呼吸阀计算表

储罐气封系统供气量的计算谭海军【摘要】气封系统供气量不仅受泵抽出储罐内储存的液体所需的补充气量与由于外界气温变化而产生的储罐内气体冷凝和收缩所需补充气量的影响,还受供气系统及储罐的安全和监控设施的影响.结合工程实例介绍储罐气封系统的计算及与呼吸阀的异同,为类似工程设计提供参考.【期刊名称】《化工设计》【年(卷),期】2017(027)002【总页数】3页(P12-13,11)【关键词】储罐;呼吸阀;气封系统;安全;监控设施【作者】谭海军【作者单位】中国成达工程有限公司成都 610041【正文语种】中文石油化工企业有不少储存易燃、易爆和有毒的常压或低压储罐。

储罐在使用过程中，由于储罐进出物料或外界环境温度的变化等引起储罐内气体的膨胀或收缩，称为储罐的“呼吸”；该“呼吸”可能会泄漏从而导致污染环境，也可能使罐内出现真空，导致空气进入。

为了避免上述情况的发生，储罐需设置保护系统。

常见的保护措施有气封系统和呼吸阀。

完整的气封系统由调节阀、呼吸阀、紧急泄放阀和相应的压力检测仪表等组成。

调节阀可以采用压力调节阀或专业的自力式调节阀(即氮封阀)。

氮封系统见图1。

气封系统是将气体充到储罐的气相空间，使储罐内维持一定压力(正压)。

气封系统可以防止储罐内物料因与进入的空气接触而被污染变质；保持储罐内气相为非可燃气体或者减少排出储罐气体的可燃气体浓度；防止湿空气进入储罐导致储罐锈蚀等。

呼吸阀是通过正负压阀盘的重量来控制储罐的排气正压和吸气负压，利用储罐本身的承压能力减少介质排放来保护储罐的安全装置。

呼吸阀既可作为单独的储罐保护设施，也可作为气封系统的一部分。

长期以来，对于气封系统和呼吸阀的计算方法认识有误，如《气封的设置》HG/T 20570.16和《石油化工设计手册》均将气封系统供气量的计算等同于呼吸阀呼吸量的计算。

虽然气封系统和呼吸阀均需要考虑由于泵抽出储罐内储存的液体所需的补充气量与由于外界气温变化而产生的储罐内气体冷凝和收缩所需补充的气量之和。

附件1广东省石油化工行业VOCs排放量计算方法（试行）广东省生态环境厅1目录1. 适用范围 (3)2. 计算方法 (3)2.1设备动静密封点泄漏 (4)2.2有机液体储存与调和挥发损失 (9)2.3有机液体装载挥发损失 (29)2.4废水集输、储存、处理处置过程逸散 (33)2.5燃烧烟气排放 (35)2.6工艺有组织排放 (37)2.7工艺无组织排放 (41)2.8采样过程排放 (42)2.9火炬排放 (42)2.10非正常工况（含开停工及维修）排放 (45)2.11冷却塔、循环水冷却系统释放 (48)2.12事故排放 (50)附录A 存储物料理化参数 (55)附录B 单位换算表 (56)2广东省石油化工行业VOCs排放量计算方法（试行）1.适用范围本方法适用于广东省石油化工行业（包括但不限于：石油炼制工业、石油化学工业和合成树脂工业）VOCs排放量计算。

有机化工行业可参照本计算方法进行VOCs排放量计算。

2.计算方法石油化工行业VOCs排放主要来自物料生产、运输、装载和废物处理等过程。

石油化工行业的VOCs污染源项主要包括12类：（1）设备动静密封点泄漏；（2）有机液体储存与调和挥发损失；（3）有机液体装载挥发损失；（4）废水集输、储存、处理处置过程逸散；（5）燃烧烟气排放；（6）工艺有组织排放；（7）工艺无组织排放；（8）采样过程排放；（9）火炬排放；34（10）非正常工况（含开停工及维修）排放； （11）循环冷却水系统释放； （12）事故排放。

根据石油化工行业VOCs 排放特点，采用源项归类解析法计算VOCs 排放量，VOCs 排放量为各污染源项VOCs 排放量的总和，见公式2-1。

有机化工行业应根据工艺特点，可参照本计算方法选择相应的污染源项计算VOCs 排放量。

∑==Nmm E E 1石油化工 （公式2-1） 式中：E 石油化工—统计期内全部排放源项的VOCs 排放量之和，千克；E m —统计期内排放源项m 的VOCs 的排放量，千克； N —污染源总数。

资料1储罐在日常装卸过程中会有“大小呼吸作用”，有呼吸废气排放。

呼吸排放是由于温度和大气压的变化引起蒸汽的膨胀和收缩而产生的蒸汽排放，它出现在罐内液面无任何变化的情况，是非人为干扰的自然排放；工作排放是由于人为的装料与卸料而产生的损失。

因装料的结果，罐内压力超过释放压力时，蒸气从罐内压出；而卸料损失发生于液面排出，空气被抽入罐体内，因空气变成有机蒸气饱和的气体而膨胀，因而超过蒸气空间容纳的能力。

“小呼吸”损失静止储存的油品，白天受太阳辐射使油温升高，引起上部空间气体膨胀和油面蒸发加剧，罐内压力随之升高，当压力达到呼吸阀允许值时，油蒸汽就逸出罐外造成损耗。

