机械呼吸阀的计算选型

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机械呼吸阀的计算选型

机械呼吸阀的计算选型

杜亮坡‘

郭磊东志红

（中国石油天然气管道工程有限公司）

摘要主要研究机械呼吸阀的计算选型，分别从国内的理论计算和美国ＡＰＩ中机械呼吸阀的计算选型做好理论准备。

ＳＴＡＮＤＡＲＤ

２０００标准规定对单位时间内通过压力（真空）阀的气体流量进行了分析，为今后实际工程

关键词单位时间内通过压力阀的气体流量输入油罐中的油品最大流量呼吸阀的直径机械呼吸阀是利用阀盘的重量来控制油罐的呼气压力和吸人真空度的。当罐内气体的压力达到油罐的设计允许压力时，压力阀即被顶开，气体从罐内逸出，使罐内压力不再继续增高。同理，当罐内

Ｑ；；＝１．２（Ｑ，＋ｋ茄占）

呼吸阀的压降Ｐ用下式计算

（２）

Ｐ：△尸。＋△Ｐ，＋△Ｐ。：△Ｐ。＋ｎＰ＋亭！罢熏秽（３）

式中△Ｐ。——气流通过防火器时产生的压降，防

火器与呼吸阀是串联安装，△Ｐ。一

１０ｋｇ／ｍ２；

的真空达到油罐设计的允许真空度时，罐外的大气

降顶开真空阀而进入罐内，使罐内的真空度不再升高。机械呼吸阀可以在一定程度上减少油品的蒸发损耗，同时对油罐起安全保护作用¨∞］。

单位时间内通过压力阀的气体流量可按下式计算

，

ＡＰ，——阀盘的静压力，△Ｐｒ＝ｎＰ，常取ｎ＝

Ｏ．７５（／１，应随Ｐ值增加而增大）；

Ａ，

、

％＝１．２ｌＱ，＋ｋ焘占＋ｇ，ｌ…

、

，

（１）

ＡＰ。——气流通过呼吸阀时，因克服摩阻而

式中Ｑ：——通过压力阀的气体计算流量；

Ｑ，——输入油罐中的油品最大流量；

ｋ——油罐气体空间的最大体积，一般取

油罐的容积；

卜阀座直径；

卜阀结构的摩阻系数，决定于通过阀座ｒ计算压力阀时，指油气于空气混合气

的气体速度，常取ｆ＝６～７；

体的容重，计算真空阀时，指空气的容重；

造成的压降；

△ｔ——单位时间内气体空间的温度变化，在

夏季气候骤变时，可达０．５℃／ｍｉｎ；

占——考虑到由于油面温度的变化而使罐内

气体空间中油品蒸发浓度发生变化而引起的系数，煤油罐取占＝１．２—１．５，汽油罐取占＝２～３；

Ｑ击——通过呼吸阀的气体计算流量。计算

压力阀时Ｑ。ｉ＝Ｑ；；计算真空阀时

Ｑｑｊ＝皤。

求得Ｑ小和Ｐ值后，就可算出阀座直径ｄ，ｄ值按下式计算

ｇ，——原油在油罐中单位时间内分离出的溶

解气体积，可按油气比计算，该项只是对原油罐才引入。

通过真空阀的气体最大流量优ｉ为

｝杜亮坡，男，１９８０年１０月生，硕士。廊坊市，０６５０００。

扛√两蒜‰㈩

万方数据　

《４Ｅ－Ｙ－装备技术》第３０卷第２期２００９年

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当阀门刚刚打开的瞬间时，Ｑ耐＝Ｏ，阀盘重量Ｇ与阀盘的静压力△Ｐｆ所形成的作用力相平衡即

