ZFQ一體式防爆阻火呼吸閥設(shè)計(jì)規(guī)范

傳統(tǒng)的分體式阻火呼吸閥和緊急泄壓閥結(jié)構(gòu)不合理，本質(zhì)不安全，泄漏量大，不能滿足日益嚴(yán)格的安全和環(huán)保要求。介紹了一種新型高效的一體式阻火呼吸閥和緊急泄壓閥，其結(jié)構(gòu)合理，本質(zhì)安全，密封性能高，可滿足國際和國內(nèi)現(xiàn)行的環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)。新型高效一體式阻火呼吸閥和緊急泄壓閥在儲(chǔ)罐區(qū)的實(shí)際應(yīng)用收到了良好效果，能夠大幅減少儲(chǔ)罐區(qū)VOCs排放，同時(shí)節(jié)省大量氮封氣。

ZFQ一體式防爆阻火呼吸閥設(shè)計(jì)規(guī)范

阻火呼吸閥是儲(chǔ)罐重要的安全和環(huán)保設(shè)備，不僅可以防止儲(chǔ)罐因超壓和超真空遭受損壞，而且能夠有效阻滅油氣閃爆或者燃燒，保護(hù)儲(chǔ)罐安全，把大量油氣封閉在儲(chǔ)罐內(nèi)，減少儲(chǔ)罐VOCs排放。緊急泄壓閥是防止儲(chǔ)罐在緊急事故狀態(tài)下，比如罐內(nèi)外發(fā)生火災(zāi)、氮封閥失效，大量氣體涌入罐內(nèi)時(shí)，避免產(chǎn)生的急劇升壓破壞儲(chǔ)罐。傳統(tǒng)分體式阻火呼吸閥和緊急泄壓閥存在本質(zhì)不安全，密封差，泄漏量大，儲(chǔ)罐氮?dú)夂膿p高等問題，已經(jīng)不能滿足國家最新的安全和環(huán)保要求。文章分析了在用阻火呼吸閥和緊急泄壓閥現(xiàn)狀，介紹了新型高效一體式阻火呼吸閥及緊急泄壓閥技術(shù)在某煉化企業(yè)儲(chǔ)罐區(qū)的應(yīng)用效果。

VOCs是揮發(fā)性有機(jī)物的總稱，包括烷烴、芳香烴、烯烴、鹵烴、脂、醛以及酮8大類化合物，共300多種。研究發(fā)現(xiàn)：VOCs是導(dǎo)致PM2.5和霧霾形成的主要原因。長期接觸VOCs氣體會(huì)導(dǎo)致一系列呼吸系統(tǒng)疾病，引起白血病、肝腎功能衰竭，增加癌癥發(fā)病率，對(duì)環(huán)境和人體有嚴(yán)重的危害性。

自2013年以來，國家生態(tài)環(huán)境部相繼出臺(tái)了一系列政策、法律法規(guī)，確保VOCs的治理進(jìn)程，包括“大氣污染防治行動(dòng)計(jì)劃”(大氣十條)，《京津冀及周邊地區(qū)落實(shí)大氣污染防治行動(dòng)計(jì)劃實(shí)施細(xì)則》等，“十三五”規(guī)劃將VOCs納入總體控制指標(biāo)，在重點(diǎn)區(qū)域、重點(diǎn)行業(yè)加快VOCs治理進(jìn)程，推進(jìn)VOCs排放總量控制和減排，截至2016年12月底，北京、天津、上海、河北、遼寧、江西省等10多個(gè)省市已相繼出臺(tái)了VOCs排污費(fèi)征收標(biāo)準(zhǔn)。

