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石油化工储罐呼吸阀的计算选型摘要：呼吸阀是常压和低压储罐常用附件之一，用于维持储罐内外稳定的压力差，从而保护储罐。
本文简单介绍了呼吸阀的一般原理和分类，分析了国内外规范中的计算选型方法，并结合实际工程案例进行了选型计算。
关键词：呼吸阀，概述，计算，选型呼吸阀是低压和常压储罐常用的安全附件，其技术成熟，性能稳定，可实现自动自主呼/吸调节储罐的压力，防止储罐破裂或被抽瘪。
同时，呼吸阀还在一定程度上减少罐内介质因挥发造成的损耗[1]。
由于储罐的占地面积大，储存介质常具有易燃、易爆等危险特性，并且储罐存储的介质都具有一定的经济价值，所以用呼吸阀保证储罐的安全显得尤为重要。
一、呼吸阀的选型计算1.呼吸阀的选型呼吸阀计算选型关键是呼吸阀通气量的计算。
在计算通气量时，需要知道储在各种工况下分别的进出情况。
存储介质本身的闪点也会影响到通气量的计算。
对于热呼吸量的计算，还需要考虑当地最大温升和温降。
2.呼吸阀计算规范在《API 2000-2014 Venting Atmospheric and Low-pressure Storage Tanks》中，对正常的吸入、呼出工况的计算方法与国内规范差别不大，对于热呼出工况，API2000中给出了两种不同的计算方法。
下文将分工况详述。
2.1呼出工况（Out-breathing）对于不易挥发的液体，且储罐气相蒸汽压小于5.0KPa时，呼吸阀呼出量Vop等于液体进罐量Vpf。
在SI单位制下即：对易挥发性液体，且储罐气相蒸汽压大于等于5.0KPa时，呼吸阀呼出量Vop等于液体进罐量Vpf。
在SI单位制下即：呼出量计算中所用的体积值为实际温度、压力下的体积，所以呼出量的单位为m3/h。
2.2吸入工况（Inbreathing）呼吸阀吸入工况相对单一，主要是由于罐内液体的排出。
呼吸阀呼出量Vip等于液体进罐量Vpe。
在SI单位制下即：特别应该注意的是，吸入工况最终计算得到的呼出量是标况下每小时吸入空气的体积，单位为Nm3/h。
液体化工储罐
①工作排放（大呼吸损耗）
在储罐进料时，随着原料液面的升高，气体空间体积变小，混合气受到压缩，压力不断升高。
当罐内混合气压升高到呼气阀的控制压力时，压力阀盘开启，呼出混合气。
根据原料储量、性质，采用大呼吸损耗经验计算公式，可估算各原料的装罐损耗。
“大呼吸”损耗的估算公式：
LW=4.188*10-7*M*P*KN*KC
式中：LW：固定顶罐的工作损失（内浮顶罐的损失量为固定顶罐的10%，球罐可以忽略大呼吸量）（kg/m3投入量）；
KN：周转因子，取决于油罐的年周转系数N，当N≤36时，KN=1；当N＞220时，按KN=0.26计算；当36＜N＜220，KN＝11.467×N－0.7026
KC：产品因子，有机液体取值为1.0；
M：油蒸气的摩尔质量，g/mol；
P：在大量液体状态下，真实的蒸汽压力。
拱顶罐的静储蒸发损耗量(小呼吸)估算公式：
LB=0.191×M×(P/(100910-P))0.68×D1.73×H 0.51×△T 0.45×FP×C×KC 请问：
1.P指的是什么蒸汽压力，某液体化工品的饱和蒸汽压还是其它什么？？如98%浓硫酸、31%盐酸、甲醛、甲醇等的蒸汽压力是多少？
这些数据可以从哪些资料里面得到呢？？
2.小呼吸损耗H—平均蒸气空间高度（m）；这个H值是怎么取的呢？。
V 储罐容积，m 3100V 热效应（吸入）热效应吸入量，m 3
/h 16.9
V 泵出量储罐出料量，m 3/h
