呼吸阀通气量的计算
石油化工储罐呼吸阀的计算选型
石油化工储罐呼吸阀的计算选型摘要：呼吸阀是常压和低压储罐常用附件之一，用于维持储罐内外稳定的压力差，从而保护储罐。
本文简单介绍了呼吸阀的一般原理和分类，分析了国内外规范中的计算选型方法，并结合实际工程案例进行了选型计算。
关键词：呼吸阀，概述，计算，选型呼吸阀是低压和常压储罐常用的安全附件，其技术成熟，性能稳定，可实现自动自主呼/吸调节储罐的压力，防止储罐破裂或被抽瘪。
同时，呼吸阀还在一定程度上减少罐内介质因挥发造成的损耗[1]。
由于储罐的占地面积大，储存介质常具有易燃、易爆等危险特性，并且储罐存储的介质都具有一定的经济价值，所以用呼吸阀保证储罐的安全显得尤为重要。
一、呼吸阀的选型计算1.呼吸阀的选型呼吸阀计算选型关键是呼吸阀通气量的计算。
在计算通气量时，需要知道储在各种工况下分别的进出情况。
存储介质本身的闪点也会影响到通气量的计算。
对于热呼吸量的计算，还需要考虑当地最大温升和温降。
2.呼吸阀计算规范在《API 2000-2014 Venting Atmospheric and Low-pressure Storage Tanks》中，对正常的吸入、呼出工况的计算方法与国内规范差别不大，对于热呼出工况，API2000中给出了两种不同的计算方法。
下文将分工况详述。
2.1呼出工况（Out-breathing）对于不易挥发的液体，且储罐气相蒸汽压小于5.0KPa时，呼吸阀呼出量Vop等于液体进罐量Vpf。
在SI单位制下即：对易挥发性液体，且储罐气相蒸汽压大于等于5.0KPa时，呼吸阀呼出量Vop等于液体进罐量Vpf。
在SI单位制下即：呼出量计算中所用的体积值为实际温度、压力下的体积，所以呼出量的单位为m3/h。
2.2吸入工况（Inbreathing）呼吸阀吸入工况相对单一，主要是由于罐内液体的排出。
呼吸阀呼出量Vip等于液体进罐量Vpe。
在SI单位制下即：特别应该注意的是，吸入工况最终计算得到的呼出量是标况下每小时吸入空气的体积，单位为Nm3/h。
呼吸阀通气量标准
呼吸阀通气量标准通常是指用于个人防护装备（如呼吸防护面具、呼吸器等）的通气系统的性能标准。
这些标准旨在确保通气系统能够提供足够的气流，以满足用户的呼吸需求，同时保持适当的气密性和过滤效率。
呼吸阀通气量标准通常由国际标准组织（如ISO）或国家相关部门（如美国的NIOSH、欧洲的EN等）制定和管理。
呼吸阀通气量标准通常包括以下方面的要求：
通气率：标准通常规定呼吸阀的通气率，即单位时间内通过呼吸阀的气流量。
通常以升/分钟（L/min）或升/秒（L/s）为单位。
压降：标准通常规定通气系统在正常操作条件下的最大允许压降，即气流通过呼吸阀时产生的阻力。
压降较小有助于减轻用户的呼吸负担。
气密性：通气系统必须具备足够的气密性，以确保在正常使用情况下不会发生气体泄漏。
过滤效率：对于带有过滤功能的呼吸阀，标准通常要求过滤效率达到特定的标准，以阻止颗粒物质和污染物进入呼吸器内。
呼吸阀设计：标准通常也包括有关呼吸阀的设计和制造要求，以确保其安全性和可靠性。
不同国家和地区可能会采用不同的呼吸阀通气量标准，具体的标准和要求可能会因产品类型、用途和市场而有所不同。
要了解特定产品的呼吸阀通气量标准，建议参考当地相关标准或与产品制
造商联系，以获取最新的标准信息。
这些标准对于确保个人防护装备的性能和安全性至关重要，特别是在需要保护用户免受有害气体、颗粒物质或污染物的环境中。
呼吸阀计算公式
呼吸阀计算公式呼吸阀是一种用于保护储罐安全的重要设备，它能够在储罐内压力过高或过低时自动开启或关闭，以维持储罐内的压力平衡。
要确定呼吸阀的规格和性能，就需要用到一些计算公式。
接下来咱就好好唠唠这呼吸阀的计算公式。
先来说说呼吸阀的呼气量计算公式。
这呼气量啊，就像是一个人的肺活量，得算准了才能保证呼吸阀正常工作。
一般来说，呼气量的计算公式是：$Q_{h} = 2.16\times10^{-5}\times K_{b}\times K_{c}\timesM\times P\times V^{0.82}$ 。
这里面的每个字母都有它的含义，$K_{b}$是物料系数，$K_{c}$是修正系数，$M$是储罐内物料的分子量，$P$是储罐的设计压力，$V$是储罐的容积。
