呼吸阀计算表

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。

呼吸器用减压阀的计算第一篇：呼吸器用减压阀的计算氧气呼吸器减压阀设计计算目录一、减压器的设计计算： (1)二、高压通道最小断面直径计算 (2)三、膛压管路最小断面直径计算 (3)四、定量孔直径计算 (4)五、安全阀计算 (4)1、计算密封力 (4)2、计算弹簧的预压缩量 (5)3、计算弹簧预压缩力P弹 (6)4、计算安全阀开启时的输出流量 (6)一、减压器的设计计算：主要参考《飞机氧气设备附件设计》北京航空工业学院编。

（一）活门参数的计算1、设定条件：(1)最大输入压力：P(2)最小输入压力：P(3)最大输出压力：P(4)最小输出压力：P(5)最大输出流量：Q入max＝20MPa ＝3MPa =0.48Mpa =0.40Mpa =100L/min(P入min入min出max出min出max≥3Mpa时)2、活门入口与出口压力比ε：ε＝P出max/P入min=0.48/3=0.16 因ε＜0.528，故：流经活门的氧气流束为超临界流。

其最大流通面积为：f流max=G设*Tλ0 / U4*B** P入min式中：G设—最大设计供氧流量；设=GQh*rO2H/60(公斤/秒)rO2H=1.331x10-3(温度为200C)则G设＝1.331⨯10-3⨯100⨯1=2.22x10-3 kg/s 60Tλ0—输入气流温度（按标准状态计）T入＝273+20=293 K U4—流量系数U4＝0.8B*—超临界流动计算常数B*＝0.416P入mink/s(在临界B*=0.416)=3Mpa=2.22x10-3x293/0.8x0.416x30=3.81x10-3cm-3f 流max3.计算活门尺寸d活根据平板式活门，其流通面积f由上式可得d活流max=πd活*l活max=πd2活/s活=f流max.δ活π根据活门具体工作情况，选用δ活=4（活门灵敏度系数）则d=活3..81x10-3x4活π=0.5=0.05cm=0.5mm 故取d此时能流过的极限流量为G极流=u4.f 极流.B*.PλTλ0=2.24x10-3(kg/s)将它换成体积流量为：Q极流=2.24x10-3x60/1.331x10-3=101(升/分)> Q出max=100(L/min)满足设计要求4.计算活门最大开启量对于平板式活门，fl活max流ma=pi*d活*l活max=f流ma/(pi* d活)=3.74x10-3/(3.14x0.07)=0.017cm=0.17mm二、高压通道最小断面直径计算根据P出0.40﹤0.528，可判断其超临界流。

储罐压力安全一体化保护方案，避免储罐压力/真空超压影响的同时防止外部热源和点火源引起的潜在着火风险。

ANDERSON GREENWOOD 5910C一体式阻火呼吸阀适用工况5910C是一款带阻火功能的呼吸阀，产品用于保护含有潜在易燃液体和挥发气的常压或低压储罐安全，防止其因过压及外部热源和点火源而发生破裂或爆炸。

此解决方案采用一体化设计，将久经验证的阻火器技术和先进的储罐压力保护经验相结合，产品重量轻且易于维护。

技术参数材料: 铝、碳钢、不锈钢尺寸：DN 50至200 (2至8")连接形式: 钻孔法兰设定值范围： 最高69 mbar (1 psig)温度范围： -20至60°C (-4至140°F)气体组别： I EC分类IIA和IIB3认证： ISO 16852产品特性• 优化阻火芯和防护罩设计提高流通效率• 超大压力和真空阀口提供最大流量• 易于拆卸的防护罩和阻火芯，便于检查和维护• 压力侧和真空侧阀座可更换及互换• 模块化设计，减少所需的备件数量型号概览5910C系列呼吸阀可保护储罐，在储罐超压和真空超压时泄压，维持系统工作压力，降低物料挥发气及VOCs排放。

一体式阻火器保护储罐，防止储罐内的气体被意外点燃。

其设计旨在阻止因回火引起外部火焰向储罐内传播。

操作方式当储罐的压力超过压力/真空设定值时，呼吸阀的阀盘向上打开。

当储罐压力超过压力侧设定值时，呼侧阀盘打开向大气中排放多余压力；当储罐压力真空度低于真空设定值时，吸侧阀盘打开吸入空气，降低储罐真空度，当储罐压力处于正常操作压力范围内时，呼吸阀始终处于关闭状态。

阀板采用重力板形式，具有现场可调的压力设置范围。

合并侧面和中心托盘导轨以确保稳定性。

“气垫”PTFE阀座密封件可确保更紧密密封，且可轻松更换。

如果担心H2S腐蚀问题，可为呼吸阀选择提供316不锈钢阀内件。

阻火芯组件也可采用316不锈钢材质。

呼吸阀阀盘外侧装有阻火元件，通过阻火元件的波纹状金属板吸收和散发火焰热量。

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。