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化工石油儲罐防爆阻火呼吸閥安裝維護儲罐中的呼吸閥作用
常壓、低壓儲罐在流程工業(yè)中扮演著重要角色。這些儲罐在使用時，會因液面變化、外界溫度波動等因素，導(dǎo)致內(nèi)部氣體膨脹或收縮，進而引起儲罐內(nèi)氣相壓力的波動。這種壓力波動若不及時控制，可能使儲罐面臨超壓或真空的風(fēng)險，嚴(yán)重時甚至?xí)?dǎo)致儲罐鼓脹或癟塌。為了平衡儲罐內(nèi)的氣壓，避免超壓或真空損害，工藝設(shè)計中常會采取在罐頂安裝呼吸閥的措施。這種設(shè)計旨在平衡儲罐內(nèi)的氣壓，防止其進入超壓或負(fù)壓狀態(tài)，從而保護儲罐免受損害。
? 呼吸閥的設(shè)置與功能
呼吸閥的內(nèi)部結(jié)構(gòu)由一個壓力閥盤（呼氣閥）和一個真空閥盤（吸氣閥）巧妙組合而成，它們的布置方式既可以是并排的，也可以是重疊的。其工作原理相當(dāng)精妙：在儲罐壓力與大氣壓力保持一致時，壓力閥與真空閥的閥盤與閥座緊密結(jié)合，利用閥座邊上的“吸附"效應(yīng)確保嚴(yán)密不漏。然而，隨著壓力或真空度的變化，閥盤會相應(yīng)開啟，盡管如此，“吸附"效應(yīng)依然存在，從而維持了出色的密封性能。
? 呼吸閥的運作機制
當(dāng)罐內(nèi)壓力達(dá)到預(yù)設(shè)的定壓值時，壓力閥會自動打開，罐內(nèi)的氣體通過呼氣閥（即壓力閥）側(cè)排出，進入外界大氣。此時，由于罐內(nèi)正壓的作用，真空閥保持關(guān)閉狀態(tài)。相反，當(dāng)罐內(nèi)壓力降至特定真空度時，大氣壓的正壓會使真空閥開啟，外界空氣通過吸氣閥（即真空閥）側(cè)進入罐內(nèi)。在任何時刻，壓力閥和真空閥都不會同時打開。一旦罐內(nèi)壓力或真空度恢復(fù)到正常操作范圍，這兩個閥門將自動關(guān)閉，從而停止呼氣或吸氣的過程。
呼吸閥在正常情況下扮演著密封的角色，但在特定條件下，其功能會啟動：
一、化工石油儲罐防爆阻火呼吸閥安裝維護哪些儲罐需要設(shè)呼吸閥？
1.《石油化工企業(yè)設(shè)計防火標(biāo)準(zhǔn)》GB 50160-2008（2018年版)
第6.2.19條 甲B、乙類液體的固定頂罐應(yīng)設(shè)阻火器和呼吸閥；對于采用氮氣或其他氣體氣封的甲B、乙類液體的儲罐還應(yīng)設(shè)置事故泄壓設(shè)備。
2.《建筑設(shè)計防火規(guī)范》GB 50016—2014 （2018年版）
第5.4.15條 設(shè)置在建筑內(nèi)的鍋爐、柴油發(fā)電機，其燃料供給管道應(yīng)符合下列規(guī)定：
1 在進入建筑物前和設(shè)備間內(nèi)的管道上均應(yīng)設(shè)置自動和手動切斷閥；
2 儲油間的油箱應(yīng)密閉且應(yīng)設(shè)置通向室外的通氣管，通氣管應(yīng)設(shè)置帶阻火器的呼吸閥，油箱的下部應(yīng)設(shè)置防止油品流散的設(shè)施；
3 燃?xì)夤┙o管道的敷設(shè)應(yīng)符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《城鎮(zhèn)燃?xì)庠O(shè)計規(guī)范》GB 50028 的規(guī)定。