有機(jī)液體儲(chǔ)罐區(qū)是VOCs排污控制的重點(diǎn)，《石油煉制工業(yè)污染物排放控制標(biāo)準(zhǔn)》（GB31570—2015）針對(duì)罐區(qū)VOCs排放標(biāo)準(zhǔn)提出了具體的要求。阻火呼吸閥及緊急泄壓閥作為儲(chǔ)罐通風(fēng)的重要安全設(shè)備，對(duì)其泄漏量的控制尤其重要。械呼吸閥的規(guī)格應(yīng)滿足油罐的最大進(jìn)出油呼吸氣體流量要求。

ZFQ一體式防爆阻火呼吸閥設(shè)計(jì)規(guī)范產(chǎn)品性能及特點(diǎn)：
1. 新型全天候呼吸閥殼體選用鑄鐵、鑄鋼和鋁合金，耐腐蝕性好； 
2. 閥盤采用四氟材料，耐低溫，防凍性能好； 
3. 結(jié)構(gòu)簡單，易檢修，安全方便； 
4.乙醇呼吸閥性能符合石油工業(yè)部標(biāo)準(zhǔn) SY7511-87 規(guī)定。 
ZFQ一體式防爆阻火呼吸閥設(shè)計(jì)規(guī)范如何選用：
1、對(duì)安裝位置的要求和溫度范圍的要求，如寒冷地區(qū)就應(yīng)選用全天候呼吸閥，而安裝在管道中的應(yīng)選用管道式呼吸閥。
2、機(jī)械呼吸閥的控制壓力應(yīng)與有關(guān)的承壓能力相適應(yīng)。

1儲(chǔ)罐區(qū)阻火呼吸閥和緊急泄壓閥技術(shù)現(xiàn)狀

1.1現(xiàn)有分體式阻火呼吸閥和緊急泄壓閥的結(jié)構(gòu)及缺點(diǎn)

1.1.1現(xiàn)有分體式阻火呼吸閥結(jié)構(gòu)不合理，無法保證本質(zhì)安全

儲(chǔ)罐區(qū)使用分體式阻火呼吸閥存在的安全隱患如下：

1）沒有整體進(jìn)行爆燃和耐燒阻火性能及流量測試，不滿足安監(jiān)局關(guān)于《石油化工企業(yè)儲(chǔ)運(yùn)罐區(qū)罐頂油氣連通安全技術(shù)要求（試行）》對(duì)阻火呼吸閥的安全要求。設(shè)備本質(zhì)不安全。

2）結(jié)構(gòu)為分體式，即阻火器和呼吸閥串聯(lián)使用，阻火器位于罐頂法蘭口（罐側(cè)），呼吸閥安裝于阻火器出口（大氣側(cè)）。阻火器長期與儲(chǔ)罐內(nèi)物料蒸氣接觸，阻火盤容易被腐蝕（含硫蒸氣物料），或者被堵塞（含苯蒸氣等易結(jié)晶物料）。阻火器一旦堵塞，呼吸閥通氣量下降，儲(chǔ)罐極易因超壓或者真空遭受破壞。

3）阻火器安裝在呼吸閥下方，阻火器的壓降（背壓）會(huì)導(dǎo)致呼吸閥頻繁起跳，無法開啟和回座，不僅對(duì)儲(chǔ)罐通風(fēng)造成威脅，而且閥門一旦開啟，就可能無法回座，導(dǎo)致VOCs氣體大量排放。

4）阻火器位于罐頂法蘭口（罐側(cè)），無法在線檢測阻火器是否堵塞，對(duì)阻火器進(jìn)行檢維修，必須采取吊裝等方式才能進(jìn)行，費(fèi)時(shí)費(fèi)力。

5）因阻火器和呼吸閥串聯(lián)使用，重量偏大，增加了罐頂承重風(fēng)險(xiǎn)。

1.1.2ZFQ一體式防爆阻火呼吸閥設(shè)計(jì)規(guī)范緊急泄壓閥結(jié)構(gòu)不合理，無法保證本質(zhì)安全

儲(chǔ)罐區(qū)使用緊急泄壓閥存在的問題如下：

1）沒有整體進(jìn)行流量測試，不滿足安監(jiān)局關(guān)于《石油化工企業(yè)儲(chǔ)運(yùn)罐區(qū)罐頂油氣連通安全技術(shù)要求（試行）》的要求。