这公式看起来挺复杂，但其实就像是解一道数学题，只要把每个数都搞清楚，代入进去算就行了。
我记得有一次，我去一个化工厂参观。
那时候他们正在安装新的储罐，工程师们就在那儿拿着计算器，对着一堆数据算呼吸阀的呼气量。
我凑过去看，只见他们一会儿皱着眉头，一会儿又露出恍然大悟的表情。
一个年轻的工程师还跟我开玩笑说：“这呼吸阀的计算啊，比我当年高考数学题还难！”我笑着说：“那可得算准了，不然这储罐可就不安全啦！”他们认真地点点头，继续埋头计算。
再说说吸气量的计算公式，$Q_{x} = 0.76\times10^{-5}\timesK_{b}\times K_{c}\times M\times P\times V^{0.82}$ 。
和呼气量的公式有点像，就是系数不太一样。
在实际应用中，这些公式可不能生搬硬套。
比如说，不同的物料、不同的环境条件，都可能影响到系数的取值。
这就需要工程师们有丰富的经验和敏锐的判断力。
还有啊，呼吸阀的口径大小也和这些计算结果有关。
一般来说，计算出的呼气量和吸气量越大，需要的呼吸阀口径也就越大。
但也不是越大越好，还得考虑成本、安装空间等因素。
呼吸阀原理及设置计算
橡胶或三元乙丙胶等。
工作介质中含有颗粒物质的工况，由于颗粒物质容 易阻塞阀杆与导向套之间的缝隙，从而影响阀杆运 动，直至阀杆卡死，呼吸阀失效。 通过普通呼吸 阀的内部结构进行改进。减少颗粒物对阀体内部的影 响。
重力载荷 PRV(单呼阀)
普通重力式单呼阀与泄压人孔泄放对比
罐内压力低于设 定压力时无动作
罐内压力高于设 定压力时泄放
• 5.呼吸量计算 呼吸阀的呼出、吸入量一般按照API 2000来计算：
• 计算依据 :
• Max. Inpumping Rate
in USGPH
• Max Outpumping Rate
呼吸阀 原理及设置计算
一、呼吸阀工作原理
立式金属拱顶罐
二、呼吸阀的设置和计算
一 概述
主要内容
二 设计规范
三 呼吸阀的选型
四 泄压人孔
五 呼吸量计算
• 1.概述 呼吸阀是一种用于石油、化工、天然气等
行业的低 压保护设备。它可以用来保持储罐压力始终处于正常状 态，降低储罐内挥发性液体的蒸发损失，并保持储罐免 受超压或超真空的破坏。
• 1.2 Venting for Thermal inbreathing
• See API table
• 超压呼出量
• 2.1 Venting Requirement for Max oil movement IN the tank • 1200 x Inpumping rate/4200 = ……….. NCUFT/HR
• 2.2 Venting for Thermal outbreathing • See API table
GFQ-1型全天候呼吸阀说明书
文件编号：ZY/H-01 REV1.0GFQ全天候呼吸阀产品说明书Products Description Manual呼吸阀简单说明呼吸阀是维护储罐气压平衡，减少介质挥发的安全节能产品，还能利用蒸气传热的原理，保护呼吸阀内件不易冰冻，使呼吸阀能保证正常工作，常与阻火器配套使用。
我公司生产的（保温）呼吸阀具有结构简精，通气量大、泄漏量小、耐腐蚀、保温等特点。
阀口采用聚四氟材料，具有耐低温、防霜冻等优点。
呼吸阀内设有静电保护装置，使得该阀时刻与罐体保持同等电位。
一、技术要求：操作压力：Type A：+355pa(+36mmH2O) -295pa(-30mmH2O)Type B：+980pa(+100mmH2O) -295pa(-30mmH2O)Type C：+1750pa(+180mmH2O) -295pa(-30mmH2O)Type D：按用户要求生产（特殊压力等级）备注：一般情况下，（阻火）呼吸阀的操作压力以B型为准；适用物料：汽油、煤油、柴油、芳烃、硫、空气等石油化工物料；环境温度：-40℃-+60℃；壳体材质：HT、AL、A3、18-8、304、304L、316、316L等。
法兰标准：HG20592-97 PN1.0 （也可根据用户指定的标准生产）。
备注：以下尺寸仅供参考，可根据用户提供的尺寸生产。
