◇ 儲罐呼吸閥規(guī)范與要求檢驗與維護保養(yǎng)呼吸閥在安全中的關(guān)鍵作用
呼吸閥，作為儲罐安全的重要組件，其作用不可忽視。根據(jù)國家標準《石油化工企業(yè)設(shè)計防火標準》（GB 50160-2018）的規(guī)定，甲、乙類液體的固定頂罐必須配備阻火器和呼吸閥，以確保儲罐的安全運行。呼吸閥在儲罐安全中扮演重要角色，通過維持儲罐氣壓平衡和減少介質(zhì)揮發(fā)，確保儲罐安全運行，符合國家相關(guān)標準。呼吸閥不僅能維持儲罐的氣壓平衡，防止其在超壓或真空狀態(tài)下受損，還能有效減少罐內(nèi)介質(zhì)的揮發(fā)和損耗，滿足儲罐大小呼吸的通氣需求。
呼吸閥在儲罐系統(tǒng)中的作用至關(guān)重要。根據(jù)SHT 3007-2014《石油化工儲運系統(tǒng)罐區(qū)設(shè)計規(guī)范》和GB 50160-2008《石油化工企業(yè)設(shè)計防火標準（2018年版）》的規(guī)定，呼吸閥必須安裝在以下類型的儲罐上：
儲存甲B、乙類液體的固定頂儲罐和地上臥式儲罐；
采用氮氣或其他惰性氣體進行密封保護的儲罐。
呼吸閥的安裝旨在確保儲罐系統(tǒng)的安全性和環(huán)境保護，同時提升物料儲存的經(jīng)濟效益。通過恰當?shù)倪x擇、安裝及維護，可以充分發(fā)揮其優(yōu)勢，降低潛在風險。具體而言，呼吸閥的作用體現(xiàn)在以下幾個方面：
保護儲罐免受超壓和真空的損害：呼吸閥能夠自動調(diào)節(jié)儲罐內(nèi)外的壓力差，從而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，進而防止結(jié)構(gòu)性損壞如罐體鼓包或塌陷。
減少揮發(fā)性介質(zhì)的泄漏：揮發(fā)性介質(zhì)在溫度變化時會出現(xiàn)膨脹或收縮，導致壓力波動。呼吸閥能迅速響應(yīng)并調(diào)節(jié)這些壓力變化，有效減少介質(zhì)蒸發(fā)和泄漏，降低環(huán)境污染。
與氣封系統(tǒng)協(xié)同作用：呼吸閥可與氮封或其他氣體封閉系統(tǒng)結(jié)合使用，進一步降低儲罐內(nèi)介質(zhì)的蒸發(fā)損失，同時防止外界空氣侵入，保持物料質(zhì)量并防止化學反應(yīng)。
配合阻火器確保安全：阻火器用于防止外部火焰通過呼吸閥進入儲罐。與阻火器配套使用的呼吸閥能有效預防因火花或火焰引發(fā)的介質(zhì)點燃事故，確保儲罐安全。
儲罐呼吸閥規(guī)范與要求檢驗與維護保養(yǎng)的結(jié)構(gòu)與工作原理
呼吸閥作為儲罐系統(tǒng)中的重要組成部分，其結(jié)構(gòu)與設(shè)計必須嚴格遵循SY/T 0511-2010標準。其結(jié)構(gòu)示意圖如下：
儲罐呼吸閥，這一關(guān)鍵的安全附件，被廣泛應(yīng)用于儲存易揮發(fā)液體（例如石油、化學品等）的固定頂儲罐上。其核心功能在于維持儲罐內(nèi)外的壓力平衡，從而防止因壓力波動導致的儲罐變形或損傷，同時還有助于減少儲罐內(nèi)液體的揮發(fā)損耗。呼吸閥的工作機制可概括為兩大方面：
