化工儲罐全天候呼吸閥檢驗維護
本文針對目前國內(nèi)呼吸閥在線檢驗裝置中存在的正負壓連續(xù)校準自動化能力差等問題，詳細介紹呼吸閥檢驗過程中正負壓連續(xù)精密控制的解決方案，并詳細介紹其中的各種調(diào)節(jié)閥和控制器配置，由此可實現(xiàn)各種規(guī)格尺寸呼吸閥在連續(xù)正負壓條件下的全自動化檢驗。 
一、化工儲罐全天候呼吸閥檢驗維護問題的提出呼吸閥
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、又能在超過或低于此壓力范圍時與大氣相通（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，同時可減少貯液的蒸發(fā)損失。呼吸閥作為石油、化工、燃氣行業(yè)常壓儲罐的重要附件，對安全生產(chǎn)及環(huán)保等都起著至關(guān)重要的作用，對運輸危險物品罐式車輛的年檢中對呼吸閥的檢驗也是其中重要一環(huán)，對于保有量大的呼吸閥在線檢測裝置及方法提出了越來越高的要求，需要免拆裝、方便、快捷、高效的呼吸閥在線檢測裝置及方法。目前在用的各種呼吸閥檢驗裝置還存在以下問題： 
（1）現(xiàn)有方法中，一般都是現(xiàn)場安裝一塊壓力表，僅能在正壓條件下測量閥門的密封性能和正壓開啟值，無法確定閥門負壓開啟功能是否完好，這對于埋地油罐運行存在安全風(fēng)險。
（2）為安全起見，呼吸閥的呼吸與泄放壓力范圍較小，如-30.0Kpa至+50Kpa，常規(guī)檢測裝置難以在高精度條件下完成檢驗和校準。
（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)有的呼吸閥檢測校準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裝置自動化水平較低，正負壓不能連續(xù)自動精密控制，很多裝置現(xiàn)場調(diào)壓依靠人的經(jīng)驗，容易發(fā)生超壓，損壞設(shè)備，嚴重時對油罐的運行安全造成影響；此外，很多測試記錄依靠人工填寫，容易出錯，不利于歸檔保存。本文將針對上述國內(nèi)目前呼吸閥在線檢驗裝置中存在的問題，詳細介紹呼吸閥檢驗過程中正負壓連續(xù)精密控制的解決方案，并詳細介紹其中的各種調(diào)節(jié)閥和控制器配置，由此可實現(xiàn)各種規(guī)格尺寸呼吸閥在連續(xù)正負壓條件下的全自動化檢驗。 
二、化工儲罐全天候呼吸閥檢驗維護解決方案呼吸閥的檢驗校準原理
是模擬呼吸閥的真空壓力使用工況，在呼吸閥的測量端口處準確模擬出相應(yīng)的正壓和負壓，同時監(jiān)測呼吸閥動作時所處的真空壓力值。多次重復(fù)此測試過程，由此來檢驗和校準呼吸閥。為實現(xiàn)呼吸閥的全自動化檢驗，最好使正負壓的模擬變化是一連續(xù)精密可控的往返過程，如在-30.0Kpa至+50Kpa真空壓力范圍內(nèi)，從負壓至正壓，再從正壓至負壓，如此自動循環(huán)往復(fù)，由此可得到呼吸閥重復(fù)性檢驗結(jié)果。另外，呼吸閥的檢驗裝置能滿足各種規(guī)格尺寸呼吸閥的檢驗需要和精度要求。根據(jù)此設(shè)計要求，本文提出的解決方案基本原理如圖1所示。
呼吸閥檢驗裝置正負壓控制系統(tǒng)原理示意圖呼吸閥正負壓精密連續(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氣和出去的動態(tài)平衡法，這是一個典型的閉環(huán)控制回路。 PID控制器采集真空壓力傳感器信號并與設(shè)定值進行比較并調(diào)節(jié)進氣和抽氣調(diào)節(jié)閥的開度，最終使傳感器測量值與設(shè)定值相等而實現(xiàn)真空壓力的準確控制。
（2）控制回路分別配備了真空泵（負壓源）和氣源（正壓源），以提供足夠的低壓和高壓能力。
（3）為了覆蓋負壓到正壓的整個真空壓力范圍（如-30.0Kpa至+50Kpa），可以配置一個測試量程在要求范圍內(nèi)的高精度絕對壓力傳感器，絕對壓力傳感器對應(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（如0~10VDC）。此模擬信號輸入給PID控制器，由PID控制器調(diào)節(jié)進氣閥和排氣閥的開度而實現(xiàn)壓力精確控制。采用絕對壓力傳感器的優(yōu)勢是不受當(dāng)?shù)卮髿鈿鈮鹤兓挠绊?，也不用采取氣壓修正，更能保證檢驗的準確性。
（4）當(dāng)控制是從負壓到正壓進行變化時，一開始的進氣調(diào)節(jié)閥開度（進氣流量）要遠小于抽氣調(diào)節(jié)閥開度（抽氣流量），通過自動調(diào)節(jié)進出氣流量達到不同的平衡狀態(tài)來實現(xiàn)不同的負壓控制，最終進氣調(diào)節(jié)閥開度逐漸要遠大于抽氣調(diào)節(jié)閥開度，由此實現(xiàn)負壓到正壓范圍內(nèi)一系列設(shè)定點或斜線的連續(xù)精密控制。對于從正壓到負壓壓的變化控制，上述過程正好相反。 