DN 25 32 40 50 80 100 150 200 250 300H 270 290 320 320 470 470 540 620 700 780L 240 260 290 290 420 420 535 700 835 950二、材料：呼吸阀壳体：碳钢、铸铝、不锈钢（根据订单上材质决定）阀盘、阀杆、连接件： SS304；阀口、密封件、滑动套： F4 Port；防爆波纹阻火板：不锈钢保温材料：流动蒸汽三、制造和验收标准：SY/T0511.1-2010 GB5908-2005四、呼吸阀性能及特点：1、呼吸阀的阀体能承受0.2Mpa的水压，无渗透和变形现象。
呼吸阀计算表
V 储罐容积，m 3100V 热效应（吸入）热效应吸入量，m 3
/h 16.9
V 泵出量储罐出料量，m 3/h
20V 吸入量总吸入量，m 3/h
35.7物料闪点≥37.8℃V 热效应（呼出）热效应呼出量，m 3/h
10.1V 泵进量储罐进料量，m 3/h
20V 呼出量总呼出量，m 3/h 30.3
A 润湿面积，m 2
78.54F 储罐环境系数
0.075V 排气量，m 3
559Q 最大体积流量，m 3/h
40M
混合气体平均摩尔质量，g/mol 28.01T
泄放温度，℃60Z
气体压缩因子1Kd
绝热系数，Cp/Cv 1.4pi
呼吸阀进口绝压，bar 0.018F
压力修正系数0.6Amin
最小的泄放面积，cm 28.666D 呼吸阀管口直径，mm 33
1、储罐在进出料时呼吸量的计算（工业阀门选用指南）
2、储罐在火灾工况下呼吸量的计算
3、呼吸阀的尺寸计算
版权归海川waaabc所有，转载请联系
请联系作者，谢谢~
5.0 5.0
18.8
20.2
55。
罐顶上呼吸阀的安装设置,选型和计算方法
罐顶上呼吸阀的安装设置,选型和计算方法不锈钢呼吸阀常压、低压储罐是石油化工厂中必不可少的设备。
常压、低压储罐在使用过程中经常会由于储罐内液面的改变、或者外界温度的变化等原因导致储罐内气体膨胀或收缩，储罐内气相的压力也随之波动，气体压力的波动极易使储罐出现超压或真空的情况，严重时会造成储罐超压鼓罐或低压瘪罐。
为了防止储罐出现超压或负压等失稳状态，工艺设计中通常采用在罐顶安装呼吸阀的方式来维持储罐气压平衡，确保储罐在超压或真空时免遭破坏，保护储罐安全，并且减少储罐内物料的挥发和损耗，对安全和环保均起到一定的促进作用。
一、储罐呼吸阀结构及工作原理：呼吸阀产品应符合SY/T0511-1996标准要求，分为普通型和全天候型两大系列，其操作温度和代号分别为：全天候型代号Q操作温度-30～+60℃，普通型代号P操作温度0～+60℃。
呼吸阀类型呼吸阀的结构形式多种多样，其外形多半呈球型。
国外产品有些外形根据实际需要有桶形、盘形等。
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。
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）侧排人外界大气中，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证：呼吸阀的起跳压力应低于该呼吸阀所在储罐的正压设计压力，从而保护储罐不出现鼓罐事故，但应高于该储罐的操作压力，以确保储罐的正常操作；储罐呼吸阀的负压吸入压力要高于储罐设计的负压设计压力，从而保证储罐不出现憋罐事故。
三、呼吸阀呼吸量的确定其在正常状态下起密封作用以防止储罐内气体泄出只有在下列条件下呼吸阀才开始工作：1、储罐向外输出物料时，呼吸阀即开始向罐内吸入空气或氮气。
氨水储罐呼吸阀通气量计算的探讨
2361 呼吸阀结构及工作原理呼吸阀是储罐的一个重要安全附件，当罐内气体的压力超过呼吸阀的整定压力值时，压力阀顶开，真空阀仍处于关闭状态，罐内上部气体从罐内呼出，使罐内的压力不再继续增高；而当罐内气体的真空度超过储罐的设计真空度时，真空阀开，压力阀仍处于关闭状态，吸入新鲜惰性气体维持储罐内的压力平衡。
2 呼吸阀超压/真空工况计算原理2.1 超压/真空的原因在确定储罐超压或真空的可能原因时，应考虑以下因素：（1）由于液体从罐中最大流出速率而导致的正常吸入（液体转移效应）；（2）由于蒸汽空间温度的最大降低量（热效应）引起的蒸汽收缩或冷凝而导致的正常吸入；（3）因液体流入罐内最大速率而导致的正常呼气，以及由此产生的最大汽化量（液体转移效应）；（4）由于蒸汽空间温度的最大增加量（热效应）引起的膨胀和汽化而导致的正常呼气；（5）火灾暴露引起的紧急排放。
