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石化儲(chǔ)罐呼吸閥計(jì)算選型分析

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詳細(xì)介紹

石化儲(chǔ)罐呼吸閥計(jì)算選型分析

根據(jù)中國(guó)《石油化工設(shè)計(jì)防火規(guī)范》(GB50160-92)的規(guī)定:“甲、乙類液體的固定頂罐,應(yīng)設(shè)阻火器和呼吸閥",為了滿足這一要求,(防火)呼吸閥完整系列。該閥具有造型科學(xué)新穎、規(guī)格型號(hào)齊全,結(jié)構(gòu)緊湊、重量輕、通風(fēng)量大、泄露小等優(yōu)點(diǎn)。產(chǎn)品結(jié)構(gòu)有呼吸型、單呼型、單吸型、異徑型、夾套型,各種結(jié)構(gòu)型式均可與阻火器組合構(gòu)造,也可配制所需的呼、吸端接管,同時(shí)對(duì)油品、化工品、食品不同介質(zhì)的儲(chǔ)罐采用不同材質(zhì)制造,各類儲(chǔ)運(yùn)系統(tǒng)工藝要求,并可以免費(fèi)為客戶提供呼吸閥選型服務(wù),使用戶購(gòu)買滿意,使用放心。

ZFQ-1防爆阻火呼吸閥17.jpg

呼吸閥是一種用于石油、化工、天然氣等行業(yè)的低壓保護(hù)設(shè)備,它可用來(lái)保持儲(chǔ)罐壓力始終處于正常狀態(tài),降低儲(chǔ)罐內(nèi)揮發(fā)性液體的蒸發(fā)損失,并保持儲(chǔ)罐免受超壓或超真空的破壞,對(duì)安全和環(huán)保均起到一定的促進(jìn)作。

HXF2帶雙接管阻火呼吸閥006.jpg

根據(jù)( GB50160-2008)石油化工企業(yè)設(shè)計(jì)防火規(guī)范的規(guī)定,甲B、乙類液體的固定頂罐,應(yīng)設(shè)置阻火器和呼吸閥。先根據(jù)設(shè)置呼吸閥的具體場(chǎng)合的工況條件和規(guī)定的計(jì)算方法或公式確定呼吸閥的呼吸量,然后,對(duì)照呼吸閥制造廠提供的各種規(guī)定的不同定壓值的性能曲線,選用呼吸閥尺寸。也就決定了呼吸閥的起跳壓力和通氣壓力。當(dāng)單個(gè)的呼吸量不能滿足要求時(shí),可設(shè)置兩個(gè)以上的呼吸閥。

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    目前已生產(chǎn)的呼吸閥一般都不附產(chǎn)品的性能曲線,但也不能按照理論計(jì)算進(jìn)行選用。可根據(jù)《石油化工企業(yè)儲(chǔ)運(yùn)系統(tǒng)罐區(qū)設(shè)計(jì)規(guī)范》(SH 3007)按進(jìn)(出)儲(chǔ)罐的zui大液體量(m3h)選用呼璦閥的規(guī)格尺寸。

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1 石化儲(chǔ)罐呼吸閥計(jì)算選型分析的作用原理

呼吸閥由壓力閥和真空閥組成,安裝于常壓或低壓儲(chǔ)罐上,能隨罐內(nèi)正負(fù)壓變化而自動(dòng)啟閉,使罐內(nèi)外氣壓差保持在允許值范圍內(nèi)。呼吸閥能夠維護(hù)儲(chǔ)罐氣壓平衡,充分利用儲(chǔ)罐本身的承壓能力來(lái)減少介質(zhì)排放,利用正負(fù)壓閥盤的重量來(lái)控制儲(chǔ)罐的排氣正壓和吸氣負(fù)壓。當(dāng)罐內(nèi)介質(zhì)的壓力在呼吸閥的控制操作壓力范圍之內(nèi)時(shí),呼吸閥不工作,保持罐的密閉性;當(dāng)向罐內(nèi)補(bǔ)充介質(zhì),使罐內(nèi)上部氣體空間的壓力升高,達(dá)到呼吸閥的操作正壓時(shí),壓力閥被頂開(kāi),氣體從呼吸閥呼出口逸出,使罐內(nèi)壓力不再繼續(xù)增高;當(dāng)向罐外抽出介質(zhì),使罐內(nèi)上部氣體空間的壓力下降,達(dá)到呼吸閥的操作負(fù)壓時(shí),罐外的大氣將呼吸閥的負(fù)壓閥盤頂開(kāi),外界氣體進(jìn)入罐內(nèi),使罐內(nèi)的壓力不再繼續(xù)下降,罐內(nèi)與罐外的氣壓平衡,從而保護(hù)了儲(chǔ)罐。簡(jiǎn)言之,呼吸閥能夠在泵注入、抽出介質(zhì)或熱交換的條件下提供壓力或真空泄放,從而防止儲(chǔ)罐破裂或被抽癟。

