储油罐呼吸阀的概念设计

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油

气

储

运

19 9 9年

储油盈呼咂阀帕积忌设计

f r 于江黄陆自 ]]、 起黄力 f一 7 —^ R 程院学) T 7口 2 7于江黄陆：罐吸的念计气运。。。了 7、;起等油呼阀概设，储 .。。。 ’。储油 .~.。。 摘要指出了对呼吸阀设计概念认识问题，讨了呼吸阀的控制要求、要设计侬据、启探主开

特性及功能延，等设计概念。出呼吸闽设计应真正从保证油罐安全密闭储油出发 .中提以油罐呼吸可能产生的最大气体流量为依据，改善呼吸阍的开启特性，呼吸阀具有在线检蕊等功能，此建立使以呼吸阿设计新思路。

主词罐吸计谛\.宝题呼阀 I毪油设协目前，力式或弹簧式机械呼吸阀应用最多，重其况 .第二种情况也能基本适应，多数油库，防对但为

主要缺陷是通气量小、可靠性低，在实际使用中事故率较高。据统计 .油库设备损坏事故中，呼吸阀在因

止发生油罐超压，做了人工旁通处理。有呼吸阀都现对第三种情况无法适应综上所述 .吸阔的控制要求是 .罐内气体压呼在力不太于控制压力的前提下，证呼吸阀在各种作保业和环境下都满足油罐呼吸所需的通气量。而控制压力是呼吸控制过程的检测点 .否达到控制要求能

及呼吸系统的问题而造成的储油罐凹瘪及翘底损坏占 5以上“。内外呼吸阔研究和改进有较多成 0国果 .除了机械呼吸阀增强了密封效果和防冻设计僵得到认同之外，些新式呼吸阀的功能仍存在若干一缺陷由此说明，械呼吸阀的已有研究和改进不够机

则取决于呼吸阀能否自动控制通气量

完善，其设计的普遍概念研究没有更多进展。据对根呼吸阀的研究实践和阀门技术的发展，下对机械以呼吸阀设计的一些普遍概念进行探讨 .期建立呼以吸阀设计的新思路呼吸阀的主要设计依据是油罐呼吸所需的气体

二、呼吸阀设计的主要依据

流量而现有呼吸阀的通气量较小 .能完全满足油不一

、

呼吸阀的控制要求

罐呼吸的需要根据文献[]述， 1所如按暴雨时间 2 O~

3 n气温下降 2 Om1, O℃测算 .则罐内负压将超过

呼吸阀的基本作用有两个：是保证油罐安全一密闭储油；是减少油品蒸发损耗者要求呼吸阀二后具有良好的密封性 .者才是对呼吸阀最重要的要前求在密闭储油情况下 .罐是否会因超压而凹瘪及油翘底，键看油罐呼吸时气流能否顺畅通过呼吸阀关从储油过程看，罐呼吸有三种情况： 1因气油 ()温缓变，内气体体积发生变化，油罐小流量呼罐使吸； 2当进行收发油作业时，随罐内气体温度的 ()伴

允许负压 1 4倍以上，因此， 2~3 ai内，在 0 0r n以要向 5 0 m。油罐内补充 2 ~ 3 m气体， 0 0的 5 8 7 2向 20 0m 0 的油罐补充 1 6m 3 气体。油罐呼吸阀的但

进气能力满足不了要求， DN2 0mm的机械呼吸阀 0允许的最大进气流量为 2 0m/ DN1 0im的为 8 h. 0 l i7。 h。 5m/

液压安全阀本是油罐的第二级呼吸安全装置， 但目前在地面立式油罐上基本上取消了此阀。取消

变化而造成油罐较大流量呼吸； 3天气骤变等’ ()情况造成油罐大流量呼吸现有呼吸阀能适应第一种情*4 C 1 .庆市太坪长江二路 1 4号 I 00 6重 7电话：0 3 6 7 6 8 (2 )8 5 4 3

