呼吸閥是保護油罐安全的重要附件安裝于罐頂，用于自動控制油罐內外氣體通道的啟閉，維持油罐的壓力平衡，對油罐的超壓或超真空起保護作用，又可以在一定范圍內降低油品的蒸發(fā)損失。呼吸閥是利用閥盤（有時閥盤上加重塊）的重量，來控制罐內的呼氣壓力和吸入的真空度。當罐內氣體的壓力超過油罐的允許壓力值時，壓力閥即被頂開，混合油氣從罐內逸出（呼出），使罐內的壓力不再增高。當罐內氣體的真空度超過油罐的允許真空度時，真空閥即被頂開，吸入空氣（吸入）維持油罐壓力平衡。壓力在一定范圍內，油罐不呼吸，所以呼吸閥在一定程度上減少了油品的蒸發(fā)損耗。呼吸閥控制的壓力和真空度的數(shù)值應根據(jù)油罐結構本身的允許值來決定。選擇呼吸閥型號時，要根據(jù)油品收發(fā)作業(yè)時的zui大排量來確定。呼吸閥的直徑大于250mm時，可選用兩個不超過250mm的呼吸閥。當罐內油氣壓力大于油罐允許壓力時，油蒸氣經(jīng)壓力閥外逸，此時真空閥處于關閉狀態(tài)；當罐內油氣壓力小于油罐允許真空度時，新鮮空氣通過真空閥進入罐內，此時壓力閥處于關閉狀態(tài)，允許壓力（或真空壓力）靠調節(jié)盤的重量來控制。

呼吸閥的額定通氣量確定呼吸閥的通氣量主要是根據(jù)對油罐呼吸時氣體流量的估算。現(xiàn)國內呼吸閥對控制壓力下通過呼吸閥的通氣量的規(guī)定，主要依據(jù)下列氣體流量估算公式：

Qya=Qej+1.2V(Dt/273τ)ε    Qz=Qef+1.2 V(Dt/273τ)      

式中  Qya——呼出氣體流量，單位為m3/h； Qz——吸入氣體流量， 單位為m3/h；

Qej——油罐收油時油品的zui大流量，單位為m3/h；

Qef——油罐發(fā)油時油品的zui大流量，單位為m3/h；V——氣體空間的體積，單位為m3；Δt——氣體空間的晝夜溫差， 單位為℃；τ——無收油作業(yè)時，一天之內呼吸閥的呼  (吸)時間，單位為h；ε——考慮到由于罐內油氣濃度變化使呼吸氣體積增加的系數(shù)，煤油罐ε取1.2～1.5，汽油罐或穩(wěn)定原油罐ε取2～3。由于公式中溫差Δt取氣體空間的晝夜溫差，時間項τ一般取3～4h，因此使溫差的取值受到限制，并且考察的周期過長，無法適應溫度劇變等惡劣情況時氣體流量的計算，故使得現(xiàn)有呼吸閥規(guī)定通氣量偏小。確定呼吸閥的額定通氣量，必須要確定油罐呼吸時氣體的zui大流量。氣體的zui大流量 Qyamax= qej+qt1+qt2+q（3）Qzmax= qef +qt（4）式中 Qyamax——壓力閥的zui大呼氣量時的流量，單位為m3/h； qej——收油時油罐的zui大進油流量，單位為 m3/h；qt1——油罐外部環(huán)境作用下，罐內氣體空間加熱而產(chǎn)生的氣體zui大流量，單位為m3/h；qt2——接收較熱油品時，罐內氣體空間被加熱而產(chǎn)生的氣體流量，單位為m3/h；qr——在單位時間內，分離出的溶解在油品中的氣體數(shù)量；一般此項只適用于原油罐，單位為m3/h；Qzmax——通過真空閥的zui大吸氣計算流量，單位為m3/h；qef——發(fā)油時油罐zui大的發(fā)油流量，單位為 m3/h；qt ——可能出現(xiàn)的油罐中氣體空間的冷卻和氣體部分冷凝所產(chǎn)生的附加流量，單位為m3/h。此外，應當充分考慮到下列情況對氣體zui大流量的影響。

1）地面或半地下油罐在炎熱季節(jié)突遇暴雨、冰雹等的氣候驟變。

2）地面或半地下油罐在炎熱季節(jié)雨后突轉陽光暴曬等氣候驟變。

3）洞庫油罐在夏季接收高溫油料。

4）洞庫油罐在寒冷季節(jié)發(fā)油時吸入大量低溫空氣。

5）各種油罐在附近環(huán)境發(fā)生火災時對油罐的加溫作用。

6）意外情況下油罐消防液的大量涌入。

7）氣體體積的變化在空罐和存油較少時尤為嚴重。

由于公式確定的復雜性，尚難以用特定的公式準確地表達各種情況對氣體zui大流量的影響。建議氣體的zui大流量以取現(xiàn)標準規(guī)定通氣量的2～3倍為宜。

