一、石油化工儲罐呼吸閥呼吸量計算呼吸閥設置目的和要求

5.1.3下列儲罐通向大氣的通氣管上應設呼吸閥：

a)儲存甲B、乙類液體的固定頂儲罐和地上臥式儲罐；

b) 采用氮氣或其他惰性氣體密封保護系統(tǒng)的儲罐。

GB 50160-2008 石油化工企業(yè)設計防火標準（2018年版）

6.2.19甲B、乙類液體的固定頂罐應設阻火器和呼吸閥；對于采用氮氣或其他氣體氣封的甲B、乙類液體的儲罐還應設置事故泄壓 設備。

儲罐上安裝呼吸閥是為了確保儲罐系統(tǒng)的安全性和環(huán)境保護，同時也有助于提高物料儲存的經(jīng)濟效益。通過正確選擇、安裝和維護呼吸閥，可以最大限度地發(fā)揮其優(yōu)點，同時減少潛在的風險。

（1）保護儲罐免遭超壓和真空的危險：呼吸閥通過自動調(diào)節(jié)儲罐內(nèi)外的壓力差，確保儲罐在正常操作過程中不會因壓力過高或過低而受損。這有助于防止儲罐的結構性損壞，如罐體鼓包或塌陷。

（2）減少揮發(fā)性介質(zhì)的泄漏：儲罐內(nèi)存儲的揮發(fā)性介質(zhì)在溫度變化時會發(fā)生膨脹或收縮，導致壓力變化。呼吸閥能夠及時調(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)結合使用，這樣可以進一步減少儲罐內(nèi)介質(zhì)的蒸發(fā)損失，同時防止外界空氣進入儲罐，避免物料氧化或污染，這對于保持物料的質(zhì)量和防止化學反應非常重要。

（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呼吸閥進入儲罐。當呼吸閥與阻火器配套使用時，可以有效地防止因火花或火焰引起的儲罐內(nèi)介質(zhì)點燃，從而避免爆炸事故的發(fā)生。

二、石油化工儲罐呼吸閥呼吸量計算呼吸閥結構與工作原理

1. 呼吸閥產(chǎn)品應符合SY/T 0511-2010標準要求，其結構示意圖如下所示：2.儲罐呼吸閥是安裝在儲存易揮發(fā)液體（如石油、化學品等）的固定頂儲罐上的安全附件，它的主要作用是調(diào)節(jié)儲罐內(nèi)外的壓力平衡，防止儲罐因壓力變化而發(fā)生變形或損壞，同時減少儲罐內(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方面：

① 壓力釋放：當儲罐內(nèi)溫度升高，導致罐內(nèi)氣體體積膨脹，壓力增加時，呼吸閥會自動開啟，釋放多余的壓力，防止儲罐因過壓而損壞。這個過程被稱為“排氣"或“呼吸"。

②真空吸入：相反地，當儲罐內(nèi)溫度降低，罐內(nèi)氣體收縮，壓力降低時，呼吸閥會打開，允許外部空氣進入儲罐，以防止儲罐因真空度過高而造成塌陷。這個過程被稱為“吸氣"。

三、石油化工儲罐呼吸閥呼吸量計算呼吸閥呼出呼入壓力的確定

一般情況下，常壓儲罐的正常操作壓力維持在 500Pa(G)左右,其設計壓力通常為-500Pa~2000Pa(G)。

對應表1可知，常壓儲罐通常選用C級的呼吸閥,呼氣壓力為980Pa,這樣既可以減少儲罐中易揮發(fā)物料的損失，又可以避免儲罐出現(xiàn)超壓的風險。必須要注意的是，如果呼吸閥排氣端管線較長,氣體流動阻力較大,或吸閥排氣端管線有液封導致呼吸閥排氣端系統(tǒng)背壓較大，此時就需要選擇呼出壓力相對較低的 的呼吸閥,因為儲罐的最大操作壓力等于呼吸閥的設定呼出壓力加上呼出管網(wǎng)系統(tǒng)的背壓(動背壓+靜背壓),還要考慮呼吸閥結構特性導致的延遲起跳超壓，只有上述加和值小于儲罐的正壓設計壓力,這樣才能避免儲罐出現(xiàn)超壓鼓罐的風險。

