(nèi)部壓力；而當(dāng)儲(chǔ)罐內(nèi)部壓力過(guò)低時(shí)，負(fù)壓閥盤(pán)則會(huì)自動(dòng)關(guān)閉，防止外部空氣進(jìn)入，以保持內(nèi)部壓力穩(wěn)定。這種自動(dòng)調(diào)節(jié)的功能，確保了儲(chǔ)罐的安全穩(wěn)定運(yùn)行。
化工儲(chǔ)罐襯四氟阻火呼吸閥應(yīng)用案例的重要性
安全性的保障：化工儲(chǔ)罐中儲(chǔ)存的介質(zhì)往往具有易燃、易爆、有毒等特性，一旦發(fā)生泄漏或爆炸，后果不堪設(shè)想。襯四氟呼吸閥通過(guò)調(diào)節(jié)儲(chǔ)罐內(nèi)外壓力，有效防止了因壓力過(guò)高或過(guò)低而引發(fā)的安全事故，為儲(chǔ)罐的安全運(yùn)行提供了堅(jiān)實(shí)的保障。
環(huán)保性的提升：化工儲(chǔ)罐中的介質(zhì)一旦泄漏，不僅會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染，還可能對(duì)人員健康造成威脅。襯四氟呼吸閥的密封性能好，能夠有效防止介質(zhì)泄漏，保護(hù)了環(huán)境和人員的安全。
經(jīng)濟(jì)性的優(yōu)化：襯四氟呼吸閥的結(jié)構(gòu)緊湊，通氣量大，泄漏量小，這不僅降低了能耗，還減少了維護(hù)成本。同時(shí)，由于其耐腐蝕性強(qiáng)，使用壽命長(zhǎng)，進(jìn)一步降低了企業(yè)的運(yùn)營(yíng)成本。
在化工行業(yè)中，襯四氟呼吸閥無(wú)疑是化工儲(chǔ)罐的“守護(hù)神"。它以其的工作原理和顯著的優(yōu)勢(shì)，為儲(chǔ)罐的安全、環(huán)保和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行提供了強(qiáng)有力的支持。隨著化工行業(yè)的不斷發(fā)展，對(duì)儲(chǔ)罐安全性的要求也越來(lái)越高。因此，加強(qiáng)襯四氟呼吸閥的研發(fā)和應(yīng)用，對(duì)于提升化工儲(chǔ)罐的安全性和穩(wěn)定性具有重要意義。同時(shí)，企業(yè)也應(yīng)加強(qiáng)對(duì)儲(chǔ)罐安全管理的重視，確保儲(chǔ)罐的安全運(yùn)行，為企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展提供有力保障。
2.儲(chǔ)罐呼吸閥是安裝在儲(chǔ)存易揮發(fā)液體（如石油、化學(xué)品等）的固定頂儲(chǔ)罐上的安全附件，它的主要作用是調(diào)節(jié)儲(chǔ)罐內(nèi)外的壓力平衡，防止儲(chǔ)罐因壓力變化而發(fā)生變形或損壞，同時(shí)減少儲(chǔ)罐內(nèi)液體的揮發(fā)損失。呼吸閥的工作原理主要基于以下兩個(gè)方面：
① 壓力釋放：當(dāng)儲(chǔ)罐內(nèi)溫度升高，導(dǎo)致罐內(nèi)氣體體積膨脹，壓力增加時(shí)，呼吸閥會(huì)自動(dòng)開(kāi)啟，釋放多余的壓力，防止儲(chǔ)罐因過(guò)壓而損壞。這個(gè)過(guò)程被稱(chēng)為“排氣"或“呼吸"。
②真空吸入：相反地，當(dāng)儲(chǔ)罐內(nèi)溫度降低，罐內(nèi)氣體收縮，壓力降低時(shí)，呼吸閥會(huì)打開(kāi)，允許外部空氣進(jìn)入儲(chǔ)罐，以防止儲(chǔ)罐因真空度過(guò)高而造成塌陷。這個(gè)過(guò)程被稱(chēng)為“吸氣"。