2）閥座是碳鋼材質(zhì)，表面粗糙，腐蝕嚴(yán)重。

3）采用PTFE（聚四氟乙烯）平板作為密封材料，表面粗糙，在長期使用過程中容易變形。

4）沒有采用標(biāo)準(zhǔn)法蘭，法蘭面薄，安裝時(shí)容易產(chǎn)生變形，泄漏嚴(yán)重。

5）沒有防止閥蓋飛脫措施。

6）沒有閥蓋自動(dòng)回座措施。

1.1.3現(xiàn)有分體式阻火呼吸閥和緊急泄壓閥，密封性差，泄漏量大

現(xiàn)有呼吸閥和緊急泄壓閥采用100%超壓平板式閥盤，靈敏度差，定壓低，起跳慢，回座慢，VOCs揮發(fā)排放量大。閥座和閥盤是保證呼吸閥和緊急泄壓閥密封性的重要組件，現(xiàn)有呼吸閥和緊急泄壓閥多為鑄件碳鋼閥體，其閥座和閥體為整體鑄造碳鋼，閥座密封面沒有經(jīng)過研磨加工，表面粗糙，在長期使用過程中極易生銹、被腐蝕；同時(shí)閥盤采用PTFE（聚四氟乙烯）平板作為密封材料，PTFE經(jīng)長期使用變形嚴(yán)重。因上述原因，大多數(shù)呼吸閥和緊急泄壓閥不保壓，泄漏嚴(yán)重。呼吸閥和緊急泄壓閥現(xiàn)場LDAR檢測結(jié)果多數(shù)>3000mg/L，個(gè)別石腦油罐甚至高達(dá)10000mg/L，嚴(yán)重超過國家和地方環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)要求。

1.2呼吸閥和緊急泄壓閥泄漏量標(biāo)準(zhǔn)

目前國內(nèi)呼吸閥和緊急泄壓閥的密封性即泄漏量標(biāo)準(zhǔn)見表1。

2新型高效一體式阻火呼吸閥和緊急泄壓閥技術(shù)原理及應(yīng)用

2.1新型高效一體式阻火呼吸閥技術(shù)原理

新型高效一體式阻火呼吸閥見圖1，其阻火元件和呼吸閥共用一個(gè)閥體，阻火器位于呼吸閥外側(cè)（大氣側(cè)），結(jié)構(gòu)緊湊，重量相比于分體式阻火呼吸閥減少一半，能大幅度減輕罐頂承重。以企業(yè)典型常用呼吸閥尺寸DN200為例，一套傳統(tǒng)的分體式阻火呼吸閥總重量約為190kg，而新型一體式阻火呼吸閥重量僅為105kg左右，這對(duì)老舊儲(chǔ)罐改造中罐頂強(qiáng)度極為有利。

新型高效一體式阻火呼吸閥閥座采用316不銹鋼材質(zhì)，壓力端閥盤采用金屬面密封，密封面經(jīng)研磨達(dá)到鏡面級(jí)光潔度；因核心部件采用不銹鋼，抗化學(xué)腐蝕性能優(yōu)異，閥門使用壽命長；閥座和閥盤密封面均經(jīng)過精密研磨加工，表面光滑，能夠保證極低的泄漏量。真空端閥盤采用FEP軟密封形式，在較低壓力設(shè)定下（典型設(shè)定真空-0.295KPaG）也能達(dá)到良好的密封性能。

