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呼吸閥功能原理

發布時間:2021/11/14 

呼吸閥功能原理

呼吸閥功能原理
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。

呼吸閥的原理

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。

大氣排放呼吸閥

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》


呼吸閥的安裝要點

(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。

 


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