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2 石化儲(chǔ)罐呼吸閥計(jì)算選型分析產(chǎn)生超壓和真空的原因

只有正確的確定呼吸閥的呼吸量,才能選擇合適的呼吸閥。呼吸閥的設(shè)計(jì)計(jì)算通常依據(jù) API2000常壓儲(chǔ)罐和低壓儲(chǔ)罐的泄放。確定呼吸量應(yīng)首先對(duì)儲(chǔ)罐可能引起超壓和真空的工況逐一進(jìn)行分析,可分為正常操作,非正常工況和事故工況。

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3 石化儲(chǔ)罐呼吸閥計(jì)算選型分析呼吸量的確定

呼吸閥適用于操作壓力從真空~ 0.1MPa(G)的地上液體石油儲(chǔ)罐或石油產(chǎn)品儲(chǔ)罐以及地上、地下低溫儲(chǔ)罐。該類儲(chǔ)罐進(jìn)出物料以及熱效應(yīng)所引起的呼吸氣量見(jiàn)表2和表3,遭遇火災(zāi)時(shí),儲(chǔ)罐的緊急排放量按表4的規(guī)定或由計(jì)算公式得出。

對(duì)于設(shè)計(jì)壓力> 7KPa(G)或≤103.4KPa(G)的儲(chǔ)罐和容器,當(dāng)揮發(fā)性液體液面面積大于260m2且遭遇火災(zāi)時(shí),總的排氣量可按下式計(jì)算。G=208.2FA0.82m3/h式中, G為排氣量,m3/h ;F為環(huán)境系數(shù)(見(jiàn)API2000附錄部分);A為揮發(fā)性液體液面面積,m2。   

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石化儲(chǔ)罐呼吸閥計(jì)算選型分析呼吸排放計(jì)算方式:

呼吸排放計(jì)算:固定頂罐的呼吸排放可用下式估算其污染物的排放量:

LB=0.191×M(P/(100910-P))^0.68×D^1.73×H^0.51×△T^0.45×FP×C×KC

式中:LB-固定頂罐的呼吸排放量(Kg/a);

M-儲(chǔ)罐內(nèi)蒸氣的分子量;

P-在大量液體狀態(tài)下,真實(shí)的蒸氣壓力(Pa);

D-罐的直徑(m);

H-平均蒸氣空間高度(m);

△T-一天之內(nèi)的平均溫度差(℃);

FP-涂層因子(無(wú)量綱),根據(jù)油漆狀況取值在1~1.5之間;

C-用于小直徑罐的調(diào)節(jié)因子(無(wú)量綱);直徑在0~9m之間的罐體,C=1-0.0123(D-9)^2 ; 罐徑大于9m的C=1;

KC-產(chǎn)品因子(石油原油KC取0.65,其他的有機(jī)液體取1.0)

儲(chǔ)罐呼吸閥工作排放計(jì)算:工作排放是由于人為的裝料與卸料而產(chǎn)生的損失。因裝料的結(jié)果,罐內(nèi)壓力超過(guò)釋

放壓力時(shí),蒸氣從罐內(nèi)壓出;而卸料損失發(fā)生于液面排出,空氣被抽入罐體內(nèi),因空氣變成有機(jī)蒸氣飽和的氣

體而膨脹,因而超過(guò)蒸氣空間容納的能力。

可由下式估算固定頂罐的工作排放:

LW=4.188×10^-7×M×P×KN×KC

式中:LW-固定頂罐的工作損失(Kg/m3投入量)

KN-周轉(zhuǎn)因子(無(wú)量綱),取值按年周轉(zhuǎn)次數(shù)(K)確定。周轉(zhuǎn)次數(shù)=年投入量/罐容量

K<=36,KN=1 36

K>220,KN=0.26

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 ◆石化儲(chǔ)罐呼吸閥計(jì)算選型分析本體材料和適用介質(zhì)

   

      
號(hào)
    名稱
材料
殼體閥盤導(dǎo)桿阻火層密封座適用介質(zhì)
ZALSi7Mg鑄鋁合金鋁合金1Cr13304聚四氟乙烯油品
CS碳鋼304304304聚四氟乙烯油品、化工品
0Cr18Ni9SS304304304304聚四氟乙烯化工品
00Cr19Ni11SS304L304L304L304L聚四氟乙烯化工品
0Cr17Ni12Mo2SS316316316316聚四氟乙烯化工品
00Cr17Ni14Mo2SS316L316L316L316L聚四氟乙烯化工品