三、化工儲(chǔ)罐襯四氟阻火呼吸閥應(yīng)用案例呼出呼入壓力的確定
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)。
對(duì)應(yīng)表1可知，常壓儲(chǔ)罐通常選用C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 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E級(jí)的呼吸閥,來(lái)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)罐吸閥的負(fù)壓吸入壓力設(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。
四、化工儲(chǔ)罐襯四氟阻火呼吸閥應(yīng)用案例呼吸量計(jì)算
5.1.4 呼吸閥的排氣壓力應(yīng)小于儲(chǔ)罐的設(shè)計(jì)正壓力，呼吸閥的進(jìn)氣壓力應(yīng)高于儲(chǔ)罐的設(shè)計(jì)負(fù)壓力。
5.1.6 通氣管或呼吸閥的通氣量，不得小于下列各項(xiàng)的呼出量之和或吸入量之和：
a)液體出罐時(shí)的最大出液量所造成的空氣吸入量，應(yīng)按液體最大出液量考慮；
b)液體進(jìn)入固定頂儲(chǔ)罐時(shí)所造成的罐內(nèi)液體氣體呼出量，當(dāng)液體閃點(diǎn)(閉口)高于45℃時(shí)， 應(yīng)按最大進(jìn)液量的1.07倍考慮；當(dāng)液體閃點(diǎn)(閉口)低于或等于45℃時(shí)，應(yīng)按最大進(jìn)液 量的2.14倍考慮。液體進(jìn)入采用氮?dú)饣蚱渌栊詺怏w密封保護(hù)系統(tǒng)的內(nèi)浮頂儲(chǔ)罐時(shí)所造成的罐內(nèi)氣體呼出量，應(yīng)按最大進(jìn)液量考慮；
c)因大氣最大溫降導(dǎo)致罐內(nèi)氣體收縮所造成儲(chǔ)罐吸入的空氣量和因大氣最大溫升導(dǎo)致罐內(nèi)氣 體膨脹而呼出的氣體，宜按表5.1.6確定。
五、化工儲(chǔ)罐襯四氟阻火呼吸閥應(yīng)用案例的選用
在確定了呼吸量 Q(m3/h)之后,按照氣體的流速u(mài)在3~5m/s考慮,通過(guò)公式d=18.81V0.5u-0.5可以確定呼吸閥進(jìn)出口管徑,通過(guò)向上圓整,選擇適當(dāng)?shù)拈y門(mén)尺寸。當(dāng)呼吸閥與阻火器連用時(shí)，需要考慮阻火器的壓降。
目前市場(chǎng)上常用的呼吸閥規(guī)格連接法蘭公稱(chēng)通徑DN有:50mm、80mm、100mm、150mm、200mm.250mm 、300mm、350mm。
同時(shí)考慮呼吸閥的工作溫度。呼吸閥按照工作溫度可分為全天候型與普通型。全天候型呼吸閥的適用范圍為-30℃~60℃,型式代號(hào)為Q。普通型呼吸閥適用操作溫度為0℃~60℃,型式代號(hào)為P。結(jié)合呼吸閥的尺寸與工作溫度,選出設(shè)計(jì)工況的呼吸閥。
性能及特點(diǎn)：
殼體選用鑄鋼和鋁合金，耐腐蝕性好；
波紋阻火層采用不銹鋼材料，阻火性能好，耐腐蝕性能好；
結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易檢修，安全方便；
化工儲(chǔ)罐襯四氟阻火呼吸閥應(yīng)用案例主要技術(shù)參數(shù)和零部件材料：