油罐呼吸及其呼吸量：從儲油過程看，油罐呼吸有三種情況：

1）因氣溫緩變，罐內氣體體積發(fā)生變化，使油罐小流量呼吸。

2）當進行收發(fā)油作業(yè)時，伴隨罐內氣體溫度的變化而造成油罐較大流量呼吸。

3）天氣驟變等情況造成油罐大流量呼吸。油罐應有足夠的呼吸量以便確保油罐在正常壓力下工作，使之不超過其設計正壓或負壓，從而保護油罐免受破壞。油罐的收發(fā)油流量Q =qej+qef

呼吸閥的選用：

根據(jù)中國石油天然氣行業(yè)標準SY／T0511－1996《石油儲罐呼吸閥》的規(guī)定，呼吸閥規(guī)格尺寸的選用原則如下。

1）按照呼吸閥的通氣量來選擇呼吸閥的規(guī)格尺寸及數(shù)量，見表1。根據(jù)表1各種規(guī)格尺寸的不同壓力等級的通氣量，計算出呼出或吸入氣體的流速范圍為3.14～5.65m/s。根據(jù)油罐收發(fā)油流量確定選擇的呼吸閥數(shù)目和規(guī)格，見下表。

2）對照呼吸閥制造廠家提供的各種規(guī)格的呼吸閥在各種壓力等級下呼出或吸入的性能曲線，選用呼吸閥規(guī)格尺寸。

3）呼吸閥的起跳壓力應低于該呼吸閥所在儲罐的設計壓力，從而保護儲罐不被損壞，但應高于該儲罐的操作壓力，以確保儲罐的正常操作。

表1   呼吸閥通氣量

注：

1. 儲罐內介質的閃點低于或等于60℃ 時，應選用呼吸閥。

2. 選用呼吸閥時應同時選用相同直徑的液壓安全閥，以確保安全。

3. 當罐內儲存易燃易爆介質時，其呼吸閥、液壓安全閥必須配有阻火器。

表2   呼吸閥選擇

油罐呼吸閥的工況分析油罐呼吸閥的工作可分為正常和不正常兩種情況，工作正常情況下油罐呼吸閥有呼氣、吸氣或不呼吸等3種狀態(tài)。工作不正常時油罐呼吸閥可能出現(xiàn)閥盤無法開啟、泄漏量過大和通氣不暢等現(xiàn)象 。

（1）正常工作狀態(tài)  當油罐內的氣體空間壓力達到或超過呼吸閥的控制正壓時，呼吸閥的壓力閥盤被頂開，罐內氣體空間的油蒸氣溢出，即油罐進行呼氣。當油罐內的氣體空間壓力達到或超過呼吸閥的控制負壓時，呼吸閥的真空閥盤被吸開，外部空氣進入，即油罐進行吸氣。當油罐內的氣體空間壓力在呼吸閥的正負控制壓力范圍內，呼吸閥的真空閥盤和壓力閥盤均不動作，沒有油蒸氣呼出或空氣吸入，即油罐保持密閉。

（2）不正常工作狀態(tài) 閥盤無法開啟，油罐內氣體壓力達到或超過呼吸閥的控制正／負壓時呼代號規(guī)格吸閥閥盤由于凍結、銹死、卡住等原因無法打開，使得油罐無法進行呼吸。泄漏量過大，油罐內氣體壓力介于呼吸閥的正負控制壓力之間，由于呼吸閥閥盤安裝不當或閥盤開啟后不能回位等原因而密封不嚴，使得油罐的油蒸氣泄漏量超過規(guī)定值。通氣不暢油罐內氣體壓力達到或超過呼吸閥的控制壓力或真空時，呼吸閥的壓力閥盤或真空閥盤雖然可以開啟，但由于通道面積不夠或堵塞等原因而通氣不暢，使罐內氣體壓力失去控制。這種現(xiàn)象常在沒有呼吸管道的洞庫油罐中出現(xiàn)，主要原因是設計的通氣量過小。

呼吸閥是石油儲罐中*的安全附件。通過計算呼吸閥的通氣量和油罐的收發(fā)油流量，進而確定呼吸閥的公稱尺寸和數(shù)量。