◇ 儲罐呼吸閥規范與要求檢驗與維護保養呼吸閥在安全中的關鍵作用
呼吸閥，作為儲罐安全的重要組件，其作用不可忽視。根據國家標準《石油化工企業設計防火標準》（GB 50160-2018）的規定，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揮發，確保儲罐安全運行，符合國家相關標準。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下受損，還能有效減少罐內介質的揮發和損耗，滿足儲罐大小呼吸的通氣需求。
呼吸閥在儲罐系統中的作用至關重要。根據SHT 3007-2014《石油化工儲運系統罐區設計規范》和GB 50160-2008《石油化工企業設計防火標準（2018年版）》的規定，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的安全性和環境保護，同時提升物料儲存的經濟效益。通過恰當的選擇、安裝及維護，可以充分發揮其優勢，降低潛在風險。具體而言，呼吸閥的作用體現在以下幾個方面：
保護儲罐免受超壓和真空的損害：呼吸閥能夠自動調節儲罐內外的壓力差，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，進而防止結構性損壞如罐體鼓包或塌陷。
減少揮發性介質的泄漏：揮發性介質在溫度變化時會出現膨脹或收縮，導致壓力波動。呼吸閥能迅速響應并調節這些壓力變化，有效減少介質蒸發和泄漏，降低環境污染。
與氣封系統協同作用：呼吸閥可與氮封或其他氣體封閉系統結合使用，進一步降低儲罐內介質的蒸發損失，同時防止外界空氣侵入，保持物料質量并防止化學反應。
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的介質點燃事故，確保儲罐安全。
儲罐呼吸閥規范與要求檢驗與維護保養的結構與工作原理
呼吸閥作為儲罐系統中的重要組成部分，其結構與設計必須嚴格遵循SY/T 0511-2010標準。其結構示意圖如下：
儲罐呼吸閥，這一關鍵的安全附件，被廣泛應用于儲存易揮發液體（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液體的揮發損耗。呼吸閥的工作機制可概括為兩大方面：
首先，當儲罐內溫度上升，罐內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，若儲罐內溫度下降，罐內氣體隨之收縮、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定
在常規情況下，常壓儲罐的穩定操作壓力大約維持在500Pa(G)左右，其設計壓力范圍則通常設定在-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，其呼氣壓力設定為980Pa。這樣的設定既能有效地減少儲罐內易揮發物料的逸散損失，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背壓增大時，應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定呼出壓力與呼出管網系統背壓之和，還需考慮呼吸閥結構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產生抽吸作用，使得管網壓力降低甚至出現負壓時，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。這樣不僅能減少儲罐內物料的揮發損失，還能確保儲罐免受負壓風險的影響。同時，鑒于儲罐通常設計的耐負壓值為-500Pa，將吸閥的負壓吸入壓力設置為常規的-295Pa，即可有效防止儲罐因負壓而憋罐。
儲罐呼吸閥規范與要求檢驗與維護保養呼吸閥呼吸量計算
根據《石油化工儲運系統罐區設計規范》SH/T 3007-2014的相關規定，呼吸閥的排氣壓力必須小于儲罐的設計正壓力，而進氣壓力則應高于儲罐的設計負壓力，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氣體收縮和膨脹。具體計算時，應參照相關規范和標準，確保呼吸閥的呼吸量得到準確控制。
儲罐呼吸閥規范與要求檢驗與維護保養呼吸閥的選用
在確定了呼吸量Q(m3/h)之后，結合氣體的流速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。經過向上圓整，選擇適當的閥門尺寸。特別需要注意的是，當呼吸閥與阻火器聯合使用時，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，根據呼吸閥的尺寸與工作溫度，選出設計工況的呼吸閥。
◇ 呼吸閥的結構與工作原理
呼吸閥通過其的結構和工作原理來發揮其保護作用。呼吸閥安裝于罐頂，通過閥盤和加重塊調節罐內壓強，實現壓力平衡，自動控制氣體流通。它安裝在灌頂，自動控制儲罐內外氣體的流通，通過閥盤（有時配合加重塊）的重量來調節罐內的呼氣壓力和吸入真空度。當罐內壓力超過允許值時，壓力閥會打開，混合氣從罐內逸出，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的蒸發損耗。
◇ 呼吸閥的選擇與維護
在選擇呼吸閥時，需要綜合考慮介質收發作業時的最大排量，以及儲罐結構本身的允許值。根據介質流量和罐體要求選擇呼吸閥型號與規格，定期檢查呼吸閥狀態以確保其正常運作。此外，呼吸閥的直徑也是選擇的重要依據，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，確保其能夠正常啟閉，從而發揮其應有的保護作用。
02 儲罐呼吸閥規范與要求檢驗與維護保養呼吸閥的技術參數與標準
◇ 呼吸閥主要技術參數
