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呼吸阀设计选型

2018年5月

储罐事故照片

主要内容:

1.相关标准

2.常用术语

3.设置原则

4.典型设置方案

5.呼吸阀的分类与结构

6.呼吸阀选型时考虑的因素

7.呼吸阀选型原则

8.呼吸阀技术参数的确定

9.呼吸阀选用步骤和注意事项

10.呼吸阀的技术要求

11.呼吸阀安装和注意事项

1.相关标准

GB50160-2008石油化工企业设计防火规范

SH/T3007-2014 石油化工储运系统罐区设计规范SY/T 0511.1 -2010 石油储罐附件第1部分:呼吸阀(适用于常压包括微正压石油储罐)

SY/T 0511.2 -2010 石油储罐附件第2部分:液压安全阀

GB50074-2014 石油库设计规范

API 2000 Venting Atmospheric and Low-Pressure storage tank

2.常用术语

液体流动效应呼吸:在正常操作情况下,由于液体进入和流出引起的气体进出(呼与吸),也称大呼吸。

热效应呼吸:在正常操作情况下,由于环境温度的升降使罐内气相膨胀或收缩而产生的气体进出(呼与吸),也称小呼吸。

正常通气:由于正常操作或大气环境变化引起的气体进出(呼与吸)。

紧急通气:由于换热管破裂或外部火灾等异常工况引起的气体进出。

2.常用术语

泄压装置:用于泄放储罐中过度的超压负荷或负压的安全设施。

真空泄压阀:一种只能进行负压通气,防止储罐因出现真空而损坏的泄压装置。

泄压阀:一种只能进行正压通气,防止储罐因超压而损坏的泄压装置。

呼吸阀:一种由泄压阀和真空阀组合而成的,通过“呼”与“吸”(排出与吸入气体)保护储罐免受因超压或超负压而破坏的泄压装置。

呼吸人孔:可安装在人孔盖上的通气设施。

2.常用术语

设定压力:当呼吸阀开始呈连续“呼吸”或“吸入”状态时,呼吸阀的入口压力(表压),也称开启压力。一般包括正压和负压(真空)两个数值。

泄放压力:当呼吸阀通气量达到需要通气能力时,呼吸阀入口压力(表压)。

需要通气能力:避免储罐超压(包括超负压)所需的通气量。

额定通气能力:在指定正压或负压下泄压装置的通气量,用标准状态下的空气流量表示(Nm3∕h)。超过圧力:超过泄压装置设定压力的压力,用设定压力百分数表示。

2.常用术语

通气压差:操作压力减设计压力的绝对值。

额定通气压差:达到额定通气量时的通气压差。呼吸阀适用温度:呼吸阀阀盘和阀盖密封面接触处的温度。

3.设置原则

造成常压储罐超压原因

1.液体移入或者移出储罐真空物料闪蒸超压

2.天气变化

3.火灾

4.其它可能操作失误,导致储罐超压

气体串入导致超压

氮封气体注入或者放空失效

非正常的热量输入

内传热装置失效

放空处理系统失效

公用工程故障

3.设置原则

造成常压储罐超压原因

4.其它可能操作失误,导致储罐超压进料物流温度发生变化

液体满罐(API 2510 2350 )

大气压发生变化(冷冻罐)

控制阀失效

不同组成的物料混合

不保温的热罐

内部爆炸(爆燃)API 650

3.设置原则:

(1)甲B、乙类液体的固定顶罐必须设置呼吸阀(2)带氮封的内浮顶罐必须设置呼吸阀;(3)为了降低储罐中物料的损耗宜设置呼吸阀;(4)为了降低储罐中的物料被空气中的水、氧气等有害物种污染宜设置呼吸阀;

(5)火灾工况时,储罐受热,引发蒸汽量骤增,造成超压需要设置呼吸阀。

4.典型设置方案:

(1)呼吸阀单独使用

(2)呼吸阀与真空泄压阀、泄压阀联合使用

(3)呼吸阀与泄压人孔联合使用

(4)泄压阀与呼吸人孔联合使用

(5)呼吸阀与气封系统联合使用(N2)

5.呼吸阀的分类与结构:

实际应用中呼吸阀的几种基本型式:标准型呼吸阀

防火型呼吸阀

防冻防火型呼吸阀

呼吸人孔

真空泄压阀

泄压阀

5.呼吸阀的分类与结构:

按照结构分

直接作用式:重力式和弹簧式呼吸阀(6.9Kpa)

先导式呼吸阀

液封式呼吸阀

5.呼吸阀的分类与结构:

呼吸阀为呼气阀和吸气阀并为一体的总称,压力阀阀盘和真空阀阀盘既可并排布置,也可以重叠布置。在任何时候呼气阀和吸气阀都不能同时处于开启状态。

5.呼吸阀的分类与结构:呼气端与吸气端重叠结构(同轴结构)

5.呼吸阀的分类与结构:按照结构分

先导式呼吸阀

5.呼吸阀的分类与结构:

8.呼吸阀技术参数的确定呼吸阀技术参数主要有:(1)呼吸阀定压

(2)需要通气能力

(3)额定通气能力

(4)呼吸阀的背压

8.呼吸阀技术参数的确定

(1)呼吸阀定压:正压、负压

定压与最高工作压力、设计压力的关系

最优定压值:呼吸损耗与设备投资造成的操作费用总和最小。

工艺人员根据技术经济比较,确定呼吸阀的定压。

呼吸阀定压应大于物料在50℃或者最高储存温度下的饱和蒸气压。

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