 
     ◆石化儲(chǔ)罐呼吸閥計(jì)算選型分析操作壓力
 

帶法蘭接口單呼閥09.jpg

         等級(jí)
壓力
 
A
 
B
 
C
 
D
 
呼出壓力
+355Pa
(36mmH2o)
+980Pa
(100mmH2o)
+1765Pa
(180mmH2o)
 
  由工程需要而定
 
 吸入壓力
-295Pa
(30mmH2o)
-295Pa
(30mmH2o)
-392Pa
(40mmH2o)
 
  由工程需要而定


 
    ◆石化儲(chǔ)罐呼吸閥計(jì)算選型分析呼吸閥通氣量和泄漏量
 

 
代號(hào)
  
 
規(guī)格mm
5080100150200250
壓力等級(jí)Pa通氣量m3/h

 
A
+335

256090190340550
-295

205075160280450
 
 B
+9803070100200380600
-295205075160280450
 
 C
  
+17654095140280500800
-392205075160280450
 
標(biāo)準(zhǔn)允許泄漏量m3/h
 
≤0.04
 
≤0.4


4 石化儲(chǔ)罐呼吸閥計(jì)算選型分析的選用

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根據(jù) SH/T3007-2014石油化工儲(chǔ)運(yùn)系統(tǒng)罐區(qū)設(shè)計(jì)規(guī)范,及SY/T0511.1-2010石油儲(chǔ)罐附件第1部分:呼吸閥中的規(guī)定,呼吸閥規(guī)格尺寸的選用原則如下。

( 1)參照規(guī)范,按照呼吸閥的通氣量來(lái)選擇呼吸閥的規(guī)格尺寸及數(shù)量。

( 2)對(duì)照呼吸閥制造廠家提供的各種規(guī)格的呼吸閥在各種壓力等級(jí)下呼出或吸入的性能曲線,選用呼吸閥規(guī)格尺寸。

( 3)呼吸閥的起跳壓力應(yīng)低于該呼吸閥所在儲(chǔ)罐的設(shè)計(jì)壓力,從而保護(hù)儲(chǔ)罐不受損壞,但應(yīng)高于該儲(chǔ)罐的操作壓力,以確保儲(chǔ)罐的正常操作。

HXF2帶雙接管阻火呼吸閥00.jpg

石化儲(chǔ)罐呼吸閥計(jì)算選型分析選型時(shí)主要考慮以下因素:

1、考慮火災(zāi)時(shí)罐體受熱引發(fā)的管內(nèi)液體蒸發(fā)量增加造成的呼出量。

2、氣候影響下,罐體內(nèi)蒸汽壓的增加減少,造成的熱效應(yīng)呼吸量。

3、北方寒冷地區(qū)選型應(yīng)選用防水型呼吸閥。 

4、進(jìn)出罐的最大液體量

QHXF-2000型防凍呼吸閥04.jpg

為保證呼吸閥正常運(yùn)作,確保儲(chǔ)罐安全,現(xiàn)介紹幾種方法和注意事項(xiàng):

1、先打開(kāi)上蓋緊固螺栓,將上蓋垂直往上提到一定高度后,拿出呼出閥和吸入閥,檢查閥面是否有污垢、油漬,

可用棉紗擦掉;然后檢查呼、吸閥座,清理干凈后將原閥盤放好,對(duì)中導(dǎo)桿,擰緊上蓋即可。

2、呼吸閥的檢查、清洗,應(yīng)先將蒸 汽和冷凝水接口的法蘭先松開(kāi),其辦法亦同。

3、在檢查過(guò)程中,如發(fā)現(xiàn)閥盤有腐蝕現(xiàn)象,應(yīng)將其報(bào)廢、更換。

4、定期檢查,一般來(lái)講三個(gè)月至半年檢查一次,有條件單位,使用2年后應(yīng)將呼吸閥卸下,做呼吸定壓檢查和密封性能檢測(cè),如有不符合要求而難以調(diào)整的可與廠家聯(lián)系以求解決辦法。

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5 石化儲(chǔ)罐呼吸閥計(jì)算選型分析結(jié)論

呼吸閥是常壓、低壓儲(chǔ)罐中的安全附件。通過(guò)計(jì)算呼吸閥的呼吸量,進(jìn)而確定呼吸閥的規(guī)格和數(shù)量。

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