對油罐機械呼吸閥結構的改進

顧佳鵬 繆軍翔 竺振宇(浙江海洋大學石化與能源工程學院， 浙江 舟山 316022)

對油罐機械呼吸閥結構的改進

顧佳鵬 繆軍翔 竺振宇(浙江海洋大學石化與能源工程學院， 浙江 舟山 316022)

目前，油罐通過呼吸閥進行呼吸來保護油罐的同時會帶來油品的損耗，這種損耗給油庫帶來了很大的損失，也造成了石油資源的浪費。如果能阻止油蒸汽從呼吸閥中排出，并且能把其收集起來加以利用，將會帶來一定的收益。本文論述通過對機械呼吸閥的改進來減少油罐呼吸作用帶來的油品損耗。

機械呼吸閥;油品損耗;筒狀雙層膜結構

1 油罐的大小呼吸

(1)大呼吸 油通過泵和管道進入油罐中，油品液面不斷上升，油罐液面上方的空間不斷減小，當液面到達一定程度時，罐內(nèi)空氣壓力過大，此時呼吸閥開始起到作用，混合油氣從呼吸閥排到空氣中去，保證內(nèi)部壓力在正常范圍之內(nèi)。油通過泵和管道進行發(fā)油作業(yè)時，罐內(nèi)液面不斷下降，罐內(nèi)壓力不斷下降，出現(xiàn)負壓，當壓力下降到一定程度，呼吸閥打開，外界新鮮空氣進入到罐內(nèi)，保證內(nèi)部壓力在正常范圍之內(nèi)。

(2)小呼吸 油罐沒有進油和出油時，由于溫度的晝夜變化，天氣情況等因素導致油罐內(nèi)的壓力發(fā)生變化，當這壓力超出正常范圍時，呼吸閥就會打開，通過排除混合油氣或吸入新鮮空氣使罐內(nèi)的壓力在正常范圍之內(nèi)。小呼吸沒有大呼吸來的厲害，但是它對油品的損耗也不容小覷。

2 呼吸閥的通氣性

通氣性是指呼吸閥開啟時，在規(guī)定的閥前后氣體壓力差作用下，單位時間內(nèi)閥口單位面積能通過的氣體量，相同壓差作用下通過的氣體流量越大，通氣性越好，而單位面積流量則取決于閥盤開啟的程度。油罐選用呼吸閥時應選用呼吸閥通氣性好的，這樣才能保證油罐的安全使用。因為油罐內(nèi)部可能由于外界因素的影響如溫度等會導致內(nèi)部壓力突然變大或變小，如果不能在較短的時間內(nèi)排除混合油氣或吸入新鮮空氣，油罐很有可能會凸出或者變癟，導致油罐的損壞，使其不能正常的儲存油品，造成經(jīng)濟的損失。所以機械呼吸閥的通氣性要好。

3 呼吸閥的用處

(1)保證油罐安全儲存 油罐會因為溫度變化、油品的量等因素會造成油罐內(nèi)部壓力的變化，如果內(nèi)部壓力過大，大于油罐所能承受的最大壓力，那么油罐會脹大，甚至會出現(xiàn)破裂。如果內(nèi)部壓力變小，與環(huán)境的壓力相比相差甚遠，那么油罐會因為負壓，而被壓癟，導致油罐不能安全使用。而機械呼吸閥可以保證油罐的安全儲存，當油罐內(nèi)部壓力過大時，混合油氣通過機械呼吸閥釋放到空氣中去。當油罐內(nèi)部壓力過小時，外界空氣通過呼吸閥進入到油罐內(nèi)，使油罐內(nèi)部壓力維持在安全儲存的壓力范圍之內(nèi)。

(2)減少油品的損耗 機械呼吸閥在一定程度上能起到減少油品損耗的作用，即當油罐壓力在油罐安全儲存的范圍內(nèi)，機械呼吸閥的壓力閥不會被頂開，混合油氣不會從油罐里逸到空氣中去，一定程度上減少油品損耗，但由于油罐受熱脹冷縮等影響，壓力變化范圍較大，混合油氣通過機械呼吸閥到外界的損耗較多。所以機械呼吸閥減少油品的損耗也是在一定程度的壓力范圍之內(nèi)，油罐通過機械呼吸閥進行呼吸會帶來油品的損耗。

4 呼吸閥的作用原理

呼吸閥是利用閥盤(有時閥盤上加重塊)的重量，來控制罐內(nèi)的呼氣壓力和吸入的真空度。當罐內(nèi)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(nèi)逸出(呼出)，使罐內(nèi)的壓力不再增高。當罐內(nèi)氣體的真空度超過油罐的允許真空度時，真空閥即被頂開，吸入空氣維持油罐壓力平衡。壓力在一定范圍內(nèi)，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。

5 呼吸閥的改進

(1)筒狀雙層膜結構 由于油罐受到熱脹冷縮等因素的影響，使油罐內(nèi)部壓力發(fā)生變化，為了使油罐安全儲存，它通過呼吸閥來維持內(nèi)部壓力在安全的儲存范圍之內(nèi)，內(nèi)部壓力過大混合油氣從罐內(nèi)逸出，釋放壓力的同時也會造成油品的損耗，帶來經(jīng)濟損失，為了減少油罐通過呼吸閥進行呼吸所帶來的油品損耗。對原有的機械呼吸閥進行改進，即在呼吸閥內(nèi)部加一個筒狀結構的雙層膜。這種筒狀雙層膜結構，它是由兩層筒狀膜組合而成，外層膜允許空氣等小分子通過，而不允許油蒸汽、雜質(zhì)等大分子通過；內(nèi)層膜允許油罐中油蒸汽等通過，但不允許油蒸汽再進入油罐中，但空氣等小分子還是可以進入，即對油蒸汽等大分子具有單向性，對空氣等小分子具有雙向性。兩層筒狀膜間有一個儲油腔能收集油蒸汽，混合油氣通過內(nèi)膜進入到儲油腔中，混合油氣會液化成液體。當油的重量達到一定程度時，內(nèi)層膜兩彈性膜片向下彎曲，使油品進入油罐中，重量減輕后兩彈性膜片又會恢復到原來的位置，從而達到減少油品損耗及外界雜質(zhì)進入到油罐中。這種改進可以使混合油氣不排除到外界，使其得到充分的利用，也可以防止外界大分子雜質(zhì)進入到油罐中去。這種筒狀結構的雙層膜特征在于它與呼吸閥底部連接在一起，拆裝簡便，所以對它的清理和更換也很方便。它的儲油腔中的兩片彈性膜片要求具有很好的彈性而且也要求當釋放完油品后能回復到原來的位置。它的外膜和內(nèi)膜要求有很好的強度，即這兩層膜能保持整個結構的筒狀結構。儲油腔中底部除了兩個彈性膜片外剩下的環(huán)形部分是與外膜和內(nèi)膜密封在一起的。

(2)環(huán)形墊片 機械呼吸閥安裝到油罐上時，有可能機械呼吸閥與油罐接觸面的密封效果做得不佳，導致混合油氣會從該處逸出導致油品的損耗。為了解決這個問題可以在該接觸面上加上一個環(huán)形墊片，這種墊片有很好的柔韌性，這樣它可以與機械呼吸閥和油罐的接觸面做到一個較好的密封性。

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