2.2ZFQ一體式防爆阻火呼吸閥設(shè)計(jì)規(guī)范新型高效緊急泄壓閥技術(shù)原理
為一體其新穎的結(jié)構(gòu)為創(chuàng)，它是石化儲(chǔ)罐的新型安全設(shè)備，用來滿足儲(chǔ)罐大小呼吸的通氣要求。安裝在儲(chǔ)存甲、乙、丙類液體的儲(chǔ)罐頂上確保儲(chǔ)罐在超壓時(shí)免遭破壞同時(shí)減小儲(chǔ)罐內(nèi)介
質(zhì)的蒸發(fā)損耗。阻火呼吸閥在石油工業(yè)上按GB5908-97和SY7511-87標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行制造和驗(yàn)收。呼吸閥有靜電接地線，
使該閥與罐體保持等電位。該閥具有防凍性能，適用于寒冷地區(qū)。其是阻火呼吸性能好，重量輕，維修
方便。該產(chǎn)品適用于儲(chǔ)存內(nèi)點(diǎn)低于28 ℃的甲類油品和閃點(diǎn)低于 60 ℃的乙類油品，如汽油、笨、甲笨、煤油、輕
柴油、機(jī)油、原油等油品及性質(zhì)相同的化工產(chǎn)品儲(chǔ)罐使用，它在 -35 ℃ -60 ℃的溫度環(huán)境中正常工作。

2.3新型高效一體式阻火呼吸閥和緊急泄壓閥使用情況
阻火呼吸閥性能參數(shù)：
殼體材質(zhì)：碳鋼、不銹鋼（SUS304、SUS304L、SUS316、SUS316L）
內(nèi)部芯件：閥盤、閥座、閥桿、閥套
內(nèi)部芯件：不銹鋼或聚四氟乙烯
密封圈：聚四氟乙烯
阻火層：不銹鋼阻火波紋板
公稱口徑：DN25-250
壓力等級(jí)：1.0-2.5MPa
環(huán)境溫度：-40~+60℃
防爆級(jí)別：BS 5501：IIA、IIB、IIC
操作壓力：-295~+98000 Pa（-30mmH2O~+10000mmH2O ）
制造、檢測標(biāo)準(zhǔn)：按（石油儲(chǔ)罐呼吸閥）SY7511-87、（石油儲(chǔ)罐阻火器阻火性能和試驗(yàn)方法GB5908-86等標(biāo)
準(zhǔn)進(jìn)行制造和驗(yàn)收；或用戶標(biāo)準(zhǔn)
法蘭標(biāo)準(zhǔn)：GB、HG、SH、HGJ、JB、ANSL、JIS等標(biāo)準(zhǔn)。（用戶，請(qǐng)注明壓力等級(jí)）。

ZFQ一體式防爆阻火呼吸閥設(shè)計(jì)規(guī)范外形安裝尺寸：（國標(biāo)1.0MPa）

3ZFQ一體式防爆阻火呼吸閥設(shè)計(jì)規(guī)范新型高效一體式阻火呼吸閥使用效果

3.1ZFQ一體式防爆阻火呼吸閥設(shè)計(jì)規(guī)范符合VOCs排放標(biāo)準(zhǔn)要求

由表2可見，LDAR現(xiàn)場測試最高檢測值為19.7mg/L，新型一體式阻火呼吸閥數(shù)據(jù)穩(wěn)定，遠(yuǎn)低于現(xiàn)行國際和國家標(biāo)準(zhǔn)對(duì)泄漏標(biāo)準(zhǔn)限值，滿足《石油煉制工業(yè)污染物排放控制標(biāo)準(zhǔn)》（GB31570—2015）針對(duì)罐區(qū)VOCs排放標(biāo)準(zhǔn)要求，密封效果良好。

3.2ZFQ一體式防爆阻火呼吸閥設(shè)計(jì)規(guī)范節(jié)約氮?dú)庀?/p>

安裝高效一體式阻火呼吸閥和緊急泄壓閥后，氮?dú)庀拿黠@降低，見表3。投用3個(gè)月后，氮?dú)庠戮?81267Nm³；投用前6個(gè)月氮?dú)庠戮?23662Nm³；投用后較投用前氮?dú)庠戮臏p少5.86%；氮?dú)鈨r(jià)格1.17元/Nm³，月均節(jié)約費(fèi)用：（723662~681267）1.17=49601元，經(jīng)濟(jì)效益顯著。