20V 吸入量总吸入量，m 3/h
35.7物料闪点≥37.8℃V 热效应（呼出）热效应呼出量，m 3/h
10.1V 泵进量储罐进料量，m 3/h
20V 呼出量总呼出量，m 3/h 30.3
A 润湿面积，m 2
78.54F 储罐环境系数
0.075V 排气量，m 3
559Q 最大体积流量，m 3/h
40M
混合气体平均摩尔质量，g/mol 28.01T
泄放温度，℃60Z
气体压缩因子1Kd
绝热系数，Cp/Cv 1.4pi
呼吸阀进口绝压，bar 0.018F
压力修正系数0.6Amin
最小的泄放面积，cm 28.666D 呼吸阀管口直径，mm 33
1、储罐在进出料时呼吸量的计算（工业阀门选用指南）
2、储罐在火灾工况下呼吸量的计算
3、呼吸阀的尺寸计算
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呼吸阀计算公式呼吸阀是一种用于保护储罐安全的重要设备，它能够在储罐内压力过高或过低时自动开启或关闭，以维持储罐内的压力平衡。
要确定呼吸阀的规格和性能，就需要用到一些计算公式。
接下来咱就好好唠唠这呼吸阀的计算公式。
先来说说呼吸阀的呼气量计算公式。
这呼气量啊，就像是一个人的肺活量，得算准了才能保证呼吸阀正常工作。
一般来说，呼气量的计算公式是：$Q_{h} = 2.16\times10^{-5}\times K_{b}\times K_{c}\timesM\times P\times V^{0.82}$ 。
这里面的每个字母都有它的含义，$K_{b}$是物料系数，$K_{c}$是修正系数，$M$是储罐内物料的分子量，$P$是储罐的设计压力，$V$是储罐的容积。
这公式看起来挺复杂，但其实就像是解一道数学题，只要把每个数都搞清楚，代入进去算就行了。
我记得有一次，我去一个化工厂参观。
那时候他们正在安装新的储罐，工程师们就在那儿拿着计算器，对着一堆数据算呼吸阀的呼气量。
我凑过去看，只见他们一会儿皱着眉头，一会儿又露出恍然大悟的表情。
一个年轻的工程师还跟我开玩笑说：“这呼吸阀的计算啊，比我当年高考数学题还难！”我笑着说：“那可得算准了，不然这储罐可就不安全啦！”他们认真地点点头，继续埋头计算。
再说说吸气量的计算公式，$Q_{x} = 0.76\times10^{-5}\timesK_{b}\times K_{c}\times M\times P\times V^{0.82}$ 。
和呼气量的公式有点像，就是系数不太一样。
在实际应用中，这些公式可不能生搬硬套。
比如说，不同的物料、不同的环境条件，都可能影响到系数的取值。
这就需要工程师们有丰富的经验和敏锐的判断力。
还有啊，呼吸阀的口径大小也和这些计算结果有关。
一般来说，计算出的呼气量和吸气量越大，需要的呼吸阀口径也就越大。
但也不是越大越好，还得考虑成本、安装空间等因素。
储罐呼吸排放量的计算----设计VOCs治理设备-估算排放量的计算一、SH/T3002—2000《石油库节能设计导则》中关于拱顶罐、内浮顶罐“大呼吸”“小呼吸”排放量计算公式（第2.2.1）1，拱顶罐的“大呼吸”“小呼吸”呼吸排放量“大呼吸”排放量见公式（4）（5）（6）（7）（8）式中：LDW:拱顶罐“大呼吸”排放量m³/a；K T为周转系数，无量纲；K1油品系数，汽油=1、原油=0.75，无量纲；P Y 为油品平均温度下蒸气压KPa；μy油蒸气相对分子量，无量纲；K为单位换算常数51.6，无量纲；V1为泵送液体输入量m³；N油罐周转次数，无量纲；Q为油罐周转量，m³/a；V为油罐体积，m³；P为油罐内液面最低温度对应的蒸气压KPa；Y1P为油罐内液面最高温度对应的蒸气压KPaY2“小呼吸”排放量计算公式（9）式中：L拱顶罐“小呼吸”排放量m³/a；K2为单位换算系数3.05，无量纲；DS:K油品系数，汽油=1、原油=0.58，无量纲；3P为油罐内油品本体温度下蒸气压KPa；P为当地大气压，KPa；aD为罐直径m；H为油罐内气体空间高度m；ΔT大气温度的平均日温差，℃；F为涂料吸收，无量纲；C1为小直径修正系数，无量纲。