3.《石油庫設(shè)計規(guī)范》（GB 50074-2014）
第6.4.4條 下列儲罐通向大氣的通氣管管口應(yīng)裝設(shè)呼吸閥：
1、儲存甲B、乙類液體的固定頂儲罐和地上臥式儲罐；
2、儲存甲B類液體的覆土臥式油罐；
3、采用氮氣密封保護系統(tǒng)的儲罐。
第6.4.5條 呼吸閥的排氣壓力應(yīng)小于儲罐的設(shè)計正壓力，呼吸閥的進氣壓力應(yīng)大于儲罐的設(shè)計負(fù)壓力。當(dāng)呼吸閥所處的環(huán)境溫度可能小于或等于O℃時，應(yīng)選用全天候式呼吸閥。
4.《石油天然氣工程設(shè)計防火規(guī)范》（GB 50183-2004）
第6.4.4條 污油罐及污水沉降罐頂部應(yīng)設(shè)呼吸閥、阻火器及液壓安全閥。
規(guī)定污油罐及污水沉降罐頂部應(yīng)設(shè)呼吸閥、液壓安全閥及阻火器的目的是防止罐體因超壓或形成直真空導(dǎo)致破裂，造成罐內(nèi)介質(zhì)外泄。同時防止外部火源引爆引燃罐內(nèi)介質(zhì)。每個呼吸閥及液壓安全閥均應(yīng)配置阻火器，它們的性能應(yīng)分別滿足《石油儲罐呼吸閥》SY/T 0511、《石油儲罐液壓安全閥》SY/T 0525.1、《石油儲罐阻火器》SY/T 0512的要求。
二、化工石油儲罐防爆阻火呼吸閥安裝維護關(guān)于呼吸閥檢驗、維護保養(yǎng)的要求：
1．《常壓儲罐完整性管理》（GB/T37327-2019）
8.6.1 常壓儲罐用呼吸閥每年至少進行一次檢驗。
8.6.2檢驗前應(yīng)審查以下資料:
a )呼吸閥的產(chǎn)品型號、操作壓力等級;
b )制造日期, 產(chǎn)品合格證, 安裝日期, 竣工驗收文件;
c )運行周期內(nèi)的在線檢查記錄;
d )歷次定期檢驗報告。
8.6.3檢驗前應(yīng)明確檢驗項目及合格標(biāo)準(zhǔn)，并取得使用單位認(rèn)可，使用單位按要求做好準(zhǔn)備工作。
8.6.4呼吸閥的檢驗內(nèi)容包括外觀檢查、開啟壓力、通氣量和泄漏量試驗等。
8.6.5呼吸閥的外觀應(yīng)無異常銹蝕、泄漏和雜物堵塞。
8.6.6呼吸閥的開啟 壓力、通氣量和泄漏量應(yīng)滿足設(shè)計要求。
2.《危險化學(xué)品企業(yè)安全風(fēng)險隱患排查治理導(dǎo)則》應(yīng)急〔2019〕78號
(四)靜設(shè)備的管理 企業(yè)應(yīng)對儲罐呼吸閥（液壓安全閥）、阻火器、泡沫發(fā)生器、液位計、通氣管等安全附件按規(guī)范設(shè)置，并定期檢查或檢測，填寫檢查維護記錄。
3. 《關(guān)于開展大型油氣儲存基地安全風(fēng)險評估工作的通知》
企業(yè)應(yīng)對儲罐呼吸閥（液壓安全閥)、阻火器、泡沫發(fā)生器、液位計、通氣管等安全附件按規(guī)范設(shè)置,并定期檢查或檢測,填寫檢查維護記錄。
4. 油氣儲存企業(yè)安全風(fēng)險評估指南（試行）
4.3 設(shè)備安全風(fēng)險評估
4.3.1 重點評估內(nèi)容
1）評估儲罐選型是否可以滿足介質(zhì)危險性的相關(guān)要求。
2）采用的儲罐型式是否開展有效的安全可靠性論證。
3）評估儲罐相關(guān)安全附件（如安全閥、爆破片、呼吸閥、阻火器、氮封等）的設(shè)置符合性、有效性及運行情況。
