学文网【摘要】本文简述了呼吸阀的作用和工作原理，重点阐述了根据通过呼吸阀额定通气量的计算和油罐呼吸量的确定来确定所选用的呼吸阀的尺寸和数量。
【关键词】呼吸阀；通气量；选用
一、前言
呼吸阀是石油储罐上非常重要的安全附件之一，安装于罐顶，用于自动控制油罐内外气体通道的启闭，维持油罐内外的压力平衡，并降低油品的蒸发损失。由于储罐环境温度的变化而引起的油罐气体空间内压发生变化而造成的油气损耗，我们称之为小呼吸损耗，为此需要用呼吸阀来控制一定的压力来减少小呼吸损耗。在收发油作业时，由于罐液位变化引起罐内气相空间大小的变化而造成的油气损耗，我们称之为大呼吸损耗，同样，呼吸阀也可以减少油罐的大呼吸损耗。因此，呼吸阀既能减少油气损耗，同时又能防止油罐因为内外压差过大而损坏。
二、呼吸阀的作用原理
呼吸阀是利用阀盘的重量，来控制罐内的呼气压力和吸入的真空度。当油罐内气体的压力超过一定的压力值时，压力阀被顶开，油气从罐内呼出，降低罐内压力。当罐内气体的真空度超过油罐的允许真空度时，真空阀即被顶开，空气进入罐内保持油罐压力平衡。压力在一定范围内，真空阀和压力阀都处于关闭状态，油罐不呼吸，所以在一定程度上减少了油品的蒸发损耗。呼吸阀控制的压力和真空度的数值应根据油罐结构本身的允许值来决定。选择呼吸阀的尺寸时，要根据油品收发作业时的最大排量来确定。呼吸阀的直径大于250mm时，可选用两个不超过250mm的呼吸阀。
三、呼吸阀的额定通气量
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。主要依据下列气体流量估算公式：
Qya=Qej+1.2V（t/273τ）ε （1）
Qz=Qef+1.2V（t/273τ）ε （2）
式中Qya————单位时间内呼出气体流量，单位为m3/h；
Qz————单位时间内吸入气体流量，单位为m3/h；
Qej————单位时间内吸入气体流量，单位为m3/h；
Qef————单位时间内吸入气体流量，单位为m3/h；
V————罐内气相空间的体积，单位为m3；
t————罐内气相空间的昼夜温差，单位为℃；
τ————无油作业时，一天之内呼吸阀的呼吸时间，单位为h；
ε————考虑到由于罐内油气浓度变化使呼吸气体积增加的系数，煤油罐ε取1.2-1.5，汽油罐或稳定原油罐ε取2-3。
由于公式中温差t取气相空间的昼夜温差，时间项τ一般取3-4h，因此使温差的取值受到限制，并且考察的周期过长，无法适应温度剧变等恶劣情况时气体流量的计算，故使得现有的呼吸阀规定通气量偏小。呼吸阀的额定通气量，必须要确定油罐呼吸时气体的最大流量。气体的最大流量：
Qya max=qej+qt1+qt2+qr （3）
Qz max=qef+qt （4）
式中，Qya max——单位时间内呼出气体流量，单位为m3/h；
qej——油罐进油时在单位时间内的最大进油量，单位为m3/h；
qt1——油罐内气相空间受外部环境温度影响在单位时间内产生的气体最大流量，单位为m3/h；
qt2——油罐进油油温较高时，罐内气相空间空间被加热而产生的单位时间气体流量，单位为m3/h；
qr——在单位时间内，分离出的溶解在油品，中的气体数量，一般此项只适用于原油罐，单位为m3/h；
Qz max——单位时间内通过真空阀的最大吸气计算流量，单位为m3/h；
qef——发油时油罐在单位时间内最大的发油流量，单位为m3/h；
qt——可能出现的油罐中气相空间的冷却和气体部分冷凝所产生的附加流量，单位为m3/h。
此外，应当充分考虑到下列情况对气体最大流量的影响：
1）油罐在炎热季节突遇暴雨、冰雹等的气候骤变。
2）油罐在炎热季节雨后突转阳光暴晒等气候骤变。
3）突况下油罐内消防液的大量涌入。
4）气相体积的变化在油罐空罐或存油较少时尤为严重。
由于影响油罐呼吸量的因素较多且较复杂，所以难以用特定的公式准确地表达各种不同情况对气体最大流量的影响。一般气体的最大流量取现标准规定通气量的2-3倍。
四、呼吸阀的选用
根据中国石油天然气行业标准SY/T0511-1996《石油储罐呼吸阀》的规定，呼吸阀规格尺寸的选用原则如下：
1）按照呼吸阀在单位时间内的通气量来选择呼吸阀的尺寸及数量，见表1。根据表1各种规格尺寸的不同压力等级的通气量，计算出呼出或吸入气体的流速范围。根据油罐单位时间内收发油品流量确定选择的呼吸阀数目和规格，见表2。
2）对照呼吸阀制造厂家提供的各种规格的呼吸阀在各种压力等级下呼出或吸入的性能曲线，选用呼吸阀尺寸。
3）呼吸阀阀片的起跳压力应低于该呼吸阀所在储罐的设计压力，从而保护储罐不被损坏，但应高于该储罐的操作压力，以确保储罐的正常操作。
五、结语
通过计算呼吸阀的通气量和油罐的收发油流量，进而确定呼吸阀的公称尺寸和数量。在石油储罐上，为防止安全阀故障阀片无法正常开启，呼吸阀通常和液压安全阀配套使用，确定了呼吸阀的尺寸和数量，安全阀的尺寸和数量就容易确定了。
参考文献
[1]中国石油天然气行业标准SY/T0511-1996《石油储罐呼吸阀》
作者简介
姓名：孙中坤 学历：大学本科 毕业院校：长江大学 专业：油气储运工程。