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(jié)構(gòu)不合理，本質(zhì)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(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(nèi)，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(nèi)外發(fā)生火災、氮封閥失效，大量氣體涌入罐內(nèi)時，避免產(chǎn)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(zhì)不安全，密封差，泄漏量大，儲罐氮氣耗損高等問題，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(xiàn)：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(chǎn)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(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(guān)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(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

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(guān)于《石油化工企業(yè)儲運罐區(qū)罐頂油氣連通安全技術(shù)要求（試行）》對阻火呼吸閥的安全要求。設備本質(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(cè)），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(lián)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(jié)構(gòu)不合理，無法保證本質(zhì)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(guān)于《石油化工企業(yè)儲運罐區(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(chǎn)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(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(nèi)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(shù)原理及應用

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(zhì)，壓力端閥盤采用金屬面密封，密封面經(jīng)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(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(shù)原理
為一體其新穎的結(jié)構(gòu)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(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(chǎn)品適用于儲存內(nèi)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(zhì)相同的化工產(chǎn)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(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：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(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，遠低于現(xiàn)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(jīng)濟效益顯著。

ZFQ一體式防爆阻火呼吸閥設計規(guī)范產(chǎn)品維護保養(yǎng)方法：
1、存放： 以上產(chǎn)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(chǎn)品在運輸時不得倒置。

2、維護：

a、 對呼吸閥系列產(chǎn)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(xiàn)有污漬、雜質(zhì)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(nèi)。

c、 以上產(chǎn)品殼體內(nèi)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(xiàn)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(xiàn)閥盤或阻火層有腐蝕現(xiàn)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(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計規(guī)范結(jié)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(guān)于《石油化工企業(yè)儲運罐區(qū)罐頂油氣連通安全技術(shù)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(shù)，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(xiàn)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(xiàn)場密封效果良好，最新國家和地方的環(huán)保要求。