5.《國家安全監(jiān)管總局關(guān)于進一步加強化學(xué)品罐區(qū)安全管理的通知》(安監(jiān)總管三〔2014〕68號)
（四）加強化學(xué)品罐區(qū)設(shè)備設(shè)施管理。對化學(xué)品罐區(qū)設(shè)備設(shè)施要定期檢查檢測，確保儲罐管線閥門、機泵等設(shè)備設(shè)施完好。加強化學(xué)品儲罐腐蝕監(jiān)控，定期清罐檢查，發(fā)現(xiàn)腐蝕減薄及時處理。確保儲罐安全附件和防雷、防靜電、防汛設(shè)施及消防系統(tǒng)完好；有氮氣保護設(shè)施的儲罐要確保氮封系統(tǒng)完好在用。
6.《SY 5225-2005_石油天然氣鉆井、開發(fā)、儲運防火防爆安全生產(chǎn)技術(shù)規(guī)程》
第7.4.1.1條 儲油罐呼吸閥、阻火器、液壓安全閥的設(shè)置應(yīng)分別按SY/T 0511、SY/T 0512和SY/T 0525.1執(zhí)行。對安全閥每年至少委托有資格的檢驗機構(gòu)檢驗、校驗一次。
第7.4.1.2條 呼吸閥、液壓安全閥底座應(yīng)裝設(shè)阻火器，呼吸閥、液壓安全閥冬季每月至少檢查二次，每年進行一次校驗。阻火器每季至少檢查一次。呼吸閥靈活好用。液壓安全閥的油位符合要求，油質(zhì)合格。阻火器阻火層完好，無油泥堵塞現(xiàn)象。
三、化工石油儲罐防爆阻火呼吸閥安裝維護關(guān)于呼吸閥維護保養(yǎng)建議：
1. 呼吸閥常見故障主要有：漏氣、卡死、粘結(jié)、堵塞、凍結(jié)以及壓力閥和真空閥常開等。
（1） 漏氣：一般是由于銹蝕、硬物劃傷閥與閥盤的接觸面、閥盤或閥座變形以及閥盤導(dǎo)桿傾斜等原因造成。
（2）卡死：多發(fā)生在由于呼吸閥安裝不正確或油罐變形導(dǎo)致閥盤導(dǎo)桿歪斜以及閥桿銹蝕的情況下，閥座在沿導(dǎo)桿上下活動中不能到位，將閥盤卡于導(dǎo)桿某一部位。
（3）粘接：是因為油蒸氣、水分與沉積于閥盤、閥座、導(dǎo)桿上的塵土等雜物混合發(fā)生化學(xué)物理變化，久而久之使閥盤與閥座或?qū)U粘結(jié)在一起。
（4）堵塞：主要是由于機械呼吸閥長期未保養(yǎng)使用，致使塵土、銹渣等雜物沉積于呼吸閥內(nèi)或呼吸管內(nèi)，以及蜂或鳥在呼吸閥口筑巢等原因，使呼吸閥堵塞。
（5）呼吸閥凍結(jié)：是因為氣溫變化，空氣中的水分在呼吸閥的閥體、閥盤、閥座和導(dǎo)桿等部位凝結(jié)，進而結(jié)冰，使閥難以開啟。
2．定期檢查內(nèi)容
（1）檢查是否存在常開、漏氣、卡死、粘結(jié)、堵塞、冰凍、生銹等現(xiàn)象；
（2）檢查密封襯墊是否漏氣，如有發(fā)現(xiàn)應(yīng)予更換；
（3）檢查閥盤能否靈活的轉(zhuǎn)動有沒有出現(xiàn)卡死的故障；
（4）檢查閥體封口網(wǎng)是否出現(xiàn)冰凍、堵塞現(xiàn)象和網(wǎng)上是否附著有灰塵或污垢；
（5）檢查閥盤、閥座、導(dǎo)桿、導(dǎo)風(fēng)彈簧等金屬部件是否出現(xiàn)生銹和積垢現(xiàn)象可以使用煤油清洗。
（6）在儲罐進出物料作業(yè)時，檢查呼吸閥運行情況是否正常。
3. 呼吸閥每年應(yīng)定期校正1次，校正的方法參照SY/T 0511.1-2010《石油儲罐附件 第1部分 呼吸閥》進行。
