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石化儲罐呼吸閥計算選型分析 |
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詳細介紹 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
石化儲罐呼吸閥計算選型分析 根據(jù)中國《石油化工設(shè)計防火規(guī)范》(GB50160-92)的規(guī)定:“甲、乙類液體的固定頂罐,應(yīng)設(shè)阻火器和呼吸閥",為了滿足這一要求,(防火)呼吸閥完整系列。該閥具有造型科學新穎、規(guī)格型號齊全,結(jié)構(gòu)緊湊、重量輕、通風量大、泄露小等優(yōu)點。產(chǎn)品結(jié)構(gòu)有呼吸型、單呼型、單吸型、異徑型、夾套型,各種結(jié)構(gòu)型式均可與阻火器組合構(gòu)造,也可配制所需的呼、吸端接管,同時對油品、化工品、食品不同介質(zhì)的儲罐采用不同材質(zhì)制造,各類儲運系統(tǒng)工藝要求,并可以免費為客戶提供呼吸閥選型服務(wù),使用戶購買滿意,使用放心。 呼吸閥是一種用于石油、化工、天然氣等行業(yè)的低壓保護設(shè)備,它可用來保持儲罐壓力始終處于正常狀態(tài),降低儲罐內(nèi)揮發(fā)性液體的蒸發(fā)損失,并保持儲罐免受超壓或超真空的破壞,對安全和環(huán)保均起到一定的促進作。 根據(jù)( GB50160-2008)石油化工企業(yè)設(shè)計防火規(guī)范的規(guī)定,甲B、乙類液體的固定頂罐,應(yīng)設(shè)置阻火器和呼吸閥。先根據(jù)設(shè)置呼吸閥的具體場合的工況條件和規(guī)定的計算方法或公式確定呼吸閥的呼吸量,然后,對照呼吸閥制造廠提供的各種規(guī)定的不同定壓值的性能曲線,選用呼吸閥尺寸。也就決定了呼吸閥的起跳壓力和通氣壓力。當單個的呼吸量不能滿足要求時,可設(shè)置兩個以上的呼吸閥。 目前已生產(chǎn)的呼吸閥一般都不附產(chǎn)品的性能曲線,但也不能按照理論計算進行選用。可根據(jù)《石油化工企業(yè)儲運系統(tǒng)罐區(qū)設(shè)計規(guī)范》(SH 3007)按進(出)儲罐的zui大液體量(m3h)選用呼璦閥的規(guī)格尺寸。 1 石化儲罐呼吸閥計算選型分析的作用原理 呼吸閥由壓力閥和真空閥組成,安裝于常壓或低壓儲罐上,能隨罐內(nèi)正負壓變化而自動啟閉,使罐內(nèi)外氣壓差保持在允許值范圍內(nèi)。呼吸閥能夠維護儲罐氣壓平衡,充分利用儲罐本身的承壓能力來減少介質(zhì)排放,利用正負壓閥盤的重量來控制儲罐的排氣正壓和吸氣負壓。當罐內(nèi)介質(zhì)的壓力在呼吸閥的控制操作壓力范圍之內(nèi)時,呼吸閥不工作,保持罐的密閉性;當向罐內(nèi)補充介質(zhì),使罐內(nèi)上部氣體空間的壓力升高,達到呼吸閥的操作正壓時,壓力閥被頂開,氣體從呼吸閥呼出口逸出,使罐內(nèi)壓力不再繼續(xù)增高;當向罐外抽出介質(zhì),使罐內(nèi)上部氣體空間的壓力下降,達到呼吸閥的操作負壓時,罐外的大氣將呼吸閥的負壓閥盤頂開,外界氣體進入罐內(nèi),使罐內(nèi)的壓力不再繼續(xù)下降,罐內(nèi)與罐外的氣壓平衡,從而保護了儲罐。簡言之,呼吸閥能夠在泵注入、抽出介質(zhì)或熱交換的條件下提供壓力或真空泄放,從而防止儲罐破裂或被抽癟。 2 石化儲罐呼吸閥計算選型分析產(chǎn)生超壓和真空的原因 只有正確的確定呼吸閥的呼吸量,才能選擇合適的呼吸閥。呼吸閥的設(shè)計計算通常依據(jù) API2000常壓儲罐和低壓儲罐的泄放。確定呼吸量應(yīng)首先對儲罐可能引起超壓和真空的工況逐一進行分析,可分為正常操作,非正常工況和事故工況。 3 石化儲罐呼吸閥計算選型分析呼吸量的確定 呼吸閥適用于操作壓力從真空~ 0.1MPa(G)的地上液體石油儲罐或石油產(chǎn)品儲罐以及地上、地下低溫儲罐。該類儲罐進出物料以及熱效應(yīng)所引起的呼吸氣量見表2和表3,遭遇火災(zāi)時,儲罐的緊急排放量按表4的規(guī)定或由計算公式得出。 