呼吸閥主要技術參數包括：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：采用聚四氟乙烯，具有優異的密封性能。 法蘭標準：遵循HG20592-97、SH、GB、JB/T81-94等行業標準，確保互換性與安全性。 規格范圍：DN50至DN350，滿足不同儲罐尺寸的需求。
◇ 呼吸閥的選擇參考表
依據流量選擇合適規格機械呼吸閥，確保安全與適用性。儲罐收發介質流量（m³/h）與所需呼吸閥數及規格的對應關系如下：當儲罐收發介質流量在6至100m³/h之間時，推薦選擇DN50規格的呼吸閥。當儲罐收發介質流量超過100m³/h，且在101至150m³/h之間時，建議選用DN100規格的機械呼吸閥。以此類推。
◇ 制造與檢測標準
參照行業標準確保產品質量，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等相關標準，確保產品質量。檢測方面，嚴格按照行業標準進行驗收，保證每一件產品的性能與質量。儲罐呼吸閥，這一與阻火器協同工作的通氣通風裝置，被廣泛應用于甲、乙、丙類液體儲罐的頂部。它不僅是維護儲罐安全的關鍵附件，更在保護環境方面發揮著至關重要的作用。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損耗。同時，它還能自動調節油罐內外的壓力平衡，確保儲罐的安全穩定運行。此外，優質的呼吸閥更是實現儲罐VOCs源頭減排的重要設備。
02 儲罐呼吸閥規范與要求檢驗與維護保養呼吸閥的檢查要點
△ 檢查的關鍵點
在進行儲罐呼吸閥的檢查時，需要關注幾個關鍵點，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，還應檢查呼吸閥的工作狀態，例如閥門的開啟和關閉是否靈活，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，以確保其長期穩定運行。通過這些檢查和維護措施，可以及時發現并解決潛在問題，保障儲罐的安全與環保性能。
△ 常見故障
呼吸閥的常見故障包括漏氣、卡死、粘結、堵塞、凍結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。黏結現象則是由于油蒸氣、水分與閥盤、閥座、導桿上的塵土等雜物混合，發生化學物理變化，導致這些部件逐漸黏結在一起。堵塞往往是因為機械呼吸閥長期未保養使用，使得塵土、銹渣等雜物在呼吸閥或呼吸管內沉積，或因蜂、鳥等在呼吸閥口筑巢造成堵塞。呼吸閥凍結則是因為氣溫變化，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、堵塞、冰凍或生銹等異常現象。嚴密監控密封襯墊是否發生漏氣，一旦發現，應立即進行更換。確保閥盤能夠順暢轉動，無卡死現象，以保證其靈活性。細致檢查閥體封口網，觀察是否有冰凍、堵塞情況，以及網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，如發現可用煤油進行清洗，以保持其良好狀態。在儲罐進行物料進出作業時，需密切關注呼吸閥的運行狀況，確保其處于正常工作狀態。呼吸閥需每年進行一次定期校正，校正過程應遵循SY/T 0511.1-2010《石油儲罐附件 第1部分 呼吸閥》中的相關規定。
03 儲罐呼吸閥規范與要求檢驗與維護保養檢驗與維護保養
△ 規范與要求
《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資料，包括：呼吸閥的產品型號、操作壓力等級；其制造日期、產品合格證、安裝日期以及竣工驗收文件；還有運行周期內的在線檢查記錄，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。
△ 檢驗內容與標準
呼吸閥的檢驗工作應涵蓋外觀檢查、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揮應有的作用。呼吸閥的外觀應保持完好，無明顯的銹蝕、泄漏或雜物堵塞現象。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節。呼吸閥的開啟壓力、通氣量以及泄漏量等性能指標，應嚴格按照設計要求進行測試和評估。這些指標的合格與否，直接關系到呼吸閥的使用效果和儲罐的安全性。
△ 安全操作與維護
《危險化學品企業安全風險隱患排查治理導則》中也明確規定了企業對儲罐呼吸閥等安全附件的管理要求。企業應按照規范設置這些安全附件，并定期進行檢查或檢測，同時填寫相應的檢查維護記錄。這些措施旨在及時發現并消除安全風險隱患，確保企業的安全生產。特別是安全閥，需要每年至少委托具備資格的檢驗機構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，無油泥堵塞現象。此外，液壓安全閥的油位需符合要求，油質也必須合格。
03 儲罐呼吸閥規范與要求檢驗與維護保養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：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生化學反應，長時間后導致閥盤與閥座或導桿粘結。
堵塞：長期未保養的機械呼吸閥，其內部及呼吸管內會沉積塵土、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：因氣溫變化，呼吸閥的閥體、閥盤、閥座和導桿等部位會凝結空氣中的水分進而結冰，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保障。在例行巡檢和每次作業時，都必須從外觀和現象上加強檢測分析，及時發現并解決這些問題。
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