P2内浮顶油罐的“大呼吸”“小呼吸”呼吸排放量“大呼吸”排放量见公式（10）式中：L为内浮顶罐“大呼吸”排放量kg/a；Q1为油罐周转量，103m³/a；WF:C为油罐壁的黏附系数，10-3m³/㎡；P y为油品密度，kg/m³；N为支柱个数，无量纲；F C为支柱有效直径。
C“小呼吸”排放量见公式（11）（12）（13）式中：L内浮顶罐“小呼吸”排放量kg/a；K8为单位换算系数0.45，无量纲；SF:K为边缘密封排放系数，无量纲；F M为浮盘附件总排放系数，无量纲；eF为顶板接缝长度系数，无量纲；dK为顶板接缝排放系数，焊接顶板=0、非焊接顶板=3.66，无量纲；dP*为蒸气压函数，无量纲；m V为油气相对分子量，无量纲；K为油品系数，汽油=1、原油=0.4，无量纲；cN为某种附件个数；K mj为某种附件排放系数，无量纲。
罐顶上呼吸阀的安装设置,选型和计算方法不锈钢呼吸阀常压、低压储罐是石油化工厂中必不可少的设备。
常压、低压储罐在使用过程中经常会由于储罐内液面的改变、或者外界温度的变化等原因导致储罐内气体膨胀或收缩，储罐内气相的压力也随之波动，气体压力的波动极易使储罐出现超压或真空的情况，严重时会造成储罐超压鼓罐或低压瘪罐。
为了防止储罐出现超压或负压等失稳状态，工艺设计中通常采用在罐顶安装呼吸阀的方式来维持储罐气压平衡，确保储罐在超压或真空时免遭破坏，保护储罐安全，并且减少储罐内物料的挥发和损耗，对安全和环保均起到一定的促进作用。
一、储罐呼吸阀结构及工作原理：呼吸阀产品应符合SY/T0511-1996标准要求，分为普通型和全天候型两大系列，其操作温度和代号分别为：全天候型代号Q操作温度-30～+60℃，普通型代号P操作温度0～+60℃。
呼吸阀类型呼吸阀的结构形式多种多样，其外形多半呈球型。
国外产品有些外形根据实际需要有桶形、盘形等。
呼吸阀的内部结构实质上是由一个压力阀盘（即呼气阀）和一个真空阀盘（即吸气阀）组合而成的，压力阀盘和真空阀盘既可并排布置也可重叠布置。
其工作原理：当储罐压力和大气压力相等时，压力阀和真空阀的阀盘和阀座紧密配合，阀座边上密封结构有“吸附”效应，使阀座严密不漏。
当压力或真空度增加时，阀盘开始开启由于在阀座边上仍存在着“吸附”效应，所以仍能保持良好的密封。
当罐内压力升高到定压值时，将压力阀打开，罐内气体通过呼气阀（即压力阀）侧排人外界大气中，此时真空阀由于受到罐内正压作用处于关闭状态。
反之当罐内压力下降到一定真空度时，真空阀由于大气压的正压作证：呼吸阀的起跳压力应低于该呼吸阀所在储罐的正压设计压力，从而保护储罐不出现鼓罐事故，但应高于该储罐的操作压力，以确保储罐的正常操作；储罐呼吸阀的负压吸入压力要高于储罐设计的负压设计压力，从而保证储罐不出现憋罐事故。
三、呼吸阀呼吸量的确定其在正常状态下起密封作用以防止储罐内气体泄出只有在下列条件下呼吸阀才开始工作：1、储罐向外输出物料时，呼吸阀即开始向罐内吸入空气或氮气。
2361 呼吸阀结构及工作原理呼吸阀是储罐的一个重要安全附件，当罐内气体的压力超过呼吸阀的整定压力值时，压力阀顶开，真空阀仍处于关闭状态，罐内上部气体从罐内呼出，使罐内的压力不再继续增高；而当罐内气体的真空度超过储罐的设计真空度时，真空阀开，压力阀仍处于关闭状态，吸入新鲜惰性气体维持储罐内的压力平衡。