夜晚气温下降使罐内气体收缩，油气凝结，罐内压力随之下降，当压力降到呼吸阀允许真空值时，空气进入罐内，使气体空间的油气浓度降低，又为温度升高后油气蒸发创造条件。

这样反复循环，就形成了油罐的小呼吸损失。

“大呼吸”损失这是油罐进行收发作业所造成。

当油罐进油时，由于罐内液体体积增加，罐内气体压力增加，当压力增至机械呼吸阀压力极限时，呼吸阀自动开启排气。

当从油罐输出油料时，罐内液体体积减少，罐内气体压力降低，当压力降至呼吸阀负压极限时，吸进空气。

这种由于输转油料致使油罐排除油蒸气和吸入空气所导致的损失叫“大呼吸”损失。

储罐的“大小呼吸作用”和储罐的类型、物料装卸方式、运行状态有关。

一般来说高压罐被当作密闭系统，实质上没有排放量；固定罐一般装有压力和真空排气口，它使储罐能在内压极低或真空下操作，压力和真空阀仅在温度、压力或液面变化非常微小的情况下阻止蒸汽释放。

小呼吸损耗可按下式计算：LB=0.191×M（P/（100910-P））0.68×D1.73×H0.51×△T0.45×FP×C×K C式中：LB—固定顶罐的呼吸排放量（Kg/a）；M—储罐内蒸气的分子量，92.14；P—在大量液体状态下，真实的蒸气压力（Pa），2910Pa；D—罐的直径（m），3；H—平均蒸气空间高度（m），2.1；△T—一天之内的平均温度差（℃），15；FP—涂层因子（无量纲），根据油漆状况取值在1~1.5之间，1.25；C—用于小直径罐的调节因子（无量纲）；直径在0~9m之间的罐体，C=1-0.0123(D-9)2；罐径大于9m的C=1；K C—产品因子（石油原油K C取0.65，其他的液体取1.0）大呼吸损耗可按下式计算：LW=4.188×10-7×M×P×K N×K C式中：LW—固定顶罐的工作损失（Kg/m3投入量）KN—周转因子（无量纲），取值按年周转次数（K，约12次）确定。

储罐大小呼吸储罐在日常装卸过程中会有“大小呼吸作用”，有呼吸废气排放。

呼吸排放是由于温度和大气压的变化引起蒸汽的膨胀和收缩而产生的蒸汽排放，它出现在罐内液面无任何变化的情况，是非人为干扰的自然排放；工作排放是由于人为的装料与卸料而产生的损失。

因装料的结果，罐内压力超过释放压力时，蒸气从罐内压出；而卸料损失发生于液面排出，空气被抽入罐体内，因空气变成有机蒸气饱和的气体而膨胀，因而超过蒸气空间容纳的能力。

“小呼吸”损失静止储存的油品，白天受太阳辐射使油温升高，引起上部空间气体膨胀和油面蒸发加剧，罐内压力随之升高，当压力达到呼吸阀允许值时，油蒸汽就逸出罐外造成损耗。

夜晚气温下降使罐内气体收缩，油气凝结，罐内压力随之下降，当压力降到呼吸阀允许真空值时，空气进入罐内，使气体空间的油气浓度降低，又为温度升高后油气蒸发创造条件。

这样反复循环，就形成了油罐的小呼吸损失。

“大呼吸”损失这是油罐进行收发作业所造成。

当油罐进油时，由于罐内液体体积增加，罐内气体压力增加，当压力增至机械呼吸阀压力极限时，呼吸阀自动开启排气。

当从油罐输出油料时，罐内液体体积减少，罐内气体压力降低，当压力降至呼吸阀负压极限时，吸进空气。

这种由于输转油料致使油罐排除油蒸气和吸入空气所导致的损失叫“大呼吸”损失。

储罐的“大小呼吸作用”和储罐的类型、物料装卸方式、运行状态有关。

一般来说高压罐被当作密闭系统，实质上没有排放量；固定罐一般装有压力和真空排气口，它使储罐能在内压极低或真空下操作，压力和真空阀仅在温度、压力或液面变化非常微小的情况下阻止蒸汽释放。

小呼吸损耗可按下式计算：LB=0.191×M（P/（100910-P））0.68×D1.73×H0.51×△T0.45×FP×C×K C式中：LB—固定顶罐的呼吸排放量（Kg/a）；M—储罐内蒸汽的分子量，92.14；P—在大量液体状态下，真实的蒸气压力（Pa），2910Pa；D—罐的直径（m），3；H—平均蒸汽空间高度（m），2.1；△T—一天之内的平均温度差（℃），15；FP—涂层因子（无量纲），根据油漆状况取值在1~1.5之间，1.25；C—用于小直径罐的调节因子（无量纲）；直径在0~9m之间的罐体，C=1-0.0123(D-9)2；罐径大于9m的C=1；K C—产品因子（石油原油K C取0.65，其他的液体取1.0）大呼吸损耗可按下式计算：LW=4.188×10-7×M×P×K N×K C式中：LW—固定顶罐的工作损失（Kg/m3投入量）K N—周转因子（无量纲），取值按年周转次数（K，约12次）确定。