正壓 | 355Pa (36毫米水柱) | 閥體材料 | 碳鋼WCB、不銹鋼304、316、鋁合金 |
負(fù)壓 | 295Pa (30毫米水柱) | 正壓閥盤(pán)材料 | 不銹鋼304、316、鋁合金 |
B級(jí)正壓 | 980Pa (100毫米水柱) | 負(fù)壓閥盤(pán)材料 | 不銹鋼304、316、四氟PTFE |
負(fù)壓 | 295Pa (30毫米水柱) | 環(huán)境溫度 ℃ | -30~60 |
C級(jí)正壓 | 1765Pa (180毫米水柱) | 操作壓力 Pa | -295~98000 -30mmH2O~+10000mmH2O |
負(fù)壓 | 295Pa (30毫米水柱) |
國(guó)標(biāo)法蘭連接外形尺寸： GB、JB
| 規(guī)格 | 安裝尺寸（mm） | ||||
| D1 | D | D3 | H | M-h | |
| DN50 | ?110 | 140 | 160 | 255 | 4×12 |
| DN100 | ?170 | 205 | 235 | 480 | 4×16 |
| DN150 | ?225 | 260 | 295 | 547 | 8×16 |
| DN200 | ?280 | 315 | 355 | 658 | 8×16 |
| DN250 | ?335 | 370 | 420 | 705 | 12×16 |
美標(biāo)法蘭連接尺寸：ANSI、API、ASME 可供JIS標(biāo)準(zhǔn)
| 規(guī)格 | 安裝尺寸（mm） | ||||
| D1 | D | D3 | H | M-h | |
| 2" | 120.5 | 152 | 160 | 255 | 4×19 |
| 4" | 190.5 | 229 | 265 | 290 | 8×19 |
| 6" | 241.5 | 254 | 305 | 330 | 8×22 |
| 8" | 298.5 | 343 | 355 | 350 | 8×22 |
| 10" | 362 | 406 | 420 | 400 | 12×25 |
化工儲(chǔ)罐襯四氟阻火呼吸閥應(yīng)用案例維護(hù)與保養(yǎng)：
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。
六、化工儲(chǔ)罐襯四氟阻火呼吸閥應(yīng)用案例呼吸閥安裝與維護(hù)：
呼吸閥的安裝需要注意以下幾點(diǎn)：
1)呼吸閥應(yīng)該安裝 在儲(chǔ)罐頂部的最高點(diǎn)，這樣可以確保在儲(chǔ)罐內(nèi)壓力變化時(shí)，氣體能夠順利地通過(guò)呼吸閥進(jìn)出，維持儲(chǔ)罐內(nèi)外的壓力平衡。如果安裝兩個(gè)呼吸閥，對(duì)稱(chēng)布置可以確保壓力平衡，避免偏斜。
2)在氮封儲(chǔ)罐上安裝呼吸閥時(shí) ，需要確保氮?dú)夤艿奈恢眠h(yuǎn)離呼吸閥接口且接管插人罐內(nèi)200mm。目的是為了防止氮?dú)庵苯油ㄟ^(guò)呼吸閥排出，從而保持儲(chǔ)罐內(nèi)的氮封狀態(tài)，防止空氣進(jìn)入儲(chǔ)罐，減少所存儲(chǔ)物質(zhì)的氧化。
3)如果使用呼吸閥的地區(qū)最冷月份平均氣溫低于或等于0℃,呼吸閥必須有 防凍措施,以防止呼吸閥閥盤(pán)凍住或堵塞導(dǎo)致儲(chǔ)罐排氣不暢或補(bǔ)氣不足,而造成儲(chǔ)罐低壓癟罐或者超壓鼓罐。
