化工儲(chǔ)罐全天候呼吸閥檢驗(yàn)維護(hù)
本文針對(duì)目前國(guó)內(nèi)呼吸閥在線檢驗(yàn)裝置中存在的正負(fù)壓連續(xù)校準(zhǔn)自動(dòng)化能力差等問(wèn)題，詳細(xì)介紹呼吸閥檢驗(yàn)過(guò)程中正負(fù)壓連續(xù)精密控制的解決方案，并詳細(xì)介紹其中的各種調(diào)節(jié)閥和控制器配置，由此可實(shí)現(xiàn)各種規(guī)格尺寸呼吸閥在連續(xù)正負(fù)壓條件下的全自動(dòng)化檢驗(yàn)。 
一、化工儲(chǔ)罐全天候呼吸閥檢驗(yàn)維護(hù)問(wèn)題的提出呼吸閥
是指既保證密閉容器和貯罐空間在一定壓力范圍內(nèi)與大氣隔絕、又能在超過(guò)或低于此壓力范圍時(shí)與大氣相通（呼吸）的一種閥門。其作用是防止容器和貯罐因超壓或真空導(dǎo)致破壞，同時(shí)可減少貯液的蒸發(fā)損失。呼吸閥作為石油、化工、燃?xì)庑袠I(yè)常壓儲(chǔ)罐的重要附件，對(duì)安全生產(chǎn)及環(huán)保等都起著至關(guān)重要的作用，對(duì)運(yùn)輸危險(xiǎn)物品罐式車輛的年檢中對(duì)呼吸閥的檢驗(yàn)也是其中重要一環(huán)，對(duì)于保有量大的呼吸閥在線檢測(cè)裝置及方法提出了越來(lái)越高的要求，需要免拆裝、方便、快捷、高效的呼吸閥在線檢測(cè)裝置及方法。目前在用的各種呼吸閥檢驗(yàn)裝置還存在以下問(wèn)題： 
（1）現(xiàn)有方法中，一般都是現(xiàn)場(chǎng)安裝一塊壓力表，僅能在正壓條件下測(cè)量閥門的密封性能和正壓開(kāi)啟值，無(wú)法確定閥門負(fù)壓開(kāi)啟功能是否完好，這對(duì)于埋地油罐運(yùn)行存在安全風(fēng)險(xiǎn)。
（2）為安全起見(jiàn)，呼吸閥的呼吸與泄放壓力范圍較小，如-30.0Kpa至+50Kpa，常規(guī)檢測(cè)裝置難以在高精度條件下完成檢驗(yàn)和校準(zhǔn)。
（3）呼吸閥的規(guī)格種類很多，口徑不一，通經(jīng)范圍一般為DN20~DN300mm，現(xiàn)有的呼吸閥檢測(cè)校準(zhǔn)裝置很難覆蓋如此寬泛的呼吸閥。
（4）目前已有的呼吸閥校驗(yàn)裝置自動(dòng)化水平較低，正負(fù)壓不能連續(xù)自動(dòng)精密控制，很多裝置現(xiàn)場(chǎng)調(diào)壓依靠人的經(jīng)驗(yàn)，容易發(fā)生超壓，損壞設(shè)備，嚴(yán)重時(shí)對(duì)油罐的運(yùn)行安全造成影響；此外，很多測(cè)試記錄依靠人工填寫，容易出錯(cuò)，不利于歸檔保存。本文將針對(duì)上述國(guó)內(nèi)目前呼吸閥在線檢驗(yàn)裝置中存在的問(wèn)題，詳細(xì)介紹呼吸閥檢驗(yàn)過(guò)程中正負(fù)壓連續(xù)精密控制的解決方案，并詳細(xì)介紹其中的各種調(diào)節(jié)閥和控制器配置，由此可實(shí)現(xiàn)各種規(guī)格尺寸呼吸閥在連續(xù)正負(fù)壓條件下的全自動(dòng)化檢驗(yàn)。 
二、化工儲(chǔ)罐全天候呼吸閥檢驗(yàn)維護(hù)解決方案呼吸閥的檢驗(yàn)校準(zhǔn)原理