對于設(shè)計壓力> 7KPa(G)或≤103.4KPa(G)的儲罐和容器,當揮發(fā)性液體液面面積大于260m2且遭遇火災(zāi)時,總的排氣量可按下式計算。G=208.2FA0.82m3/h式中, G為排氣量,m3/h ;F為環(huán)境系數(shù)(見API2000附錄部分);A為揮發(fā)性液體液面面積,m2。 石化儲罐呼吸閥計算選型分析呼吸排放計算方式: 呼吸排放計算:固定頂罐的呼吸排放可用下式估算其污染物的排放量: LB=0.191×M(P/(100910-P))^0.68×D^1.73×H^0.51×△T^0.45×FP×C×KC 式中:LB-固定頂罐的呼吸排放量(Kg/a); M-儲罐內(nèi)蒸氣的分子量; P-在大量液體狀態(tài)下,真實的蒸氣壓力(Pa); D-罐的直徑(m); H-平均蒸氣空間高度(m); △T-一天之內(nèi)的平均溫度差(℃); FP-涂層因子(無量綱),根據(jù)油漆狀況取值在1~1.5之間; C-用于小直徑罐的調(diào)節(jié)因子(無量綱);直徑在0~9m之間的罐體,C=1-0.0123(D-9)^2 ; 罐徑大于9m的C=1; KC-產(chǎn)品因子(石油原油KC取0.65,其他的有機液體取1.0) 儲罐呼吸閥工作排放計算:工作排放是由于人為的裝料與卸料而產(chǎn)生的損失。因裝料的結(jié)果,罐內(nèi)壓力超過釋 放壓力時,蒸氣從罐內(nèi)壓出;而卸料損失發(fā)生于液面排出,空氣被抽入罐體內(nèi),因空氣變成有機蒸氣飽和的氣 體而膨脹,因而超過蒸氣空間容納的能力。 可由下式估算固定頂罐的工作排放: LW=4.188×10^-7×M×P×KN×KC 式中:LW-固定頂罐的工作損失(Kg/m3投入量) KN-周轉(zhuǎn)因子(無量綱),取值按年周轉(zhuǎn)次數(shù)(K)確定。周轉(zhuǎn)次數(shù)=年投入量/罐容量 K<=36,KN=1 36 K>220,KN=0.26 ◆石化儲罐呼吸閥計算選型分析本體材料和適用介質(zhì)
4 石化儲罐呼吸閥計算選型分析的選用 根據(jù) SH/T3007-2014石油化工儲運系統(tǒng)罐區(qū)設(shè)計規(guī)范,及SY/T0511.1-2010石油儲罐附件第1部分:呼吸閥中的規(guī)定,呼吸閥規(guī)格尺寸的選用原則如下。 ( 1)參照規(guī)范,按照呼吸閥的通氣量來選擇呼吸閥的規(guī)格尺寸及數(shù)量。 ( 2)對照呼吸閥制造廠家提供的各種規(guī)格的呼吸閥在各種壓力等級下呼出或吸入的性能曲線,選用呼吸閥規(guī)格尺寸。 ( 3)呼吸閥的起跳壓力應(yīng)低于該呼吸閥所在儲罐的設(shè)計壓力,從而保護儲罐不受損壞,但應(yīng)高于該儲罐的操作壓力,以確保儲罐的正常操作。 石化儲罐呼吸閥計算選型分析選型時主要考慮以下因素: 1、考慮火災(zāi)時罐體受熱引發(fā)的管內(nèi)液體蒸發(fā)量增加造成的呼出量。 2、氣候影響下,罐體內(nèi)蒸汽壓的增加減少,造成的熱效應(yīng)呼吸量。 3、北方寒冷地區(qū)選型應(yīng)選用防水型呼吸閥。 4、進出罐的最大液體量 為保證呼吸閥正常運作,確保儲罐安全,現(xiàn)介紹幾種方法和注意事項: 1、先打開上蓋緊固螺栓,將上蓋垂直往上提到一定高度后,拿出呼出閥和吸入閥,檢查閥面是否有污垢、油漬, 可用棉紗擦掉;然后檢查呼、吸閥座,清理干凈后將原閥盤放好,對中導(dǎo)桿,擰緊上蓋即可。 2、呼吸閥的檢查、清洗,應(yīng)先將蒸 汽和冷凝水接口的法蘭先松開,其辦法亦同。 3、在檢查過程中,如發(fā)現(xiàn)閥盤有腐蝕現(xiàn)象,應(yīng)將其報廢、更換。 4、定期檢查,一般來講三個月至半年檢查一次,有條件單位,使用2年后應(yīng)將呼吸閥卸下,做呼吸定壓檢查和密封性能檢測,如有不符合要求而難以調(diào)整的可與廠家聯(lián)系以求解決辦法。 5 石化儲罐呼吸閥計算選型分析結(jié)論 呼吸閥是常壓、低壓儲罐中的安全附件。通過計算呼吸閥的呼吸量,進而確定呼吸閥的規(guī)格和數(shù)量。 |