的原因，国内的主要观点认为，压安全闽操作不当液时密封液扳易被吹出，可靠。苏联有研究者发现不前

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第 1 8卷第 6期

于江等：油罐呼吸阀的概念设计储

液压安全阀常伴有液体的喷出 .要是由于机械呼主吸阀的通气能力不足造成的。。此例子也说明现有 呼吸阀的通气量太小

一

一

可能出现的油罐中气体空间的冷却和气体部分玲凝所产生的附加流量

此外，当充分考虑到下列情况对气体最大流应量的影响：

确定呼吸阀的通气量主要是根据对油罐呼吸时气体流量的估算现国内呼吸阀对控制压力下通过呼吸

阀的通气量的规定 .要依据下列气体流量估主算公式“:

( )面或半地下油罐在炎热季节突遇暴雨、 1地冰覆等的气候骤变； ( )面或半地下油罐在炎热季节雨后突转阳 2地光暴晒等气候骤变；

Q—一 1 Q+.V 2—

I}

(j 1

( )库油罐在夏季接收高温油料； 3洞 【 )库油罐在寒玲季节发油时吸人大量低温 4洞空气；

Q+ V￣ 1 s 2

J

式中

Q——呼出气体流量； 0——吸入气体流量；Q——油罐收油时油品的最大流量； .

( )种油罐在附近环境发生火灾时对油罐的 5各加温作用； ()外情况下油罐消防液的大量涌人； 6意 ( )体体积的变化在空罐和存油较步时尤为 7气严重。

Q——油罐发油时油品的最大流量；——

气体空间的体积，1; 1。 Z—

—

气体空间的昼夜温差；( )间；吸时

r一无收油作业时 .天之内呼吸阀的呼一

由于公式确定的复杂性 .难用特定的公式尚

准确地表达各种情况对气体最大流量的影响。建议气体的最大流量以取现标准规定通气量的 2 3倍~为宜

e一一考虑到由于罐内油气浓度变化使呼吸气体积增加的系数，油罐 e取煤 12 15汽油罐或稳定原油罐￡ .~ .,取2~ 3

三、呼吸阀的开启特性通过试验观察和理论分析可知，有重力式和现弹簧式呼吸阀属微启式，启高度在 1 4~ 1 2流开/ 0/0道直径的范围内。盘的动作特性为比例作用式，阀开启高度随压力升高而逐渐变化。这种特性的呼吸阀固通流面积小，油罐呼吸所需气体流量超过有关当标准对呼吸阀通气量的规定值时，然会造成油罐必超压。

由于公式中温差血取气体空间的昼夜温差，时间项 r一般取 3 4 h,此使温差的取值受到限制，~ 固

并且考察的周期过长，法适应温度剧变等恶劣情无况时气体流量的计算，使得现有呼吸阀规定通气故量偏小

确定呼吸阀的额定通气量 .须要确定油罐呼必吸时气体的最大流量体的最

大流量可表述如下：气…

一一 l%++I收油时油罐的最大进油流量；

f,、。

Q q…一一q .q.…

呼吸阀的开启特性应是全启式，作为两段作动用式。全启式是指阀盘的开启高度大于等于 14流/道直径；段作用式是指阀盘的开启过程分为两个两阶段，初阀盘随压力升高而比剜开启，压力升高起在一

式中 0…——压力阀的最大呼气量时的流量；

q一一油罐外部环境作用下，内气体空 罐间被加热而产生的气体最大流量； q一接收较热油品时，内气体空间被 . 罐加热而产生的气体流量； q——在单位时间内，离出的溶解在油 .分品中的气体数量；…般此项只适用于原油罐；

个不大的数值后，盘即在压力几乎不再升高的阀

情况下急速开启到规定高度。当呼吸阀同时具备这两种特性时才能较好地达到其控制要求近几年，内外对呼吸阀开启特性的研究取得国了很多成果，利用浮动磁铁控制阀盘实现两段开如启，用反冲盘达到阀盘全启及磁控摆开式呼吸利