是模擬呼吸閥的真空壓力使用工況，在呼吸閥的測(cè)量端口處準(zhǔn)確模擬出相應(yīng)的正壓和負(fù)壓，同時(shí)監(jiān)測(cè)呼吸閥動(dòng)作時(shí)所處的真空壓力值。多次重復(fù)此測(cè)試過(guò)程，由此來(lái)檢驗(yàn)和校準(zhǔn)呼吸閥。為實(shí)現(xiàn)呼吸閥的全自動(dòng)化檢驗(yàn)，最好使正負(fù)壓的模擬變化是一連續(xù)精密可控的往返過(guò)程，如在-30.0Kpa至+50Kpa真空壓力范圍內(nèi)，從負(fù)壓至正壓，再?gòu)恼龎褐霖?fù)壓，如此自動(dòng)循環(huán)往復(fù)，由此可得到呼吸閥重復(fù)性檢驗(yàn)結(jié)果。另外，呼吸閥的檢驗(yàn)裝置能滿足各種規(guī)格尺寸呼吸閥的檢驗(yàn)需要和精度要求。根據(jù)此設(shè)計(jì)要求，本文提出的解決方案基本原理如圖1所示。
呼吸閥檢驗(yàn)裝置正負(fù)壓控制系統(tǒng)原理示意圖呼吸閥正負(fù)壓精密連續(xù)控制的基本原理具體內(nèi)容為：
（1）控制原理基于密閉容器進(jìn)氣和出去的動(dòng)態(tài)平衡法，這是一個(gè)典型的閉環(huán)控制回路。 PID控制器采集真空壓力傳感器信號(hào)并與設(shè)定值進(jìn)行比較并調(diào)節(jié)進(jìn)氣和抽氣調(diào)節(jié)閥的開(kāi)度，最終使傳感器測(cè)量值與設(shè)定值相等而實(shí)現(xiàn)真空壓力的準(zhǔn)確控制。
（2）控制回路分別配備了真空泵（負(fù)壓源）和氣源（正壓源），以提供足夠的低壓和高壓能力。
（3）為了覆蓋負(fù)壓到正壓的整個(gè)真空壓力范圍（如-30.0Kpa至+50Kpa），可以配置一個(gè)測(cè)試量程在要求范圍內(nèi)的高精度絕對(duì)壓力傳感器，絕對(duì)壓力傳感器對(duì)應(yīng)上述真空壓力范圍輸出數(shù)值從小到大的直流模擬信號(hào)（如0~10VDC）。此模擬信號(hào)輸入給PID控制器，由PID控制器調(diào)節(jié)進(jìn)氣閥和排氣閥的開(kāi)度而實(shí)現(xiàn)壓力精確控制。采用絕對(duì)壓力傳感器的優(yōu)勢(shì)是不受當(dāng)?shù)卮髿鈿鈮鹤兓挠绊?，也不用采取氣壓修正，更能保證檢驗(yàn)的準(zhǔn)確性。
（4）當(dāng)控制是從負(fù)壓到正壓進(jìn)行變化時(shí)，一開(kāi)始的進(jìn)氣調(diào)節(jié)閥開(kāi)度（進(jìn)氣流量）要遠(yuǎn)小于抽氣調(diào)節(jié)閥開(kāi)度（抽氣流量），通過(guò)自動(dòng)調(diào)節(jié)進(jìn)出氣流量達(dá)到不同的平衡狀態(tài)來(lái)實(shí)現(xiàn)不同的負(fù)壓控制，最終進(jìn)氣調(diào)節(jié)閥開(kāi)度逐漸要遠(yuǎn)大于抽氣調(diào)節(jié)閥開(kāi)度，由此實(shí)現(xiàn)負(fù)壓到正壓范圍內(nèi)一系列設(shè)定點(diǎn)或斜線的連續(xù)精密控制。對(duì)于從正壓到負(fù)壓壓的變化控制，上述過(guò)程正好相反。 
三、化工儲(chǔ)罐全天候呼吸閥檢驗(yàn)維護(hù)方案具體內(nèi)容本文方案的具體實(shí)施內(nèi)容所示，