4）在呼吸閥正確安裝后,為了能夠使其安全持續(xù)地運(yùn)行,應(yīng)注意后期的檢修與維護(hù)。至少每半年檢查一次呼吸閥的網(wǎng)面是否堵塞或腐蝕。如果發(fā)現(xiàn)有堵塞應(yīng)即時(shí)清理確保網(wǎng)面干凈。盡量一年檢驗(yàn)一次呼吸閥保證其操作壓力在正常范圍。 年檢不合格的呼吸閥應(yīng)及時(shí)更換,不要使其只成為一個(gè)擺件,埋下安全隱患,從而造成重大安全事故。
5）補(bǔ)充知識(shí)：為了防止呼吸閥凍結(jié)或凝結(jié)，可以采取以下措施：
加熱系統(tǒng)：安裝加熱系統(tǒng)，如電加熱器、蒸汽伴熱線或熱水循環(huán)系統(tǒng)，以確保呼吸閥及其附近的管道保持在一個(gè)高于冰點(diǎn)的溫度。
保溫材料：使用保溫材料，如保溫棉或泡沫材料，包裹呼吸閥和相關(guān)的管道，以減少熱量損失，防止冷凝。
防凝設(shè)計(jì)：選擇具有防凝設(shè)計(jì)的呼吸閥，例如，閥體和閥座材料能夠承受低溫，或者設(shè)計(jì)有加熱元件的呼吸閥。
排水和排放：在呼吸閥和管道的低點(diǎn)安裝排水裝置，以便排出冷凝水，防止水結(jié)冰堵塞通道。
定期檢查和維護(hù)：定期檢查和維護(hù)呼吸閥，確保加熱系統(tǒng)正常工作，保溫材料完好無(wú)損，以及排水系統(tǒng)暢通。
使用防凍劑：在某些情況下，可以在儲(chǔ)罐內(nèi)加入少量的防凍劑，以降低液體的冰點(diǎn)，從而減少呼吸閥凍結(jié)的風(fēng)險(xiǎn)。
選擇合適的呼吸閥位置：避免將呼吸閥安裝在容易受到冷空氣直接吹襲的位置，減少冷凝和凍結(jié)的風(fēng)險(xiǎn)。
操作優(yōu)化：優(yōu)化儲(chǔ)罐的操作流程，如減少儲(chǔ)罐的周轉(zhuǎn)次數(shù)，以減少儲(chǔ)罐內(nèi)液體的溫度波動(dòng)，從而降低呼吸閥凍結(jié)的風(fēng)險(xiǎn)。
環(huán)境監(jiān)測(cè)：使用溫度傳感器等設(shè)備監(jiān)測(cè)環(huán)境溫度，以便在溫度降至冰點(diǎn)以下時(shí)采取預(yù)防措施。
七、化工儲(chǔ)罐襯四氟阻火呼吸閥應(yīng)用案例通氣孔及呼吸閥設(shè)置注意事項(xiàng)
通氣孔的應(yīng)用：對(duì)于揮發(fā)性較小、毒性危害程度較低的介質(zhì)，如柴油、煤油和消防水，可以采用環(huán)形通氣孔。這些通氣孔通常設(shè)置在拱頂罐罐壁頂層圈板上，以實(shí)現(xiàn)罐內(nèi)與大氣之間的自然通風(fēng)，從而維持壓力平衡。
呼吸閥的應(yīng)用：對(duì)于揮發(fā)性較強(qiáng)或毒性危害程度較高的介質(zhì)，如苯、汽油等，應(yīng)在罐頂設(shè)置呼吸閥。這些呼吸閥通常與內(nèi)浮頂罐配合使用，并可與氮封系統(tǒng)結(jié)合，以減少介質(zhì)蒸發(fā)和外界空氣的進(jìn)入，保持介質(zhì)的純度和防止氧化。
呼吸閥與通氣孔的比較：呼吸閥相對(duì)于通氣孔來(lái)說(shuō)，能夠更有效地降低油品損耗和節(jié)約物料。這是因?yàn)楹粑y能夠在儲(chǔ)罐內(nèi)壓力變化時(shí)自動(dòng)開(kāi)啟和關(guān)閉，而通氣孔則始終開(kāi)放，無(wú)法防止介質(zhì)的蒸發(fā)和泄漏。
避免同時(shí)安裝呼吸閥和通氣孔：一個(gè)儲(chǔ)罐不應(yīng)同時(shí)安裝呼吸閥和設(shè)置通氣孔，因?yàn)檫@樣會(huì)導(dǎo)致呼吸閥失去其調(diào)節(jié)壓力的功能。通氣孔的持續(xù)開(kāi)放會(huì)使得呼吸閥無(wú)法有效地控制儲(chǔ)罐內(nèi)外的壓力差，從而降低其效果。
