储罐接管呼吸阀

呼吸阀是目前的重力式或弹簧式机械呼吸阀应用最多，其主要缺陷是通气量小可靠性低在实际使用中事故率较高。据统计在油库设备损坏事故

中，因呼吸阀及呼吸系统的间题而造成的储油罐凹瘪及翘底损坏占50%以上。国内外对呼吸阀研究和改进有较多成果，但除了机械呼吸阀增强

了密封效果和防冻设计得到认同之外一些新式呼吸阀的功能仍存在若干的缺陷。由此说明机械呼吸阀的已有研究和改进不够完善其设计的普遍

概念研究没有更多进展。根据对呼吸阀的研究实践和阀门技术的发展以下对机械呼吸阀设计的一些普遍概念进行探讨以期能建立呼吸阀设计的

新思路。

一、呼吸阀的控制要求

呼吸阀的基本作用有两个：一是保证油罐安全密闭储油；二是能够减少油品的蒸发和损耗。后者是要求呼吸阀具有良好的密封性，前者才是我

们对呼吸阀最重要的要求。在密闭储油情况下油罐是否会因超压而凹瘪或者翘底，关键是看油罐呼吸时气流能否顺畅的通过呼吸阀。从储油过

程看油罐呼吸有三种情况：

1、因气温缓变罐内气体体积发生变化使油罐小流量呼吸；

2、当进行收发油作业时伴随罐内气体温度的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。现有的呼吸阀能适应第一种情况对第二种情况也能基本适应，但多数油库为防止发生油罐超压都做了

人工旁通处理。现有呼吸阀对第三种情况还是比较无法适应。

综上所述呼吸阀的控制要求是在罐内气体压力不大于控制压力的前提下保证呼吸阀在各种作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能否达到控制要求则取决于呼吸阀能否自动控制其通气量。

二、呼吸阀设计的主要依据

呼吸阀的主要设计依据是油罐呼吸所需要的气体流量大小。而有的呼吸阀的通气量较小不能完全满足油罐呼吸的需要。如按暴雨时间20一30min，

气温下降20℃测算则罐内负压将超过允许负压14倍以上。因此在20~30min以内，要向5000m³的油罐内补充285~327m³气体，向2000m³的油

罐补136m³的气体。但是油罐呼吸阀的进气能力满足不了要求，DN200mm的机械呼吸阀允许的最大进气流量为280m³/h，DN100mm的为75m³/h。

注意的是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已经基本上取消了此阀。取消的原因国内的主要观点认为液压安

全阀操作不当时密封液极易被吹出不可靠。前苏联有研究者发现液压安全阀常伴有液体的喷出主要是由于机械呼吸阀的通气能力不足而造成的。

也说明有的呼吸阀的通气量太小。

三、呼吸阀的开启特性

通过试验观察和理论分析可知现有重力式和弹簧式呼吸阀属于微启式，开启高度在1/40~1/20流道直径的范围内。阀盘的动作特性为比例作用式开

启高度随压力升高而逐渐的变化。这种特性的呼吸阀因通流面积小当油罐呼吸所需气体流量超过有关标准时对呼吸阀通气量的规定值时必然会造成

油罐超压。

呼吸阀开启的特性应是全启式动作为两段作用式。全启式是指阀盘的开启高度大于等于1/4流道直径;两段作用式是指阀盘的开启过程分为两个阶段，

起初阀盘随压力升高而比例开启在压力升高一个不大的数值后，阀盘即在压力几乎不再升高的情况下急速开启到规定的高度。当呼吸阀同时具备有

这两种特性时才能较好地达到其控制的要求。近几年国内外对呼吸阀开启特性的研究取得了很多成果，如利用浮动磁铁控制阀盘实现两段开启，利

用反冲盘达到阀盘全启以及磁控摆开式呼吸阀其基本的技术路线是利用两种不同特性的控制力组合来实现阀盘的两段开启，并且利用气流的反冲力

或某种具有突变性质的控制力来达到阀盘全启。

如前所述呼吸阀的增强密封效果和防冻设计都是成功的研究是对呼吸阀功能内涵及外延的延伸和发展对于实现该阀控制目标起到了重要作用。现有

重力式和弹簧式呼吸阀可靠性不高造成问题的原因较多如锈蚀、卡死、粘连等等通过外部的目测检查，较难发现出现上述问题的原因无法预知呼吸

阀技术的状况。因此要求呼吸阀具有在线检查的功能较易实现的技术路线是在呼吸阀上附设一手动的试验端子，直动式呼吸阀用手动把手而先导式

呼吸阀用试验按钮。在线检查时只要在手动的试验端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。在日常的检

查中每次都试验一下能够使阀盘经常地在其全启范围内进行运行可有效地防止锈蚀、卡死、粘连等，同时在紧急情况下也可以通过手动的试验端子

来打开呼吸阀。