0…

一通过真空阀的最大吸气计算流量；

阀

其基本的技术路线是利用两种不同特性的控(转第 5而 )下

叮——发油时油罐最大的发油流量：

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杜振毕：气降温的卸油方法冷

却油品。在该工艺流程中，池的作用是必不可少水

二、理及工艺流程原在油罐车表面洒水降温克服气阻，效果不明其显的主要原因是：

的。因为夏季卸油气温较高，不对空气进行预冷，若 则空气的降温效果会受到影响 .大了冰块的消耗增

量。该工艺中的水池可用消防水池来代替。但若要新建水池，尽量建在地面以下 .水池上应有一定应且厚度的覆盖层。这样 .池内的水可保持较低的温水度，时水温受外界气温变化的影响也较小样不同这

( )却介质的温度井不是很低； 1冷 ()却介质不能与油品直接接触进行热交换。 2冷 若将冷却介质由水改为冷气 .冷气

直接吹入将油罐车内油面上的气体空间来置换油面上的高温气体，冷气与油品直接接触，生热交换这种用冷使发

仅使进入装冰筒内的气体温度降低 .且使得进入而油罐车内的气体温度更低，可达到理想的降温效果。采用冷气降温的卸油方法具有以下特点。 ( )罐车不必进行任何改造。 1油 ( )却介质是经两次冷却后的空气，温效果 2冷降明显。

气降温来克服气阻的卸油方法 .降温效果较明显。其工艺流程如图 2所示。

( )现有工艺的基础上增加图 2所示的工艺 3在流程，资少投 ( )卸油方法是向油罐车内的气体空间吹气 . 4该 不是向油品内吹气，不是向油罐车内加压。因此，更 该卸油方法是安全可靠的 ( )卸油工艺简单 .用方便。 5该使图 2冷气降温的卸油工艺流程 ●考文献

从图 2中可看出 .空气被鼓风机吹入管路之后，先用水池中的水进行预冷，冷后的空气被吹入装预冰筒中，空气流经装冰筒内冰块的表面时被冷却当形成冷气，后将冷气吹入油罐车内的气体空间冷最 (接第2上 7页 ) 制力组合来实现阀盘两段开启，利用气流的反冲井力或某种具有突变性质的控制力来达到阀盘全启。

1壮振华：装式分层卸油鹤昔 .气储运 . 9 6 1 ()2~2。一 内油 1 9 .5 1 6 8

(稿 1: 8 1 4收 3期 l 9 1 2 ) 9

编辑：仇

斌

子上施以略大于气体压力对阀盘作用力的手动力，即可感知呼吸阀大致的技术状况。在 E常的检查中 l每次都试验一下，够使阀盘经常地在其全启范围能内进行运行，有效地防止锈蚀、死、连等，时可卡粘同在紧急情况下也可以通过手动试验端子打开呼吸阀。

四、呼吸阀的功能延伸如前所述，吸闽的增强密封效果和防冻设计呼都是成功的研究，对呼吸阀功能内涵及外延的延是伸和发展，于实现该阀控制目标起到了重要作用。对 现有重力式和弹簧式呼吸阀可靠性不高，成造问题的原因较多，锈蚀、死、连等等，过外部如卡粘

通的目测检查，难发现出现上述问题的原因，法预较无知呼吸阀的技术状况。因此要求呼吸阀具有在线检查的功能，易实现的技术路线是在呼吸阀上附设较一

●

考

文

献

1 t库拄术与管理手册》写组：库拄术与管理手册，簿科学，油编油上拄术出版杜<梅 ) 1 9上 .9 7 2中华^民共和国石油天然气行业标准 S T 0 1一g 6石油储， Y/ 5 l1 9罐呼吸阀 3岢尉译罐呼暇装置流量的计算，外油气储运 . 9 1 9 . 油国 1 9,( . 1)

4韩光臣等：库设计与管理 .油大学出版牡 (营 ) 1一油石束 1 9 9 5榜源泉：门设计手册，槭工业出版社 (京 ) l 9 .阀机北，9 2

手动试验端子 .动式呼吸闽用手动把手，导式直先

6黄起陆等：控摆开式呼吸阀 .气储运 .g 7 1 ( ),磁油 1 9, 6 4(藕 1期： 9 8 1— 9 收 3 19 -11 )

呼吸阀用试验按钮。在线检查时只要在手动试验端

埔辑；力平康

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