化工儀器網
技術文章
呼吸閥基礎知識
閱讀：699 發布時間：2023-7-31常壓、低壓儲罐是流程工業中常見的設備。常壓、低壓儲罐在使用過程中經常會由于儲罐內液面的改變、或者外界溫度的變化等原因，導致儲罐內氣體膨脹或收縮，儲罐內氣相的壓力也隨之波動，氣體壓力的波動極易使儲罐出現超壓或真空的情況，嚴重時會造成儲罐超壓鼓罐或低壓癟罐。
為了防止儲罐出現超壓或負壓等失穩狀態，工藝設計中通常采用在罐頂安裝呼吸閥的方式來維持儲罐氣壓平衡，確保儲罐在超壓或真空時免遭破壞，保護儲罐安全，并且減少儲罐內物料的揮發和損耗，對安全和環保均起到一定的促進作用。
呼吸閥原理
呼吸閥的內部結構實質上是由一個壓力閥盤(即呼氣閥)和一個真空閥盤(即吸氣閥)組合而成的，壓力閥盤和真空閥盤既可并排布置，也可重疊布置。其工作原理：當儲罐壓力和大氣壓力相等時，壓力閥和真空閥的閥盤和閥座緊密配合，閥座邊上密封結構有“吸附"效應，使閥座嚴密不漏。當壓力或真空度增加時，閥盤開始開啟，由于在閥座邊上仍存在著“吸附"效應，所以仍能保持良好的密封。
當罐內壓力升高到定壓值時，將壓力閥打開，罐內氣體通過呼氣閥(即壓力閥)側排入外界大氣中，此時真空閥由于受到罐內正壓作用處于關閉狀態。反之，當罐內壓力下降到一定真空度時，真空閥由于大氣壓的正壓作用而打開，外界的氣體通過吸氣閥(即真空閥)側進人罐內，此時壓力閥處于關閉狀態。在任何時候，壓力閥和真空閥不能同時處于打開的狀態。當罐內壓力或真空度降到正常操作壓力狀態時，壓力閥和真空閥處于關閉狀態，停止呼氣或吸氣過程。
呼吸閥的功能
呼吸閥在正常狀態下起密封作用，只有在下列條件下呼吸閥才開始工作"：
(1)儲罐向外輸出物料時，呼吸閥即開始向罐內吸人空氣或氮氣。
(2)向儲罐內灌裝物料時，呼吸閥即開始將罐內氣體向罐外呼出。
(3)由于氣候變化等原因引起罐內物料蒸汽壓增高或降低，呼吸閥則呼出蒸汽或吸人空氣或氮氣(通常稱熱效應)。
(4)發生火災時，儲罐因呼出氣體受熱引起罐內液體蒸發量劇增，呼吸閥便開始向罐外呼出，以避免儲罐因超壓而損壞。
(5)在其它工況下，如揮發性液體的加壓輸送、內外部傳熱裝置化學反應、操作失誤等，呼吸閥則相應進行呼出或吸人，以避免儲罐因超壓或超真空而遭受損壞。
常用標準
呼吸閥常用的標準有：
SY/T 0511.1-2010 《石油儲罐附件 第1部分：呼吸閥》
TB/T 3319-2013 《鐵道罐車用呼吸式安全閥》
QC/T 1064-2017 《道路運輸易燃液體危險貨物罐式車輛 呼吸閥》
DIN EN 14595-2016 《危險品運輸罐 罐的操作裝置 壓力和真空呼吸閥》
呼吸閥安裝要點
(1)呼吸閥應安裝在儲罐頂部的最高點。理論上講，從降低蒸發損耗和其它的排氣觀點考慮，呼吸閥應安裝在儲罐氣相空間的最高點，以便順利地提供通向呼吸閥最直接和最大的通道。
(2)當儲罐體積較大，或者儲罐比較重要時，為防止單臺呼吸閥因故障導致儲罐出現超壓或負壓的風險，此時可以安裝兩臺呼吸閥。為避免兩臺呼吸閥同時動作而增加故障的幾率，工藝設計時，通常將此兩臺呼吸閥的吸入和排出壓力梯度設計，正常情況下一臺工作，另一臺備用。
(3)如果呼吸量較大，導致單個呼吸閥的呼吸量不能滿足要求時，可設置兩個以上呼吸閥。當安裝兩個呼吸閥時，它們與罐頂的中心距離應相等，即在罐頂對稱布置。
(4)如果呼吸閥安裝在氮封儲罐上，則氮氣供氣管的接管位置一定要遠離呼吸閥接口，并由罐頂部插入儲罐內約200mm，這樣氮氣進罐后不直接排出，起到氮封作用。
(5)如果呼吸閥內帶有阻火器，必須考慮阻火器的壓降對呼吸閥排出壓力的影響，以免儲罐超壓。
(6)當建罐地區歷年最冷月份溫度的平均值低于或等于0時，呼吸閥必須有防凍措施，以防止呼吸閥閥盤凍住或阻塞導致儲罐排氣不暢或補氣不足，而導致儲罐超壓鼓罐或低壓癟罐。