當(dāng)儲罐向外排放物料時，呼吸閥會開始向罐內(nèi)吸入空氣或氮氣，以確保罐內(nèi)壓力的穩(wěn)定。
往儲罐內(nèi)注入物料時，呼吸閥則負(fù)責(zé)將罐內(nèi)多余的氣體排出罐外，以維持罐內(nèi)的壓力平衡。
由于季節(jié)變化或其他因素導(dǎo)致罐內(nèi)物料蒸汽壓的升降，呼吸閥會相應(yīng)地呼出蒸汽或吸入空氣或氮氣，這種過程通常被稱為熱效應(yīng)。
一旦發(fā)生火災(zāi)，儲罐內(nèi)液體的蒸發(fā)量會急劇增加，此時呼吸閥會向罐外呼出氣體，以防止儲罐因壓力過高而受損。
在其他工作狀況下，例如揮發(fā)性液體的加壓輸送、內(nèi)外部傳熱裝置的化學(xué)反應(yīng)以及操作失誤等，呼吸閥都會根據(jù)需要進行呼出或吸入操作，以保護儲罐免受超壓或超真空的損害。
02化工石油儲罐防爆阻火呼吸閥安裝維護呼吸閥標(biāo)準(zhǔn)及應(yīng)用
? 呼吸閥的標(biāo)準(zhǔn)概覽
呼吸閥在多個領(lǐng)域都有其應(yīng)用，并且為了確保其安全性和性能，制定了一系列的標(biāo)準(zhǔn)。以下是一些常見的呼吸閥標(biāo)準(zhǔn)：
SY/T 0511.1-2010：《石油儲罐附件 第1部分：呼吸閥》，為石油儲罐提供了專用的呼吸閥標(biāo)準(zhǔn)。
TB/T 3319-2013：《鐵道罐車用呼吸式安全閥》，針對鐵道罐車量身定制的呼吸閥安全規(guī)范。
QC/T 1064-2017：《道路運輸易燃液體危險貨物罐式車輛 呼吸閥》，為道路運輸中易燃液體危險貨物罐式車輛提供了明確的呼吸閥要求。
DIN EN 14595-2016：《危險品運輸罐 罐的操作裝置 壓力和真空呼吸閥》，為危險品運輸罐提供了全面的操作裝置和呼吸閥標(biāo)準(zhǔn)。
遵循這些標(biāo)準(zhǔn)確保其安全性，可以確保呼吸閥在各種應(yīng)用中都能發(fā)揮其應(yīng)有的作用，保障安全和效率。
? 化工石油儲罐防爆阻火呼吸閥安裝維護呼吸閥的安裝要點
(1) 呼吸閥應(yīng)被安置在儲罐頂部的最高點。從減少蒸發(fā)損耗和優(yōu)化排氣的角度出發(fā)，將其置于氣相空間的最頂端，能確保呼吸閥獲得最直接且寬敞的通道。
(2) 對于大型或關(guān)鍵性的儲罐，為防范單臺呼吸閥故障引發(fā)的超壓或負(fù)壓風(fēng)險，可以同時安裝兩臺呼吸閥。為減少兩閥同時動作導(dǎo)致的故障概率，設(shè)計時通常會讓其中一臺作為備用，另一臺在正常情況下工作。
(3) 若單個呼吸閥的呼吸量不足以應(yīng)對大呼吸量需求，可增設(shè)兩個或以上的呼吸閥。當(dāng)安裝兩個呼吸閥時，應(yīng)確保它們與罐頂中心的距離相等，即對稱布置。
(4) 若呼吸閥被用于氮封儲罐，氮氣供氣管的接入位置需遠(yuǎn)離呼吸閥接口，并深入罐內(nèi)約200mm，以確保氮氣進入后不會直接排出，從而發(fā)揮其氮封作用。
(5) 若呼吸閥內(nèi)設(shè)有阻火器，必須考慮其壓降對呼吸閥排出壓力的影響，以避免儲罐超壓。
(6) 在建罐地區(qū)歷年最冷月的平均溫度低于或等于0℃時，呼吸閥需采取防凍措施。這是為了防止閥盤因凍結(jié)或阻塞而阻礙儲罐的排氣和補氣，進而導(dǎo)致儲罐超壓或低壓問題。
