功能
呼吸閥在正常狀態(tài)下只是保證儲罐安全密閉,盡量減少儲罐內(nèi)介質(zhì)的蒸發(fā)損耗。只有在下列非正常狀態(tài)下呼吸閥才開始工作:
①當儲罐進行介質(zhì)收發(fā)作業(yè)時,罐內(nèi)氣體體積變化引起氣體壓力發(fā)生變化,呼吸閥即開始較大流量呼吸;
②由于外界環(huán)境影響,儲罐內(nèi)氣體溫度發(fā)生變化,引起罐內(nèi)介質(zhì)蒸汽壓增高或降低(通稱熱效應),呼吸閥開始小流量的呼吸;
③天氣驟變或發(fā)生火災等情況時,罐內(nèi)溫度短時間內(nèi)迅速變化,引起儲罐內(nèi)氣體壓力急劇升高或降低,造成呼吸閥大流量呼吸。呼吸閥在各種工況下都應滿足儲罐呼吸所需的通氣量,以確保儲罐的安全。
性能比較
1.重力式呼吸閥結(jié)構(gòu)簡單,價格低廉,在國內(nèi)應用非常廣泛。但其也存在著不足之處,在小流量呼吸過程中,當罐內(nèi)氣體壓力在臨界狀態(tài)點出現(xiàn)微增量時,閥盤被推開排氣,首先使閥盤內(nèi)側(cè)局部區(qū)域(約5~7倍管徑范圍)氣體壓力迅速下降,導致閥盤很快回落到閥座上,閥關(guān)閉。然后,閥盤內(nèi)側(cè)壓力迅速與罐內(nèi)壓力平衡,又略大于臨界壓力,將閥盤推開排氣,而后閥盤再關(guān)閉。如此反復,就出現(xiàn)一種跳動現(xiàn)象,不能保證良好的密封。閥門反復開關(guān)還容易產(chǎn)生磨損,造成泄漏。低溫下,閥盤還容易凍結(jié)在閥座上。
2.彈簧式呼吸閥結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、重量輕,價格也相對低廉,還可以調(diào)節(jié)其設(shè)定壓力。但彈簧式呼吸閥隨著閥門開啟度增大,彈簧形變增大,作用在閥盤上的彈簧力也增大,導致閥無法開足,使呼吸閥難以達到設(shè)計能力。彈簧式呼吸閥在長期使用后,彈簧易銹蝕和老化。冬季使用時,彈簧易結(jié)霜而影響彈簧的壓縮性,使閥盤不能正常地在設(shè)定點開啟。
3.先導式呼吸閥尺寸小、重量輕(高壓、大口徑),泄放前閥座密封極佳,且不易受背壓影響。但先導式呼吸閥機構(gòu)復雜,單閥制造成本高,僅適用于技術(shù)要求較高的儲罐。
目前,在國內(nèi)的大型儲罐中,傳統(tǒng)的重力式和彈簧式呼吸閥應用比較多。由于低壓儲罐呼吸閥的閥前壓力很低,有時只有幾百帕,作用在閥盤下部向上的作用力有限,使閥不容易準確地在定壓下開啟。即使閥盤打開了,也會由于作用力太小,導致閥被卡??;先導式呼吸閥的膜片式結(jié)構(gòu)保證了在很低的工作壓力下仍可準確控制主閥的動作。
重力式和彈簧式呼吸閥在定壓下工作時,由于工作壓力非常接近定壓,閥門很容易泄露,一般在閥前壓力達到定壓的90~95%時就會有泄漏,且隨著閥前壓力的繼續(xù)升高,閥門的泄漏量增大。當閥前壓力達到定壓時,閥門開啟;閥前壓力升高達到定壓的時,閥門全開。
隨著壓力的泄放,閥前壓力回降,直到降到定壓的時,閥芯回座,閥門關(guān)閉。先導式呼吸閥,當閥前壓力達到定壓的時才開始泄漏,閥前壓力達到定壓時(無需超壓),閥門即可全開;當閥前壓力降到定壓的98%~99%時,閥門關(guān)閉??梢?,先導式呼吸閥在閥前壓力達到定壓前,開始泄漏較晚,泄漏量少;而閥前壓力降到定壓以下時,又能較早地關(guān)閉,從而減少了泄漏及過量排放。這樣既減少了儲罐內(nèi)物料的損失,又有利于環(huán)境保護。
傳統(tǒng)的重力式和彈簧式呼吸閥都屬于微啟動式,在設(shè)計壓力下開啟時,開啟高度在1/40~1/20流道直徑的范圍內(nèi),因此流通系數(shù)較小,在0.2~0.4之間。
閥門動作特性為比例作用式,開啟高度隨壓力升高而逐漸增大,這種特性的呼吸閥流通面積比較小,容易發(fā)生儲罐超壓;先導式呼吸閥是一種全啟式閥,動作特性為兩段式。
全啟式是指閥門的開啟高度大于等于1/4流道直徑。兩段式是指閥門的開啟過程分為兩個階段,起初閥門隨壓力升高而比例開啟,在壓力升高一個不大的數(shù)值后,閥門即在壓力幾乎不再升高的情況下急劇開啟到規(guī)定高度。
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