ZFQ一體式防爆阻火呼吸閥設(shè)計(jì)規(guī)范產(chǎn)品維護(hù)保養(yǎng)方法：
1、存放： 以上產(chǎn)品在運(yùn)達(dá)工地后，若暫時(shí)不安裝或以后工廠大修、檢修，應(yīng)存放在有防雨設(shè)施的倉庫中；緊急放空人孔系列產(chǎn)品在運(yùn)輸時(shí)不得倒置。

2、維護(hù)：

a、 對(duì)呼吸閥系列產(chǎn)品，工作人員應(yīng)每月上罐頂檢查一次，檢查閥盤、閥座、閥桿、閥套等部位是否有灰塵、污垢，若有，應(yīng)清理干靜；每半年，給閥套、閥桿擦拭一遍變壓器油。

b、  每半年工作人員應(yīng)檢查阻火呼吸閥的阻火層一次，若發(fā)現(xiàn)有污漬、雜質(zhì)堵塞阻火層，應(yīng)取下阻火層，用相對(duì)應(yīng)的溶劑清除污漬，然后用清水將阻火層清洗干靜，放在通風(fēng)吹干后再放入殼體內(nèi)。

c、 以上產(chǎn)品殼體內(nèi)外表面的油漆應(yīng)每年重新涂刷一遍。

為了使呼吸閥正常運(yùn)作，確保儲(chǔ)罐安全，現(xiàn)介紹幾種方法和注意事項(xiàng)：
以全天候呼吸閥為例，先打開上蓋緊固螺栓，將上蓋垂直往上提到一定高度后，拿出呼出閥和吸入閥，檢查閥面是否有污垢、油漬，可用棉紗擦掉；然后檢查呼、吸閥座，清理干凈后將原閥盤放好，對(duì)中導(dǎo)桿，擰緊上蓋即可。檢查、清洗，應(yīng)先將蒸 汽和冷凝水接口的法蘭先松開，其辦法亦同。在檢查過程中，如發(fā)現(xiàn)閥盤或阻火層有腐蝕現(xiàn)象，應(yīng)將其報(bào)廢、更換。定期檢查，一般來講，三個(gè)月至半年檢查一次，有條件單位，使用2年后，應(yīng)將呼吸閥卸下，做呼吸定壓檢查和密封性能檢測，如有不符合要求而難以調(diào)整的可與廠家聯(lián)系，以求解決辦。

4ZFQ一體式防爆阻火呼吸閥設(shè)計(jì)規(guī)范結(jié)語

1）新型高效一體式阻火呼吸閥整體進(jìn)行了阻火和流量測試和認(rèn)證，滿足安監(jiān)局關(guān)于《石油化工企業(yè)儲(chǔ)運(yùn)罐區(qū)罐頂油氣連通安全技術(shù)要求（試行）》對(duì)阻火呼吸閥的安全要求。

2）新型高效一體式阻火呼吸閥和緊急泄壓閥采用10%超壓技術(shù)，滿足《石油化工儲(chǔ)運(yùn)罐區(qū)VOCs治理項(xiàng)目油氣連通工藝實(shí)施方案及安全措施指導(dǎo)意見》（中石化煉發(fā)函127號(hào)），要求。

3）新型高效一體式阻火呼吸閥和緊急泄壓閥泄漏量遠(yuǎn)低于現(xiàn)行國際和國家標(biāo)準(zhǔn)的要求，符合《石油煉制工業(yè)污染物排放控制標(biāo)準(zhǔn)》（GB31570—2015）對(duì)污染物排放限值的要求。

4）新型高效一體式阻火呼吸閥和緊急泄壓閥在滄煉儲(chǔ)罐區(qū)投用后，現(xiàn)場密封效果良好，最新國家和地方的環(huán)保要求。