主要包括高壓氣源、電動(dòng)針閥、密閉容器或管路、壓力傳感器、高精度PID控制器和真空泵或真空發(fā)生器幾個(gè)部分。呼吸閥在線檢驗(yàn)校準(zhǔn)裝置正負(fù)壓控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖在圖2所示的控制系統(tǒng)中，密閉容器或管路可以直接采用現(xiàn)場(chǎng)容器和管理，也可以采用獨(dú)立的密閉容器或管路并安裝上被檢呼吸閥。獨(dú)立的密閉容器尺寸以滿足最大口徑呼吸閥為準(zhǔn)，由此同時(shí)可用來(lái)進(jìn)行其他小口徑呼吸閥的檢驗(yàn)校準(zhǔn)。正負(fù)壓精密控制采用了兩個(gè)NCNV系列的電動(dòng)針閥，此電動(dòng)針閥本身就是正負(fù)壓兩用調(diào)節(jié)閥，其絕對(duì)真空壓力范圍為0.01Pa~0.7MPa，能滿足絕大多數(shù)呼吸閥的正負(fù)壓檢驗(yàn)要求。在圖2所示的控制系統(tǒng)中使用了兩個(gè)電動(dòng)針閥來(lái)實(shí)現(xiàn)正負(fù)壓的連續(xù)調(diào)節(jié)和控制，如可以從正壓到負(fù)壓的壓力線性變化控制，也可以從負(fù)壓到正壓的壓力線性變化控制。如果在真空壓力線性變化過(guò)程中，呼吸閥的反應(yīng)動(dòng)作都會(huì)在壓力控制曲線上產(chǎn)生突變而得到體現(xiàn)，由此可根據(jù)突變點(diǎn)位置自動(dòng)判斷出呼吸閥是否滿足使用要求。對(duì)于很多在用的呼吸閥，其工作壓力基本都在一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓附近。對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)大氣壓附近的真空壓力精確控制，如控制精度為±1%甚至更小，一般都需要采用調(diào)節(jié)抽氣閥的雙向動(dòng)態(tài)模式，即通過(guò)雙通道PID控制器，一個(gè)通道用來(lái)恒定進(jìn)氣口處電動(dòng)針閥的開(kāi)度基本不變，另一個(gè)通道根據(jù)PID算法來(lái)調(diào)節(jié)排氣口處的電動(dòng)針閥開(kāi)度。
呼吸閥檢驗(yàn)校準(zhǔn)過(guò)程中的正負(fù)壓控制精度，主要由壓力傳感器、PID控制器和電動(dòng)針閥的精度決定。其中的PID控制器采用的是24位AD和16位的DA，電動(dòng)針閥則是高精度步進(jìn)電機(jī)，因此此解決方案的測(cè)試精度主要取決于壓力傳感器精度。壓力傳感器可根據(jù)呼吸閥檢驗(yàn)校準(zhǔn)要求進(jìn)行選擇。
對(duì)于呼吸閥的檢驗(yàn)校準(zhǔn)，要實(shí)現(xiàn)密閉容器內(nèi)正負(fù)壓范圍內(nèi)的多次往復(fù)變化，可以在PID控制器中進(jìn)行程序設(shè)定，設(shè)定程度是一條從正壓到負(fù)壓（或負(fù)壓到正壓）的斜線以及重復(fù)次數(shù)，由此可實(shí)現(xiàn)正負(fù)壓往復(fù)變化的自動(dòng)控制。在本文所述的解決方案中，為實(shí)現(xiàn)正負(fù)壓的精密控制，如圖2所示，針對(duì)負(fù)壓的形成配置了真空泵。真空泵相當(dāng)于一個(gè)負(fù)壓源，但采用真空發(fā)生器同樣可以達(dá)到負(fù)壓源的效果，因此圖2中也給出了真空發(fā)射器的具體配置。負(fù)壓源采用真空發(fā)生器的優(yōu)點(diǎn)是整個(gè)系統(tǒng)只需配備一個(gè)高壓氣源，減少了整個(gè)系統(tǒng)的造價(jià)、體積和重量，真空發(fā)生器連接高壓氣源即可達(dá)到相同的抽氣效果。