反之,如果呼吸閥排氣端管線直接接到風機入口,風機對呼吸閥排氣管網(wǎng)有抽吸作用,導致呼吸閥排氣端管網(wǎng)壓力降低,甚至為負壓，此時就需要選擇呼出壓力相對較高的E級的呼吸閥,來抵消風機的抽負作用,以減少儲罐內(nèi)物料的揮發(fā)損失,保證儲罐免受負壓風險。同時，由于通常情況下,儲罐設計的耐負壓值為-500Pa,故儲罐吸閥的負壓吸入壓力設置成常規(guī)的-295Pa是可以保證儲罐免受負壓而憋罐的。

四、石油化工儲罐呼吸閥呼吸量計算呼吸閥呼吸量計算

5.1.4 呼吸閥的排氣壓力應小于儲罐的設計正壓力，呼吸閥的進氣壓力應高于儲罐的設計負壓力。

5.1.6 通氣管或呼吸閥的通氣量，不得小于下列各項的呼出量之和或吸入量之和：

a)液體出罐時的最大出液量所造成的空氣吸入量，應按液體最大出液量考慮；

b)液體進入固定頂儲罐時所造成的罐內(nèi)液體氣體呼出量，當液體閃點(閉口)高于45℃時， 應按最大進液量的1.07倍考慮；當液體閃點(閉口)低于或等于45℃時，應按最大進液 量的2.14倍考慮。液體進入采用氮氣或其他惰性氣體密封保護系統(tǒng)的內(nèi)浮頂儲罐時所造成的罐內(nèi)氣體呼出量，應按最大進液量考慮；

c)因大氣最大溫降導致罐內(nèi)氣體收縮所造成儲罐吸入的空氣量和因大氣最大溫升導致罐內(nèi)氣 體膨脹而呼出的氣體，宜按表5.1.6確定。

五、石油化工儲罐呼吸閥呼吸量計算呼吸閥的選用

在確定了呼吸量 Q(m3/h)之后,按照氣體的流速u在3~5m/s考慮,通過公式d=18.81V0.5u-0.5可以確定呼吸閥進出口管徑,通過向上圓整,選擇適當?shù)拈y門尺寸。當呼吸閥與阻火器連用時，需要考慮阻火器的壓降。

目前市場上常用的呼吸閥規(guī)格連接法蘭公稱通徑DN有:50mm、80mm、100mm、150mm、200mm.250mm 、300mm、350mm。

同時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℃,型式代號為Q。普通型呼吸閥適用操作溫度為0℃~60℃,型式代號為P。結合呼吸閥的尺寸與工作溫度,選出設計工況的呼吸閥。

六、石油化工儲罐呼吸閥呼吸量計算呼吸閥安裝與維護：

呼吸閥的安裝需要注意以下幾點：

1)呼吸閥應該安裝 在儲罐頂部的最高點，這樣可以確保在儲罐內(nèi)壓力變化時，氣體能夠順利地通過呼吸閥進出，維持儲罐內(nèi)外的壓力平衡。如果安裝兩個呼吸閥，對稱布置可以確保壓力平衡，避免偏斜。

2)在氮封儲罐上安裝呼吸閥時 ，需要確保氮氣管的位置遠離呼吸閥接口且接管插人罐內(nèi)200mm。目的是為了防止氮氣直接通過呼吸閥排出，從而保持儲罐內(nèi)的氮封狀態(tài)，防止空氣進入儲罐，減少所存儲物質(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,以防止呼吸閥閥盤凍住或堵塞導致儲罐排氣不暢或補氣不足,而造成儲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)地運行,應注意后期的檢修與維護。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)有堵塞應即時清理確保網(wǎng)面干凈。盡量一年檢驗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及時更換,不要使其只成為一個擺件,埋下安全隱患,從而造成重大安全事故。

5）補充知識：為了防止呼吸閥凍結或凝結，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高于冰點的溫度。

