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呼吸阀原理、功能及安装要点

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呼吸阀原理

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。 图片
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)侧排入外界大气中,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用而打开,外界的气体通过吸气阀(即真空阀)侧进人罐内,此时压力阀处于关闭状态。
在任何时候,压力阀和真空阀不能同时处于打开的状态。当罐内压力或真空度降到正常操作压力状态时,压力阀和真空阀处于关闭状态,停止呼气或吸气过程。

呼吸阀的功能

呼吸阀在正常状态下起密封作用,只有在下列条件下呼吸阀才开始工作:

  • 储罐向外输出物料时,呼吸阀即开始向罐内吸人空气或氮气。
  • 向储罐内灌装物料时,呼吸阀即开始将罐内气体向罐外呼出。
  • 由于气候变化等原因引起罐内物料蒸汽压增高或降低,呼吸阀则呼出蒸汽或吸人空气或氮气(通常称热效应)。
  • 发生火灾时,储罐因呼出气体受热引起罐内液体蒸发量剧增,呼吸阀便开始向罐外呼出,以避免储罐因超压而损坏。
  • 在其它工况下,如挥发性液体的加压输送、内外部传热装置化学反应、操作失误等,呼吸阀则相应进行呼出或吸人,以避免储罐因超压或超真空而遭受损坏。

呼吸阀常用的标准有:

  • SY/T 0511.1-2010 《石油储罐附件 第1部分:呼吸阀》
  • TB/T 3319-2013 《铁道罐车用呼吸式安全阀
  • QC/T 1064-2017 《道路运输易燃液体危险货物罐式车辆 呼吸阀》
  • DIN EN 14595-2016 《危险品运输罐 罐的操作装置 压力和真空呼吸阀》

呼吸阀安装要点

  • 呼吸阀应安装在储罐顶部的最高点。理论上讲,从降低蒸发损耗和其它的排气观点考虑,呼吸阀应安装在储罐气相空间的最高点,以便顺利地提供通向呼吸阀最直接和最大的通道。
  • 当储罐体积较大,或者储罐比较重要时,为防止单台呼吸阀因故障导致储罐出现超压或负压的风险,此时可以安装两台呼吸阀。为避免两台呼吸阀同时动作而增加故障的几率,工艺设计时,通常将此两台呼吸阀的吸入和排出压力梯度设计,正常情况下一台工作,另一台备用。
  • 如果呼吸量较大,导致单个呼吸阀的呼吸量不能满足要求时,可设置两个以上呼吸阀。当安装两个呼吸阀时,它们与罐顶的中心距离应相等,即在罐顶对称布置。
  • 如果呼吸阀安装在氮封储罐上,则氮气供气管的接管位置一定要远离呼吸阀接口,并由罐顶部插入储罐内约200mm,这样氮气进罐后不直接排出,起到氮封作用。
  • 如果呼吸阀内带有阻火器,必须考虑阻火器的压降对呼吸阀排出压力的影响,以免储罐超压。
  • 当建罐地区历年最冷月份温度的平均值低于或等于0时,呼吸阀必须有防冻措施,以防止呼吸阀阀盘冻住或阻塞导致储罐排气不畅或补气不足,而导致储罐超压鼓罐或低压瘪罐。
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