二、化工儲(chǔ)罐全天候呼吸閥檢驗(yàn)維護(hù)產(chǎn)品特點(diǎn)
1.全天候適應(yīng)性：GFQ-2全天候防火呼吸閥采用特殊材料制作，能夠適應(yīng)各種惡劣的氣候條件，如高溫、低溫、潮濕、暴風(fēng)雨等。同時(shí)，該產(chǎn)品還具有防塵、防水、防腐蝕等特性，能夠保證在各種環(huán)境下長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行。
2.防火性能：該產(chǎn)品具有優(yōu)秀的防火性能，能夠在火災(zāi)情況下有效阻止火焰蔓延，保證設(shè)備及人身安全。其防火材料和結(jié)構(gòu)均符合國(guó)家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，并經(jīng)過(guò)嚴(yán)格測(cè)試。
3.呼吸功能：GFQ-2全天候防火呼吸閥具有強(qiáng)大的呼吸功能，能夠有效調(diào)節(jié)容器內(nèi)外的壓力差，保證容器的安全運(yùn)行。同時(shí)，該產(chǎn)品還具有自動(dòng)關(guān)閉功能，能夠在容器壓力異常時(shí)及時(shí)關(guān)閉閥門，防止事故發(fā)生。
4.維護(hù)方便：該產(chǎn)品結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易于維護(hù)。當(dāng)閥門出現(xiàn)故障時(shí)，可以方便地進(jìn)行拆卸和更換部件，從而延長(zhǎng)了產(chǎn)品的使用壽命。
三、化工儲(chǔ)罐全天候呼吸閥檢驗(yàn)維護(hù)應(yīng)用領(lǐng)域
GFQ-2全天候防火呼吸閥廣泛應(yīng)用于石油、化工、電力、制藥等行業(yè)的儲(chǔ)罐和管道系統(tǒng)中。在這些領(lǐng)域中，該產(chǎn)品能夠有效地保證容器和管道的安全運(yùn)行，防止因溫度變化、壓力波動(dòng)等因素引起的安全隱患。同時(shí)，由于其優(yōu)良的防火性能，也能夠有效地減少火災(zāi)對(duì)設(shè)備和人身的危害。
呼吸閥參數(shù)知識(shí)大分享，我們都知道一般用在常壓或低壓貯罐上，即只有常壓和低壓貯罐才有罐呼吸排放（在低壓罐上常有蒸汽回收系統(tǒng)），高壓貯罐沒(méi)有排放量，無(wú)呼吸損失和工作損失。
呼吸閥第一種呼吸閥類似于單向止逆閥，它只能向外呼氣，不能向內(nèi)吸氣，當(dāng)系統(tǒng)內(nèi)壓力升高時(shí)，氣體便經(jīng)過(guò)呼吸閥向外放空，保證系統(tǒng)的壓力恒定。對(duì)于存放有毒物質(zhì)的貯罐，是沒(méi)有的呼吸閥的，或者加活性碳過(guò)濾器等處理裝置的。第二種 是達(dá)到一定壓力時(shí)，進(jìn)行呼或吸；另一種是設(shè)計(jì)成純粹只呼不吸，可以理解為用兩個(gè)適當(dāng)壓力的單向閥代替。
