ZFQ一體式防爆阻火呼吸閥設計規(guī)范

ZFQ一體式防爆阻火呼吸閥設計規(guī)范

傳統(tǒng)的分體式阻火呼吸閥和緊急泄壓閥結構不合理，本質不安全，泄漏量大，不能滿足日益嚴格的安全和環(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，其結構合理，本質安全，密封性能高，可滿足國際和國內現行的環(huán)保標準。新型高效一體式阻火呼吸閥和緊急泄壓閥在儲罐區(qū)的實際應用收到了良好效果，能夠大幅減少儲罐區(qū)VOCs排放，同時節(jié)省大量氮封氣。

ZFQ一體式防爆阻火呼吸閥設計規(guī)范

阻火呼吸閥是儲罐重要的安全和環(huán)保設備，不僅可以防止儲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，保護儲罐安全，把大量油氣封閉在儲罐內，減少儲罐VOCs排放。緊急泄壓閥是防止儲罐在緊急事故狀態(tài)下，比如罐內外發(fā)生火災、氮封閥失效，大量氣體涌入罐內時，避免產生的急劇升壓破壞儲罐。傳統(tǒng)分體式阻火呼吸閥和緊急泄壓閥存在本質不安全，密封差，泄漏量大，儲罐氮氣耗損高等問題，已經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狀，介紹了新型高效一體式阻火呼吸閥及緊急泄壓閥技術在某煉化企業(yè)儲罐區(qū)的應用效果。

VOCs是揮發(fā)性有機物的總稱，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：VOCs是導致PM2.5和霧霾形成的主要原因。長期接觸VOCs氣體會導致一系列呼吸系統(tǒng)疾病，引起白血病、肝腎功能衰竭，增加癌癥發(fā)病率，對環(huán)境和人體有嚴重的危害性。

自2013年以來，國家生態(tài)環(huán)境部相繼出臺了一系列政策、法律法規(guī)，確保VOCs的治理進程，包括“大氣污染防治行動計劃”(大氣十條)，《京津冀及周邊地區(qū)落實大氣污染防治行動計劃實施細則》等，“十三五”規(guī)劃將VOCs納入總體控制指標，在重點區(qū)域、重點行業(yè)加快VOCs治理進程，推進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多個省市已相繼出臺了VOCs排污費征收標準。

有機液體儲罐區(qū)是VOCs排污控制的重點，《石油煉制工業(yè)污染物排放控制標準》（GB31570—2015）針對罐區(qū)VOCs排放標準提出了具體的要求。阻火呼吸閥及緊急泄壓閥作為儲罐通風的重要安全設備，對其泄漏量的控制尤其重要。械呼吸閥的規(guī)格應滿足油罐的最大進出油呼吸氣體流量要求。

ZFQ一體式防爆阻火呼吸閥設計規(guī)范產品性能及特點：
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. 結構簡單，易檢修，安全方便； 
4.乙醇呼吸閥性能符合石油工業(yè)部標準 SY7511-87 規(guī)定。 
ZFQ一體式防爆阻火呼吸閥設計規(guī)范如何選用：
1、對安裝位置的要求和溫度范圍的要求，如寒冷地區(qū)就應選用全天候呼吸閥，而安裝在管道中的應選用管道式呼吸閥。
2、機械呼吸閥的控制壓力應與有關的承壓能力相適應。

1儲罐區(qū)阻火呼吸閥和緊急泄壓閥技術現狀

1.1現有分體式阻火呼吸閥和緊急泄壓閥的結構及缺點

1.1.1現有分體式阻火呼吸閥結構不合理，無法保證本質安全

儲罐區(qū)使用分體式阻火呼吸閥存在的安全隱患如下：

1）沒有整體進行爆燃和耐燒阻火性能及流量測試，不滿足安監(jiān)局關于《石油化工企業(yè)儲運罐區(qū)罐頂油氣連通安全技術要求（試行）》對阻火呼吸閥的安全要求。設備本質不安全。

2）結構為分體式，即阻火器和呼吸閥串聯使用，阻火器位于罐頂法蘭口（罐側），呼吸閥安裝于阻火器出口（大氣側）。阻火器長期與儲罐內物料蒸氣接觸，阻火盤容易被腐蝕（含硫蒸氣物料），或者被堵塞（含苯蒸氣等易結晶物料）。阻火器一旦堵塞，呼吸閥通氣量下降，儲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）會導致呼吸閥頻繁起跳，無法開啟和回座，不僅對儲罐通風造成威脅，而且閥門一旦開啟，就可能無法回座，導致VOCs氣體大量排放。

4）阻火器位于罐頂法蘭口（罐側），無法在線檢測阻火器是否堵塞，對阻火器進行檢維修，必須采取吊裝等方式才能進行，費時費力。

5）因阻火器和呼吸閥串聯使用，重量偏大，增加了罐頂承重風險。

1.1.2ZFQ一體式防爆阻火呼吸閥設計規(guī)范緊急泄壓閥結構不合理，無法保證本質安全

儲罐區(qū)使用緊急泄壓閥存在的問題如下：

1）沒有整體進行流量測試，不滿足安監(jiān)局關于《石油化工企業(yè)儲運罐區(qū)罐頂油氣連通安全技術要求（試行）》的要求。

2）閥座是碳鋼材質，表面粗糙，腐蝕嚴重。

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）沒有采用標準法蘭，法蘭面薄，安裝時容易產生變形，泄漏嚴重。

