在液體化工品儲存中，常壓儲罐是必不可少的設備。然而由于儲罐中的物料進出、外界環境溫度的變化等原因，導致罐內氣體膨脹，使儲罐內的氣體排出污染環境；或者罐內的氣體收縮，出現真空，使空氣吸入儲罐，使罐內的物料接觸空氣而變質，嚴重的時候使罐體遭到破壞。因此，常壓儲罐設計時需要考慮氣封系統和安裝呼吸閥，或者兩者相結合的安全泄放保護措施。本文從常壓儲罐呼吸閥和氣封系統設計選用的主要原則和計算方法來探討常壓儲罐的安全泄放保護措施。

1 呼吸閥

呼吸閥是常壓儲罐至關重要的附件設施。呼吸量和呼吸閥的定壓是呼吸閥選擇中非常重要的兩個參數。

1.1 通氣量

呼吸閥的通氣量通常為液體進出料所產生的呼吸量和因環境溫度變化所造成的呼吸量之和。呼吸閥的通氣量不得小于計算所需的呼出量和吸入量之和。呼出量為最大進料量所造成的罐內氣體的呼出量和因環境升溫導致罐內氣體膨脹所造成的最大呼出量；吸入量為最大儲量量所造成的氣體吸入量和因環境溫度降低導致的罐內氣體收縮造成的最大吸入量。

（1）最大進出料的體積流量造成的呼吸量取值，詳見表 1。由表 1 可以看出，最大進出料所造成的呼吸量取值并不是相對應的最大進出料的液體體積流量，而是要按照物料的閃點來考慮物料的揮發影響。
（2）對于因大氣溫度變化導致罐內氣體收縮或膨脹所造成的最大呼吸量，按表 2 選取。
1.2 定壓

呼吸閥除了要考慮呼吸量外，還要考慮呼吸閥的定壓。采用氣體密封的固定頂罐，所選用事故泄壓設備的開啟壓力應高于通氣管的排氣壓力并應小于儲罐的設計正壓力，事故泄壓設備的吸氣壓力應低于通氣管的進氣壓力并應高于儲罐的設計負壓力。大型常壓儲罐的設計壓力為－0.5～2.0 kPa,呼吸閥的泄放壓力不超過儲罐設計壓力的 110％。此外，若呼吸閥排出的氣體，要進行尾氣處理時，還需考慮后續系統所需要的壓頭，以滿足實際需要。

2 氣封系統設計

2.1 氣封系統作用

采用氣封氣使儲罐內維持一定正壓力，防止儲罐內物料因與進入的空氣接觸而被污染變質或者與進入的空氣發生化學反應。

2.2 氣封用氣的選擇

氣封氣的選擇應根據儲存物料的性質、氣封氣是否易于獲得及其經濟性來決定。氣封氣有氮氣、燃料氣和天然氣等，最常用的氣封氣體為氮氣。

2.3 氣封系統流程

（1）傳統的氣封流程為一套壓力分程控制系統，一組用于當儲罐內壓力降低，罐內形成真空時補入氣封氣，避免儲罐被抽癟；另一組用于當儲罐內超壓時排出氣體，避免儲罐遭到損壞。對于儲存有毒的物料，要對排放的氣體進行尾氣處理，否則會對環境造成污染時，可考慮此種流程，詳見圖 1。（2） 新型的氣封流程與傳統的流程不同，它是基于專用氣封閥的開發實現的，氣封閥完全由罐內的壓力直接控制進氣。這種閥門結構緊湊、小巧，現在已經廣泛使用，流程詳見圖 2。使用此種閥門時，要注意最大進氣量與氣封氣源壓力的關系。

2.4 氣封氣用量

儲罐氣封系統的供氣量要滿足由于泵抽出儲罐內儲存的液體所需的補充氣量和由于氣溫變化而產生的罐內氣體冷凝、收縮所需補充氣量之和。氣封系統所需的氣封氣量與呼吸閥同理，即可按呼吸閥中的吸入量考慮。

2.5 緊急泄放閥

采用氣體密封的固定頂罐，要設置事故泄壓設備。一般多采用緊急泄放閥，它作為氣封系統故障時的保護措施。要選擇合適規格的緊急泄放閥，首先必須確定緊急泄放量，對于兼作泄壓和真空吸入雙功能的，同時還要滿足最大吸入量的要求。

（1）緊急泄放量

儲罐的緊急泄放量參照《常壓和低壓儲罐的泄壓》API2000 標準中的方法，按外部火災工況考慮?；馂谋┞稌r潤濕表面積小于 260㎡的小型立式儲罐緊急泄放量，按表 3 選取。火災暴露時潤濕表面積大于 260㎡的立式儲罐的緊急泄放量，按下式[2]
計算：計算時，對超過 9.14 m 以上儲罐的罐壁部分和底板落地的立式儲罐底板的潤濕面積可不考慮。

（2）泄放壓力

儲罐的泄放壓力小于儲罐的設計壓力。吸氣壓力大于儲罐的設計負壓力。緊急泄放閥的泄放壓力不超過儲罐設計壓力的120％。

3 結 論

常壓儲罐的呼吸閥和氣封系統設計的安全泄放設施滿足相關規范的要求，這樣才能確保常壓儲罐的設計安全可靠。

參考文獻：
［1］石油化工儲運系統罐區設計規范．SH/T 3007-2007［S］. 北京：中國石化出版社，2007．
［2］ Venting Atmospheric and Low Pressure Storage Tanks FifthEdition.1998[S]. API Standard 2000.
［3］ 大型焊接低壓儲罐設計與建造.第 10 版. API 620-2002［S］.
［4］ 工藝系統工程設計技術規定－氣封的設置. HG/T 20570.16-1995［S］．北京: 中華人民共和國化學工業部, 1996.