由此可求得

计算结果表明，压力阀的直径将大大小于真空Ｇ＝孚后磊骊㈤

Ｇ：△只华：ｎＰ：华

阀的直径，然而为了制造的方便，常把压力阀直径作成和真空阀直径相同。

从式（１）一式（５）中可以看出，影响呼吸阀尺寸的最主要因素是油罐收发油品的排量。在实际工作中常根据油罐收发作业的排量来选择呼吸阀的数量和口径大小，如表１所示。

表１

机械呼吸阀数量和口径的选择

通过和ＡＰＩ

ＳＴＡＮＤＡＲＤ

２０００比较，发现单位

时间内通过压力阀的气体流量式（１）有以下不同之处：

（ａ）式（１）通过压力阀的气体流量为１．２Ｑ，，而按ＡＰＩ

ＳＴＡＮＤＡＲＤ

２０００的规定，当油品的闪点

≥３７．８。Ｃ时，压力阀的气体流量为１．０１Ｑ，；当油品的闪点＜３７．８。Ｃ时，压力阀的气体流量为

（ｂ）式（１）单位时间内气体空间的温度变化为

ＳＴＡＮＤＡＲＤ

２０００的规定单位时

间内气体空间的温度变化为５５℃／ｈ。

以２００００ｍ３罐为例

（１）按式（１）单位时间内通过压力阀的气体流

量

低闪点的油品为

Ｑｙｉ＝１．２×Ｑ，＋７９１２（ｉｎ３／ｈ）

高闪点的油品为

万　

方数据Ｑ：＝１．２×Ｑ，＋３９５６（ｍ３／ｈ）（２）按ＡＰＩ

ＳＴＡＮＤＡＲＤ

２０００单位时间内通过

压力阀的气体流量

低闪点的油品为

Ｑ：＝２．０２ＸＱ，＋１８７７（ｍ’／ｈ）

高闪点的油品为

％＝１．０１×Ｑ，＋１３０７（ｍ３／ｈ）

通过以上公式的计算比较，得出单位时间内通过压力阀的气体流量Ｑｙｉ因输人油罐中的油品最大流量Ｑ，而异，在Ｑ，较大时，低闪点油品按ＡＰＩ

ＳＴＡＮＤＡＲＤ

２０００计算∞较大；高闪点油品按式

（１）计算Ｑ二较大。

通过和ＡＰＩＳＴＡＮＤＡＲＤ

２０００比较，发现单位

时间内通过真空阀的气体流量式（２）有以下不同之

处：

（ａ）式（２）通过真空阀的气体流量为１．２Ｑ，，而按ＡＰＩ

ＳＴＡＮＤＡＲＤ

２０００的规定，不论低闪点和

高闪点的油品，通过真空阀的气体流量为０．９４Ｑ。。

Ａ‘

（ｂ）式（２）通过真空阀的气体流量和Ｖ一，ｔ，，．ｂｉ８厶，Ｊ

有关，这就决定通过真空阀的气体流量和油品的低

闪点或高闪点有关，而按ＡＰＩ

ＳＴＡＮＤＡＲＤ

２０００规

定通过真空阀的气体流量和低闪点还是高闪点无

关，只和低闪点油品通过真空阀的气体流量相等。

通过以上比较，笔者可以得出在选取机械呼吸阀时，呼吸阀的直径和通过阀的气体流量Ｑ。ｉ有关系，而Ｑ。ｉ的计算根据式（１）、式（２）和ＡＰＩ

ＳＴＡＮＤ—

ＡＲＤ

２０００的规定是不同的，因此需要根据工程的

实际情况，式（１）、式（２）和ＡＰＩ

ＳＴＡＮＤＡＲＤ２０００

的规定，并且根据已经应用到实际工程中的机械呼

吸阀选型经验，综合选出比较合理的机械呼吸阀。

参考文献

［１］

ＶｅｎｔｉｎｇＡｔｍｏｓｐｈｅｒｉｃａｎｄＬｏｗ—ＰｒｅｓｓｕｒｅＳｔｏｒａｇｅＴａｎｋｓ．ＡＰＩＳＴＡＮＤＡＲＤ２０００ＦＩＦＴＨＥＤＩＴＩＯＮ。ＡＰＩｕＬ，１９９８．

［２］张德姜，王怀义，刘绍义．石油化工装置工艺管道安装设计手册［Ｍ］．北京：中国石化出版社，２００３．

［３］郭光臣．油库设计［Ｍ］．北京：石油工业出版社。１９８０．

（收稿日期：２００８—０８—０５）

２．０２Ｑ。。

３０。Ｃ／ｈ，而按ＡＰＩ