5）沒有防止閥蓋飛脫措施。

6）沒有閥蓋自動回座措施。

1.1.3現有分體式阻火呼吸閥和緊急泄壓閥，密封性差，泄漏量大

現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；同時閥盤采用PTFE（聚四氟乙烯）平板作為密封材料，PTFE經長期使用變形嚴重。因上述原因，大多數呼吸閥和緊急泄壓閥不保壓，泄漏嚴重。呼吸閥和緊急泄壓閥現場LDAR檢測結果多數>3000mg/L，個別石腦油罐甚至高達10000mg/L，嚴重超過國家和地方環(huán)保標準要求。

1.2呼吸閥和緊急泄壓閥泄漏量標準

目前國內呼吸閥和緊急泄壓閥的密封性即泄漏量標準見表1。

2新型高效一體式阻火呼吸閥和緊急泄壓閥技術原理及應用

2.1新型高效一體式阻火呼吸閥技術原理

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閥體，阻火器位于呼吸閥外側（大氣側），結構緊湊，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，這對老舊儲罐改造中罐頂強度極為有利。

新型高效一體式阻火呼吸閥閥座采用316不銹鋼材質，壓力端閥盤采用金屬面密封，密封面經研磨達到鏡面級光潔度；因核心部件采用不銹鋼，抗化學腐蝕性能優(yōu)異，閥門使用壽命長；閥座和閥盤密封面均經過精密研磨加工，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，在較低壓力設定下（典型設定真空-0.295KPaG）也能達到良好的密封性能。

2.2ZFQ一體式防爆阻火呼吸閥設計規(guī)范新型高效緊急泄壓閥技術原理
為一體其新穎的結構為創(chuàng)，它是石化儲罐的新型安全設備，用來滿足儲罐大小呼吸的通氣要求。安裝在儲存甲、乙、丙類液體的儲罐頂上確保儲罐在超壓時免遭破壞同時減小儲罐內介
質的蒸發(fā)損耗。阻火呼吸閥在石油工業(yè)上按GB5908-97和SY7511-87標準進行制造和驗收。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。該產品適用于儲存內點低于28 ℃的甲類油品和閃點低于 60 ℃的乙類油品，如汽油、笨、甲笨、煤油、輕
柴油、機油、原油等油品及性質相同的化工產品儲罐使用，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：
殼體材質：碳鋼、不銹鋼（SUS304、SUS304L、SUS316、SUS316L）
內部芯件：閥盤、閥座、閥桿、閥套
內部芯件：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：1.0-2.5MPa
環(huán)境溫度：-40~+60℃
防爆級別：BS 5501：IIA、IIB、IIC
操作壓力：-295~+98000 Pa（-30mmH2O~+10000mmH2O ）
制造、檢測標準：按（石油儲罐呼吸閥）SY7511-87、（石油儲罐阻火器阻火性能和試驗方法GB5908-86等標
準進行制造和驗收；或用戶標準
法蘭標準：GB、HG、SH、HGJ、JB、ANSL、JIS等標準。（用戶，請注明壓力等級）。

ZFQ一體式防爆阻火呼吸閥設計規(guī)范外形安裝尺寸：（國標1.0MPa）

3ZFQ一體式防爆阻火呼吸閥設計規(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計規(guī)范符合VOCs排放標準要求

由表2可見，LDAR現場測試最高檢測值為19.7mg/L，新型一體式阻火呼吸閥數據穩(wěn)定，遠低于現行國際和國家標準對泄漏標準限值，滿足《石油煉制工業(yè)污染物排放控制標準》（GB31570—2015）針對罐區(qū)VOCs排放標準要求，密封效果良好。

3.2ZFQ一體式防爆阻火呼吸閥設計規(guī)范節(jié)約氮氣消耗

安裝高效一體式阻火呼吸閥和緊急泄壓閥后，氮氣消耗明顯降低，見表3。投用3個月后，氮氣月均消耗681267Nm³；投用前6個月氮氣月均消耗723662Nm³；投用后較投用前氮氣月均消耗減少5.86%；氮氣價格1.17元/Nm³，月均節(jié)約費用：（723662~681267）1.17=49601元，經濟效益顯著。

ZFQ一體式防爆阻火呼吸閥設計規(guī)范產品維護保養(yǎng)方法：
1、存放： 以上產品在運達工地后，若暫時不安裝或以后工廠大修、檢修，應存放在有防雨設施的倉庫中；緊急放空人孔系列產品在運輸時不得倒置。

2、維護：

a、 對呼吸閥系列產品，工作人員應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、  每半年工作人員應檢查阻火呼吸閥的阻火層一次，若發(fā)現有污漬、雜質堵塞阻火層，應取下阻火層，用相對應的溶劑清除污漬，然后用清水將阻火層清洗干靜，放在通風吹干后再放入殼體內。

c、 以上產品殼體內外表面的油漆應每年重新涂刷一遍。

為了使呼吸閥正常運作，確保儲罐安全，現介紹幾種方法和注意事項：
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，對中導桿，擰緊上蓋即可。檢查、清洗，應先將蒸 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)現閥盤或阻火層有腐蝕現象，應將其報廢、更換。定期檢查，一般來講，三個月至半年檢查一次，有條件單位，使用2年后，應將呼吸閥卸下，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整的可與廠家聯系，以求解決辦。

4ZFQ一體式防爆阻火呼吸閥設計規(guī)范結語

1）新型高效一體式阻火呼吸閥整體進行了阻火和流量測試和認證，滿足安監(jiān)局關于《石油化工企業(yè)儲運罐區(qū)罐頂油氣連通安全技術要求（試行）》對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，滿足《石油化工儲運罐區(qū)VOCs治理項目油氣連通工藝實施方案及安全措施指導意見》（中石化煉發(fā)函127號），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低于現行國際和國家標準的要求，符合《石油煉制工業(yè)污染物排放控制標準》（GB31570—2015）對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罐區(qū)投用后，現場密封效果良好，最新國家和地方的環(huán)保要求。