首先，當儲罐內(nèi)溫度上升，罐內(nèi)氣體因體積膨脹而壓力升高時，呼吸閥會自動啟動，釋放出多余的壓力，此過程被稱為“排氣”或“呼吸”，旨在避免儲罐因過度壓力而受損。
其次，若儲罐內(nèi)溫度下降，罐內(nèi)氣體隨之收縮、壓力降低時，呼吸閥同樣會打開，允許外部空氣進入儲罐，以彌補真空度的不足，防止儲罐因過度真空而塌陷。這一過程則被稱為“吸氣”。
呼吸閥的呼出與呼入壓力設(shè)定
在常規(guī)情況下，常壓儲罐的穩(wěn)定操作壓力大約維持在500Pa(G)左右，其設(shè)計壓力范圍則通常設(shè)定在-500Pa至2000Pa(G)之間。參照表1，對于這類常壓儲罐，我們通常推薦選用C級呼吸閥，其呼氣壓力設(shè)定為980Pa。這樣的設(shè)定既能有效地減少儲罐內(nèi)易揮發(fā)物料的逸散損失，同時也能確保儲罐不會面臨超壓的風險。
必須留意的是，當呼吸閥的排氣端管線較長或存在較大氣體流動阻力，亦或是吸閥排氣端管線有液封導致系統(tǒng)背壓增大時，應(yīng)選用呼出壓力較低的呼吸閥。這是因為儲罐的最大操作壓力是呼吸閥設(shè)定呼出壓力與呼出管網(wǎng)系統(tǒng)背壓之和，還需考慮呼吸閥結(jié)構(gòu)特性帶來的延遲起跳超壓因素。唯有確保上述總和不超過儲罐的正壓設(shè)計壓力，才能有效防范儲罐超壓鼓罐的風險。
相反，若呼吸閥排氣端管線直接與風機入口相連，且風機對呼吸閥排氣管網(wǎng)產(chǎn)生抽吸作用，使得管網(wǎng)壓力降低甚至出現(xiàn)負壓時，則宜選擇呼出壓力較高的E級呼吸閥，以抵消風機的抽負效應(yīng)。這樣不僅能減少儲罐內(nèi)物料的揮發(fā)損失，還能確保儲罐免受負壓風險的影響。同時，鑒于儲罐通常設(shè)計的耐負壓值為-500Pa，將吸閥的負壓吸入壓力設(shè)置為常規(guī)的-295Pa，即可有效防止儲罐因負壓而憋罐。
儲罐呼吸閥規(guī)范與要求檢驗與維護保養(yǎng)呼吸閥呼吸量計算
根據(jù)《石油化工儲運系統(tǒng)罐區(qū)設(shè)計規(guī)范》SH/T 3007-2014的相關(guān)規(guī)定，呼吸閥的排氣壓力必須小于儲罐的設(shè)計正壓力，而進氣壓力則應(yīng)高于儲罐的設(shè)計負壓力，以確保呼吸閥的正常運作。此外，通氣管或呼吸閥的通氣量必須滿足一系列條件，包括液體出罐時的最大出液量所造成的空氣吸入量、液體進入固定頂儲罐時的氣體呼出量，以及因大氣溫度變化導致的罐內(nèi)氣體收縮和膨脹。具體計算時，應(yīng)參照相關(guān)規(guī)范和標準，確保呼吸閥的呼吸量得到準確控制。
儲罐呼吸閥規(guī)范與要求檢驗與維護保養(yǎng)呼吸閥的選用
在確定了呼吸量Q(m3/h)之后，結(jié)合氣體的流速u在3~5m/s的考慮，可以利用公式d=81V5u-5來計算呼吸閥進出口管徑。經(jīng)過向上圓整，選擇適當?shù)拈y門尺寸。特別需要注意的是，當呼吸閥與阻火器聯(lián)合使用時，必須考慮阻火器的壓降影響。
市場上常見的呼吸閥規(guī)格連接法蘭公稱通徑DN有：50mm、80mm、100mm、150mm、200mm、250mm、300mm以及350mm。同時，也要結(jié)合呼吸閥的工作溫度來選擇。呼吸閥可分為全天候型與普通型，前者適用范圍為-30℃~60℃，型式代號為Q；后者適用操作溫度為0℃~60℃，型式代號為P。最終，根據(jù)呼吸閥的尺寸與工作溫度，選出設(shè)計工況的呼吸閥。