在确定总的正常吸气或呼气时，至少应考虑液体转移效应和热效应所导致的正常排气的组合。
2.2 进液和出液所需的流通能力（1）呼气在储罐蒸汽空间的实际压力和温度条件下，呼出的体积流量V op 应通过以下公式给出：V op =2×V pf （1）式中：V pf 是挥发性液体的最大体积填充率，单位为m 3/h。
（2）吸气吸气通风要求V ip （单位：m 3/h），应为储罐的最大规定液体排放量，应通过以下公式给出：V ip -V pe （2）式中：V pe 是液体排出的最大速率，单位为m 3/h。
3 因热呼气和热吸入所需的流通能力（1）热呼气计算热呼出量（即加热时的最大热流量）V ot ，用国际标准单位表示：m 3/h。
V ot =Y ×V 0.9tk ×R i （3）式中：Y 是纬度的一个因子（见表1）；V tk 为储罐容积，m 3；R i 是保温的降低因子（如果储罐无保温R i =1；如果储罐部分保温R i =R inp ；如果储罐全保温R i =R in ）；˗�������������������1����������1（4）式中：A TTS 是储罐总表面积（外壳和顶部），m 2；A inp 是储罐保温表面积，m 2。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
注：不同厂家生产的呼吸阀尺寸有所差异。
流通面积 S=π*0.322/4=0.08（m2） 四台 DN300 呼吸阀实际总吸气量为： 4*3600νS=4*3600*3.755*0.8=4326(m3/h) 付料体积流量：Vi=700/0.75=933（m3/h) 查表可知五万立储罐热呼吸吸入量为 4320m3/h 所需吸气总量为： Qi =Vo+Qt=933+4320=4753（m3/h）
呼吸阀正负压阀盘的流通面积，即阻火盘的口径阻碍了呼吸阀的通气 量，故应以此值计算呼吸阀的通气量。 3.1 正压计算 压降：△P=P- PS=1920-1765=155（Pa） ν= △ ∗ /( )= ∗ ∗ . /( . ∗ . ∗ . )=6.3(m/s)
四台 DN300 呼吸阀实际总排气量为： 4*3600νS=4*3600*6.3*0.0342=3103(m3/h) 收料体积流量：Vi=2400/0.75=3200（m3/h) 查表可知五万立储罐热呼吸呼出量为 4320m3/h 所需排气总量为： QO =2.14Vi+Qt=2.14*3200+4320=11168（ m3/h） 结论： 四台 DN300 的呼吸阀开启压力设定为 1765Pa 时,无论在有无收 付料时均无法满足储罐所需的排气量。 3.2 负压计算 压降：△P=P- PS=-350-(-295)=-55（Pa） ν= △ ∗ /( )= ∗ ∗ . /( . ∗ . ∗ . )=3.755(m/s)
关于呼吸阀通气量的计算
已知条件：罐360Pa，负压阀盘开启压力-295Pa，最大收料量 2640t/h，最大付料 量 700t/h，取空气密度ρ =1.2kg/m3，取石脑油密度ρ =750kg/m3， DN300 呼吸阀正压阀盘直径 280mm，正压阀盘开启高度 24mm，负压阀盘直径 302mm，负压阀盘开启高度 30mm，呼吸阀总阻力系数取ξ=6.5。 根据 SYT 0511.1-2010 《石油储罐附件 第 1 部分：呼吸阀》附录中的 相关公式:P=△P+ PS △P=ν2ξgρ/(2g) QO =2.14Vi+Qt Qi =Vo+Qt Qt=0.61S(适用于容积大于或等于 3200m3 的油罐) 符号解释： △P:压降，单位为 Pa P:罐内设定压力，单位为 Pa PS:开启压力，单位为 Pa ν:流速，单位为 m/s S:流通面积，单位为 m2 QO:排出时总通气量，单位为 m3/h Vi:收料体积流量，单位为 m3/h Qt:热呼吸量,单位为 m3/h S:油罐壁板与顶板表面积之和，单位为 m2 1.按照呼吸阀阀盘流通面积计算通气量