保溫材料：使用保溫材料，如保溫棉或泡沫材料，包裹呼吸閥和相關的管道，以減少熱量損失，防止冷凝。

防凝設計：選擇具有防凝設計的呼吸閥，例如，閥體和閥座材料能夠承受低溫，或者設計有加熱元件的呼吸閥。

排水和排放：在呼吸閥和管道的低點安裝排水裝置，以便排出冷凝水，防止水結冰堵塞通道。

定期檢查和維護：定期檢查和維護呼吸閥，確保加熱系統(tǒng)正常工作，保溫材料完好無損，以及排水系統(tǒng)暢通。

使用防凍劑：在某些情況下，可以在儲罐內(nèi)加入少量的防凍劑，以降低液體的冰點，從而減少呼吸閥凍結的風險。

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，減少冷凝和凍結的風險。

操作優(yōu)化：優(yōu)化儲罐的操作流程，如減少儲罐的周轉次數(shù)，以減少儲罐內(nèi)液體的溫度波動，從而降低呼吸閥凍結的風險。

環(huán)境監(jiān)測：使用溫度傳感器等設備監(jiān)測環(huán)境溫度，以便在溫度降至冰點以下時采取預防措施。

◆ 1.1.石油化工儲罐呼吸閥呼吸量計算適用標準概述

在儲罐的使用過程中，需要根據(jù)實際情況來決定是否需要安裝呼吸閥，以確保其安全和穩(wěn)定運行。

◆ 1.2.石油化工與建筑設計標準

《石油化工企業(yè)設計防火標準》GB 50160-2008（2018年版）第6.2.19條明確規(guī)定，甲B、乙類液體的固定頂罐必須配備阻火器和呼吸閥，以確保其安全。此外，若儲罐采用氮氣或其他氣體進行氣封，還應額外設置事故泄壓設備，以應對可能發(fā)生的安全事故。

《建筑設計防火規(guī)范》GB 50016—2014（2018年版）第5.4.15條規(guī)定，對于建筑內(nèi)部安裝的鍋爐和柴油發(fā)電機，其燃料供給管道必須滿足以下要求：

• 在進入建筑物前和設備間內(nèi)的管道上必須設置自動和手動切斷閥，確保安全無憂。

• 同時，儲油間的油箱必須密閉，并設有通向室外的通氣管，該通氣管上還需安裝帶阻火器的呼吸閥，以防止意外發(fā)生。

◆ 1.3.石油庫及天然氣標準

《石油庫設計規(guī)范》GB 50074-2014第6.4.4條也規(guī)定，呼吸閥的設計必須考慮壓力和環(huán)境溫度，如排氣壓力需小于儲罐正壓力，進氣壓力需大于負壓力。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，以適應寒冷條件下的使用需求。

《石油天然氣工程設計防火規(guī)范》（GB 50183-2004）第6.4.4條明確要求，污油罐及污水沉降罐的頂部必須配備呼吸閥、阻火器和液壓安全閥。這些設備的主要作用是預防罐體因壓力異常或真空狀態(tài)而發(fā)生破裂，進而導致罐內(nèi)介質(zhì)泄露。

◆ 1.4.呼吸閥的設計壓力和環(huán)境要求

《石油儲罐呼吸閥》SY/T 0511、《石油儲罐液壓安全閥》SY/T 0525.1以及《石油儲罐阻火器》SY/T 0512的標準要求設備的性能符合設計規(guī)范，確保儲罐的安全運行。呼吸閥必須能適應不同的壓力條件和環(huán)境溫度，如在寒冷條件下選擇全天候閥。

022.呼吸閥的檢驗與維護

◆ 2.1.檢驗頻率與項目

呼吸閥的檢驗需每年至少一次，并需對具體情況進行詳細檢查，包括：

• 外觀檢查，確保無異常銹蝕、泄漏現(xiàn)象，且無雜物堵塞。

• 開啟壓力測試和通氣量測量，確保這些指標符合設計要求。

此外，《常壓儲罐完整性管理》（GB/T37327-2019）中規(guī)定了呼吸閥的檢驗頻率、檢查內(nèi)容及準備要求。

◆ 2.2.維護保養(yǎng)舉措與故障預防

為了確保呼吸閥在防火防爆中的性能可靠，其維護需定期校驗，保持靈活和清潔，預防常見故障如漏氣、卡死、堵塞等問題。建議每月至少對呼吸閥進行兩次檢查，確保其處于良好工作狀態(tài)。《SY 5225-2005_石油天然氣鉆井、開發(fā)、儲運防火防爆安全生產(chǎn)技術規(guī)程》也對呼吸閥的維護保養(yǎng)作出了詳細規(guī)定，確保儲罐及其附件的安全可靠性。定期的清潔與潤滑和專業(yè)校驗將有助于延長呼吸閥的使用壽命。