1、若呼吸閥用在氮封罐上，則氮?dú)夤夤艿慕庸芪恢脩?yīng)遠(yuǎn)離呼吸閥接口，并由罐頂部插入儲(chǔ)罐內(nèi)約 200mm ，這樣氮?dú)膺M(jìn)罐后不直接排出，達(dá)到氮封的目的。
2、呼吸閥在出廠時(shí)，我公司在法蘭面加裝了防塵保護(hù)蓋，安裝時(shí)務(wù)必將防塵保護(hù)蓋取下，當(dāng)需要安裝兩個(gè)呼吸閥時(shí)，它們與罐頂中心應(yīng)對(duì)稱布置。裝卸時(shí)，呼吸閥必須垂直向上，不得倒置或橫放。閥桿取出清洗時(shí)，要垂直輕放，否則，閥桿容易變形。
3、呼吸閥應(yīng)安裝在儲(chǔ)罐氣源的最高點(diǎn)，以降低物料蒸發(fā)損耗和以便順利地提供通向呼吸閥最直接和最大的通道。通常對(duì)于立式罐，呼吸閥應(yīng)盡量安裝在罐頂中央頂板范圍內(nèi)，對(duì)于罐頂需設(shè)隔熱層的儲(chǔ)罐、可安裝在梯子平臺(tái)附近。 
呼吸閥維修與保養(yǎng)常識(shí)為了（阻火）呼吸閥使用安全，應(yīng)在3-6個(gè)月內(nèi)定期將波紋阻火層拆下，清洗干凈，保證阻火層上每個(gè)孔暢通，防止堵塞，確保安全正常使用。定期檢查通風(fēng)氣正、負(fù)閥盤動(dòng)作是否靈活，導(dǎo)桿及閥盤接觸密封面有無(wú)損壞，如有損壞應(yīng)立即調(diào)換。在檢查維護(hù)重新安裝時(shí)，應(yīng)保證閥內(nèi)各結(jié)合面嚴(yán)密配合，閥盤升降靈活。新閥啟用時(shí)，應(yīng)安裝前取下法蘭保護(hù)蓋，清除閥盤間的防震物，否則呼吸閥將失靈。
四、化工儲(chǔ)罐全天候呼吸閥檢驗(yàn)維護(hù)結(jié)論
GFQ-2全天候防火呼吸閥作為一種新型的安全設(shè)備，具有全天候適應(yīng)性、優(yōu)秀的防火性能、強(qiáng)大的呼吸功能以及方便的維護(hù)特點(diǎn)。在石油、化工、電力、制藥等領(lǐng)域中，該產(chǎn)品能夠有效地保證容器和管道的安全運(yùn)行，防止各種安全隱患的發(fā)生。因此，GFQ-2全天候防火呼吸閥是一種值得推廣的安全設(shè)備。
總結(jié)本文所述解決方案，可以實(shí)現(xiàn)呼吸閥檢驗(yàn)校準(zhǔn)過(guò)程中正負(fù)壓范圍內(nèi)真空壓力的連續(xù)控制和往復(fù)交變控制，并且可以達(dá)到很高的控制精度和速度，全程自動(dòng)化。本方案除了正負(fù)壓的自動(dòng)精密控制之外，另外一個(gè)特點(diǎn)是可以滿足多種規(guī)格尺寸呼吸閥的檢驗(yàn)校準(zhǔn)，真空壓力范圍也比較寬泛，整個(gè)系統(tǒng)小巧和集成化，便于形成便攜式在線檢驗(yàn)裝置。本文解決方案的技術(shù)成熟度很高，方案中所涉及的電動(dòng)針閥和PID控制器，都是目前上海依陽(yáng)實(shí)業(yè)有限公司的標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品，其他的壓力傳感器、真空泵、真空發(fā)生器和高壓氣源等也是目前市場(chǎng)上常見(jiàn)的標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品。本文所述解決方案，同樣可以適用于各種管端式呼吸閥、管道式呼吸閥、單呼閥和單吸閥等多種形式呼吸閥和安全閥。
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