◇ 呼吸閥的結(jié)構(gòu)與工作原理
呼吸閥通過其的結(jié)構(gòu)和工作原理來發(fā)揮其保護作用。呼吸閥安裝于罐頂，通過閥盤和加重塊調(diào)節(jié)罐內(nèi)壓強，實現(xiàn)壓力平衡，自動控制氣體流通。它安裝在灌頂，自動控制儲罐內(nèi)外氣體的流通，通過閥盤（有時配合加重塊）的重量來調(diào)節(jié)罐內(nèi)的呼氣壓力和吸入真空度。當罐內(nèi)壓力超過允許值時，壓力閥會打開，混合氣從罐內(nèi)逸出，從而防止壓力進一步升高；而當真空度超過允許值時，真空閥會打開，吸入空氣以維持儲罐的壓力平衡。通過這種方式，呼吸閥在一定程度上降低了介質(zhì)的蒸發(fā)損耗。
◇ 呼吸閥的選擇與維護
在選擇呼吸閥時，需要綜合考慮介質(zhì)收發(fā)作業(yè)時的最大排量，以及儲罐結(jié)構(gòu)本身的允許值。根據(jù)介質(zhì)流量和罐體要求選擇呼吸閥型號與規(guī)格，定期檢查呼吸閥狀態(tài)以確保其正常運作。此外，呼吸閥的直徑也是選擇的重要依據(jù)，直徑大于250mm的呼吸閥可選用兩個不超過250mm的呼吸閥進行替代。在維護方面，需要定期檢查呼吸閥的工作狀態(tài)，確保其能夠正常啟閉，從而發(fā)揮其應(yīng)有的保護作用。
02 儲罐呼吸閥規(guī)范與要求檢驗與維護保養(yǎng)呼吸閥的技術(shù)參數(shù)與標準
◇ 呼吸閥主要技術(shù)參數(shù)
呼吸閥主要技術(shù)參數(shù)包括：操作壓力范圍：+355Pa至-295Pa、+1750Pa至-295Pa、+980Pa至-295Pa，以及特殊壓力等級。 材質(zhì)選項：HT、20#、Q235、304、304L、316、316L等，滿足不同使用需求。 防爆等級：符合BS5501:HA、IIB、IIC標準，確保安全性能。 密封件材質(zhì)：采用聚四氟乙烯，具有優(yōu)異的密封性能。 法蘭標準：遵循HG20592-97、SH、GB、JB/T81-94等行業(yè)標準，確保互換性與安全性。 規(guī)格范圍：DN50至DN350，滿足不同儲罐尺寸的需求。
◇ 呼吸閥的選擇參考表
依據(jù)流量選擇合適規(guī)格機械呼吸閥，確保安全與適用性。儲罐收發(fā)介質(zhì)流量（m³/h）與所需呼吸閥數(shù)及規(guī)格的對應(yīng)關(guān)系如下：當儲罐收發(fā)介質(zhì)流量在6至100m³/h之間時，推薦選擇DN50規(guī)格的呼吸閥。當儲罐收發(fā)介質(zhì)流量超過100m³/h，且在101至150m³/h之間時，建議選用DN100規(guī)格的機械呼吸閥。以此類推。
◇ 制造與檢測標準