均无法满足储罐所需的吸气量。 （注：以上计算未包含氮气） 4.关于氮封问题 （1）投用氮气后，可以将储罐气体空间充满氮气，因氮气的热呼吸比油 气小， 由此推断投用氮气后可以降低油品的热呼吸量， 较少油品损耗。 （3）由公式 Qt=0.61S 可知，储罐的热呼吸量 Qt 与油罐壁板与顶板表面积 之和 S 成正比，及储罐壁板和顶板的面积之和越大，储罐的热呼吸量 越大。 热呼吸量是因温差引起的气体膨胀和冷缩。 当储罐为热吸气时， 因气体比液体更易冷缩，由此可以推断油罐液位越低，罐内气体空间 受到外界冷空气影响，通过罐壁传热，罐内气体越易冷缩形成负压， 及油位越低，越易引起超负压。 （3）当因降温引起的负压使呼吸阀负压阀盘开始后，通过 1.2 的计算结果 可知此时每小时最多可以向罐内补充 3103m3 的空气， 因罐外温度比罐 内温度低， 虽然每小时可以补充 3103 m3 的空气， 但同时也将大量的冷 空气带到储罐内部，从而加速了罐内油气的冷缩吸气。
结论：四台 DN300 的呼吸阀开启压力为-295Pa 时，在无付料时可以 满足储罐所需的吸气量，在付料时无法满足储罐所需的吸气量。而在 实际运行中发现，即使无付料，储罐也会出现超负压情况，以上计算 采用阀盘处的流通面积，未考虑阻火盘处的流通面积，实际上阻火盘 处流通面积小于阀盘处流通面积， 以下第 3 条以阻火盘处流通面积计 算呼吸阀的通气量。 （注：以上计算未包含氮气） 2.在满足工艺条件下，按照阀盘流通面积计算呼吸阀的开启压力 2.1 正压阀盘开启压力计算 根据 1.1 的计算可知排气总量需要达到 QO =11168Pa， 流速ν= QO/（4*3600S）=11168/（4*3600*0.0616）=12.6(m/s) 压降为：△P=ν2ξgρ/(2g)=12.62*6.5*9.81*1.2/（ 2*9.81） =619（ Pa） 开启压力为： PS= P-△P=1765-619=1301（Pa） 结论：当正压阀盘开启压力设定为 1301Pa 时，可以满足工艺要求。 （注：流通直径为 280mm） 2.2 负压阀盘开启压力计算 根据 1.2 的计算可知吸气总量需要达到 Qi =4753Pa， 流速ν= Qi/（4*3600S）=4753/（4*3600*0.08）=4.126(m/s) 压降为：△P=-ν2ξgρ/(2g)=4.1262*6.5*9.81*1.2/（2*9.81） =-67（ Pa） 开启压力为： PS= P-△P=-350-（-67）=-283（Pa） 结论：当负压阀盘开启压力设定为-283 Pa 时，可以满足工艺要求。 （注：以上计算未包含氮气） 3.按照呼吸阀阻火盘流通面积计算通气量 经测量计算得出 DN300 呼吸阀阻火盘处流通面积为 0.0342m2,此值小于
四台 DN300 呼吸阀实际总吸气量为： 4*3600νS=4*3600*3.755*0.0342=1849(m3/h) 收料体积流量：Vi=700/0.75=933（m3/h) 查表可知五万立储罐热呼吸吸入量为 4320m3/h 所需吸气总量为： Qi =Vo+Qt=933+4320=4753（m3/h） 结论：四台 DN300 的呼吸阀开启压力为-295Pa 时，无论有无收付料
1.1 正压计算 压降：△P=P- PS=1920-1765=155（Pa） ν= △ ∗ /( )= ∗ ∗ . /( . ∗ . ∗ . =6.3(m/s)
流通面积 S=π*0.282/4=0.0616（m2） 四台 DN300 呼吸阀实际总排气量为： 4*3600νS=4*3600*6.3*0.0616=5588(m3/h) 收料体积流量：Vi=2400/0.75=3200（m3/h) 查表可知五万立储罐热呼吸呼出量为 4320m3/h 所需排气总量为： QO =2.14Vi+Qt=2.14*3200+4320=11168（ m3/h） 结论： 四台 DN300 的呼吸阀开启压力设定为 1765Pa 时,在无收料时可 以满足储罐所需的排气量， 在收料时无法满足储罐所需的排气量。 （注： 流通直径为 280mm） 1.2 负压计算 压降：△P=P- PS=-350-（-295）=-55（Pa） ν= △ ∗ /( )= ∗ ∗ . /( . ∗ . ∗ . =3.755(m/s)