2 呼吸阀超压/真空工况计算原理2.1 超压/真空的原因在确定储罐超压或真空的可能原因时，应考虑以下因素：（1）由于液体从罐中最大流出速率而导致的正常吸入（液体转移效应）；（2）由于蒸汽空间温度的最大降低量（热效应）引起的蒸汽收缩或冷凝而导致的正常吸入；（3）因液体流入罐内最大速率而导致的正常呼气，以及由此产生的最大汽化量（液体转移效应）；（4）由于蒸汽空间温度的最大增加量（热效应）引起的膨胀和汽化而导致的正常呼气；（5）火灾暴露引起的紧急排放。
在确定总的正常吸气或呼气时，至少应考虑液体转移效应和热效应所导致的正常排气的组合。
2.2 进液和出液所需的流通能力（1）呼气在储罐蒸汽空间的实际压力和温度条件下，呼出的体积流量V op 应通过以下公式给出：V op =2×V pf （1）式中：V pf 是挥发性液体的最大体积填充率，单位为m 3/h。
（2）吸气吸气通风要求V ip （单位：m 3/h），应为储罐的最大规定液体排放量，应通过以下公式给出：V ip -V pe （2）式中：V pe 是液体排出的最大速率，单位为m 3/h。
3 因热呼气和热吸入所需的流通能力（1）热呼气计算热呼出量（即加热时的最大热流量）V ot ，用国际标准单位表示：m 3/h。
V ot =Y ×V 0.9tk ×R i （3）式中：Y 是纬度的一个因子（见表1）；V tk 为储罐容积，m 3；R i 是保温的降低因子（如果储罐无保温R i =1；如果储罐部分保温R i =R inp ；如果储罐全保温R i =R in ）；˗�������������������1����������1（4）式中：A TTS 是储罐总表面积（外壳和顶部），m 2；A inp 是储罐保温表面积，m 2。
大气污染物源强定量根据美国《工业污染源调查与研究》第二辑计算，其计算公式如下：（1） 储罐小呼吸排放量：2145.051.073.168.0T 100910191.0ηη⋅⋅⋅⋅⋅∆⋅⋅⋅⎪⎭⎫⎝⎛-⋅⋅=C P B K C F H D P P M L式中：L B —储罐的呼吸排放量（Kg/a ）；M —储罐内蒸气的分子量；P —在大量液体状态下，真实的蒸气压力（Pa ）； D —罐的直径（m ）； H —平均蒸气空间高度（m ）； △T —一天之内的平均温度差（℃）；F P —涂层因子（无量纲），根据油漆状况取值在1~1.5之间； C —用于小直径罐的调节因子（无量纲）;对于直径在0~9m 之间的罐体，()290123.01-⨯-=D C ;罐径大于9m 的C=1；K C —产品因子（石油原油K C 取0.65，其他的有机液体取1.0）。
η1—内浮顶储罐取0.05，拱顶罐1 η2—设置呼吸阀取0.7，不设呼吸阀取1（2） 储罐工作排放量：21710188.4ηη⋅⋅⋅⋅⋅⋅⨯=-C N w K K P M L式中：L W —储罐的工作损失（Kg/m 3投入量）K N —周转因子（无量纲），取值按年周转次数（K=年投入量/罐容量）确定。
其他同上（3） 轮船及槽车工作排放量：TSPML L 46.12= 式中：L L —装料损失，磅/103加仑装入液体，此值乘0.12，转化为kg/m 3；M —蒸气的分子量，磅/磅分子；P —装载液体的真实蒸汽压力，磅/时2绝对压力； T —装载液体的批量温度。
F;S—饱和因子。
（4）原有项目计算参数选取表3-18 储罐大小呼吸计算参数表3-19 淹没式装料槽车计算参数。