參照行業(yè)標準確保產(chǎn)品質(zhì)量，嚴格檢測保證呼吸閥使用性能。制造標準參照SY7551（石油儲罐呼吸閥）及GB5908等相關(guān)標準，確保產(chǎn)品質(zhì)量。檢測方面，嚴格按照行業(yè)標準進行驗收，保證每一件產(chǎn)品的性能與質(zhì)量。儲罐呼吸閥，這一與阻火器協(xié)同工作的通氣通風裝置，被廣泛應(yīng)用于甲、乙、丙類液體儲罐的頂部。它不僅是維護儲罐安全的關(guān)鍵附件，更在保護環(huán)境方面發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。該裝置由壓力閥和真空閥巧妙組合而成，旨在確保油罐的密閉性，進而減少油品的蒸發(fā)損耗。同時，它還能自動調(diào)節(jié)油罐內(nèi)外的壓力平衡，確保儲罐的安全穩(wěn)定運行。此外，優(yōu)質(zhì)的呼吸閥更是實現(xiàn)儲罐VOCs源頭減排的重要設(shè)備。
02 儲罐呼吸閥規(guī)范與要求檢驗與維護保養(yǎng)呼吸閥的檢查要點
△ 檢查的關(guān)鍵點
在進行儲罐呼吸閥的檢查時，需要關(guān)注幾個關(guān)鍵點，以確保其正常工作和安全性。首先，要檢查呼吸閥的外觀，包括閥體、閥盤等部件是否有損壞或腐蝕現(xiàn)象。其次，需要確認呼吸閥的安裝是否牢固，是否存在松動或脫落的風險。此外，還應(yīng)檢查呼吸閥的工作狀態(tài)，例如閥門的開啟和關(guān)閉是否靈活，是否存在卡滯或泄漏的情況。最后，還要定期對呼吸閥進行維護和保養(yǎng)，以確保其長期穩(wěn)定運行。通過這些檢查和維護措施，可以及時發(fā)現(xiàn)并解決潛在問題，保障儲罐的安全與環(huán)保性能。
△ 常見故障
呼吸閥的常見故障包括漏氣、卡死、粘結(jié)、堵塞、凍結(jié)以及壓力閥和真空閥常開等。漏氣通常由于呼吸閥與閥盤的接觸面銹蝕或劃傷、閥盤或閥座變形，以及閥盤導桿傾斜等原因造成。卡死問題多因呼吸閥安裝不當、油罐變形導致的閥盤導桿歪斜，或閥桿銹蝕，使閥座在導桿上活動受限，導致閥盤卡在導桿某處。黏結(jié)現(xiàn)象則是由于油蒸氣、水分與閥盤、閥座、導桿上的塵土等雜物混合，發(fā)生化學物理變化，導致這些部件逐漸黏結(jié)在一起。堵塞往往是因為機械呼吸閥長期未保養(yǎng)使用，使得塵土、銹渣等雜物在呼吸閥或呼吸管內(nèi)沉積，或因蜂、鳥等在呼吸閥口筑巢造成堵塞。呼吸閥凍結(jié)則是因為氣溫變化，空氣中的水分在呼吸閥的各個部件上凝結(jié)成冰，影響閥門的正常開啟。
△ 定期檢查要點
定期檢查要點包括仔細察看呼吸閥是否存在常開、漏氣、卡死、粘結(jié)、堵塞、冰凍或生銹等異常現(xiàn)象。嚴密監(jiān)控密封襯墊是否發(fā)生漏氣，一旦發(fā)現(xiàn)，應(yīng)立即進行更換。確保閥盤能夠順暢轉(zhuǎn)動，無卡死現(xiàn)象，以保證其靈活性。細致檢查閥體封口網(wǎng)，觀察是否有冰凍、堵塞情況，以及網(wǎng)上是否附著灰塵或污垢，確保其清潔。對閥盤、閥座、導桿、導風彈簧等金屬部件進行生銹和積垢檢查，如發(fā)現(xiàn)可用煤油進行清洗，以保持其良好狀態(tài)。在儲罐進行物料進出作業(yè)時，需密切關(guān)注呼吸閥的運行狀況，確保其處于正常工作狀態(tài)。呼吸閥需每年進行一次定期校正，校正過程應(yīng)遵循SY/T 0511.1-2010《石油儲罐附件 第1部分 呼吸閥》中的相關(guān)規(guī)定。
03 儲罐呼吸閥規(guī)范與要求檢驗與維護保養(yǎng)檢驗與維護保養(yǎng)
△ 規(guī)范與要求
《常壓儲罐完整性管理》（GB/T37327-2019）中明確指出，常壓儲罐所配備的呼吸閥，其檢驗工作至少應(yīng)每年進行一次，以確保其正常運作。在實施呼吸閥檢驗之前，需仔細審查一系列相關(guān)資料，包括：呼吸閥的產(chǎn)品型號、操作壓力等級；其制造日期、產(chǎn)品合格證、安裝日期以及竣工驗收文件；還有運行周期內(nèi)的在線檢查記錄，以及歷次的定期檢驗報告。通過這些資料的審查，可以全面了解呼吸閥的使用狀況和歷史記錄，為檢驗工作提供有力支持。
△ 檢驗內(nèi)容與標準
呼吸閥的檢驗工作應(yīng)涵蓋外觀檢查、開啟壓力測試、通氣量測量以及泄漏量試驗等多個方面。這些檢驗內(nèi)容旨在全面評估呼吸閥的性能狀況，確保其在使用過程中能夠發(fā)揮應(yīng)有的作用。呼吸閥的外觀應(yīng)保持完好，無明顯的銹蝕、泄漏或雜物堵塞現(xiàn)象。這是呼吸閥能夠正常運作的基本前提，也是保障儲罐安全的重要環(huán)節(jié)。呼吸閥的開啟壓力、通氣量以及泄漏量等性能指標，應(yīng)嚴格按照設(shè)計要求進行測試和評估。這些指標的合格與否，直接關(guān)系到呼吸閥的使用效果和儲罐的安全性。
△ 安全操作與維護
《危險化學品企業(yè)安全風險隱患排查治理導則》中也明確規(guī)定了企業(yè)對儲罐呼吸閥等安全附件的管理要求。企業(yè)應(yīng)按照規(guī)范設(shè)置這些安全附件，并定期進行檢查或檢測，同時填寫相應(yīng)的檢查維護記錄。這些措施旨在及時發(fā)現(xiàn)并消除安全風險隱患，確保企業(yè)的安全生產(chǎn)。特別是安全閥，需要每年至少委托具備資格的檢驗機構(gòu)進行一次全面的檢驗與校驗。呼吸閥與液壓安全閥的底座必須安裝阻火器，以增強其安全性。對于呼吸閥與液壓安全閥，冬季應(yīng)每月至少進行兩次檢查，并每年進行一次校驗，以確保其性能穩(wěn)定。同時，阻火器每季度也需進行檢查，確保其阻火層完好無損，無油泥堵塞現(xiàn)象。此外，液壓安全閥的油位需符合要求，油質(zhì)也必須合格。
03 儲罐呼吸閥規(guī)范與要求檢驗與維護保養(yǎng)呼吸閥的使用與維護指南
詳細步驟與周期檢查，處理常見故障如漏氣、堵塞等，保障呼吸閥正常開啟和關(guān)閉。
在使用過程中，需要注意一些常見故障：
漏氣：這通常是由于閥與閥盤接觸面銹蝕、硬物劃傷，或是閥盤、閥座變形以及閥盤導桿傾斜所致。
卡死：常見于呼吸閥安裝不當、油罐變形導致的閥盤導桿歪斜，或閥桿銹蝕，使得閥座在導桿上活動不暢，從而將閥盤卡在導桿某處。
粘結(jié)：由于蒸氣、水分與沉積在閥盤、閥座、導桿上的塵土等雜物混合發(fā)生化學反應(yīng)，長時間后導致閥盤與閥座或?qū)U粘結(jié)。
堵塞：長期未保養(yǎng)的機械呼吸閥，其內(nèi)部及呼吸管內(nèi)會沉積塵土、銹渣等雜物，甚至蜂或鳥在呼吸閥口筑巢，都會造成呼吸閥堵塞。
凍結(jié)：因氣溫變化，呼吸閥的閥體、閥盤、閥座和導桿等部位會凝結(jié)空氣中的水分進而結(jié)冰，影響閥的正常開啟。
遵循這些檢查周期和維護措施，能夠確保呼吸閥的安全性能得到持續(xù)保障。在例行巡檢和每次作業(yè)時，都必須從外觀和現(xiàn)象上加強檢測分析，及時發(fā)現(xiàn)并解決這些問題。
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