三、化工儲罐全天候呼吸閥檢驗維護方案具體內(nèi)容本文方案的具體實施內(nèi)容所示，
主要包括高壓氣源、電動針閥、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)生器幾個部分。呼吸閥在線檢驗校準裝置正負壓控制系統(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)場容器和管理，也可以采用獨立的密閉容器或管路并安裝上被檢呼吸閥。獨立的密閉容器尺寸以滿足最大口徑呼吸閥為準，由此同時可用來進行其他小口徑呼吸閥的檢驗校準。正負壓精密控制采用了兩個NCNV系列的電動針閥，此電動針閥本身就是正負壓兩用調(diào)節(jié)閥，其絕對真空壓力范圍為0.01Pa~0.7MPa，能滿足絕大多數(shù)呼吸閥的正負壓檢驗要求。在圖2所示的控制系統(tǒng)中使用了兩個電動針閥來實現(xiàn)正負壓的連續(xù)調(diào)節(jié)和控制，如可以從正壓到負壓的壓力線性變化控制，也可以從負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程中，呼吸閥的反應(yīng)動作都會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)突變點位置自動判斷出呼吸閥是否滿足使用要求。對于很多在用的呼吸閥，其工作壓力基本都在一個標(biāo)準大氣壓附近。對于標(biāo)準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)抽氣閥的雙向動態(tài)模式，即通過雙通道PID控制器，一個通道用來恒定進氣口處電動針閥的開度基本不變，另一個通道根據(jù)PID算法來調(diào)節(jié)排氣口處的電動針閥開度。
呼吸閥檢驗校準過程中的正負壓控制精度，主要由壓力傳感器、PID控制器和電動針閥的精度決定。其中的PID控制器采用的是24位AD和16位的DA，電動針閥則是高精度步進電機，因此此解決方案的測試精度主要取決于壓力傳感器精度。壓力傳感器可根據(jù)呼吸閥檢驗校準要求進行選擇。
對于呼吸閥的檢驗校準，要實現(xiàn)密閉容器內(nèi)正負壓范圍內(nèi)的多次往復(fù)變化，可以在PID控制器中進行程序設(shè)定，設(shè)定程度是一條從正壓到負壓（或負壓到正壓）的斜線以及重復(fù)次數(shù)，由此可實現(xiàn)正負壓往復(fù)變化的自動控制。在本文所述的解決方案中，為實現(xiàn)正負壓的精密控制，如圖2所示，針對負壓的形成配置了真空泵。真空泵相當(dāng)于一個負壓源，但采用真空發(fā)生器同樣可以達到負壓源的效果，因此圖2中也給出了真空發(fā)射器的具體配置。負壓源采用真空發(fā)生器的優(yōu)點是整個系統(tǒng)只需配備一個高壓氣源，減少了整個系統(tǒng)的造價、體積和重量，真空發(fā)生器連接高壓氣源即可達到相同的抽氣效果。
二、化工儲罐全天候呼吸閥檢驗維護產(chǎn)品特點
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，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)境下長期穩(wěn)定運行。
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)均符合國家相關(guān)標(biāo)準，并經(jīng)過嚴格測試。
3.呼吸功能：GFQ-2全天候防火呼吸閥具有強大的呼吸功能，能夠有效調(diào)節(jié)容器內(nèi)外的壓力差，保證容器的安全運行。同時，該產(chǎn)品還具有自動關(guān)閉功能，能夠在容器壓力異常時及時關(guān)閉閥門，防止事故發(fā)生。
4.維護方便：該產(chǎn)品結(jié)構(gòu)簡單、易于維護。當(dāng)閥門出現(xiàn)故障時，可以方便地進行拆卸和更換部件，從而延長了產(chǎn)品的使用壽命。
三、化工儲罐全天候呼吸閥檢驗維護應(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行，防止因溫度變化、壓力波動等因素引起的安全隱患。同時，由于其優(yōu)良的防火性能，也能夠有效地減少火災(zāi)對設(shè)備和人身的危害。
呼吸閥參數(shù)知識大分享，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)），高壓貯罐沒有排放量，無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，氣體便經(jīng)過呼吸閥向外放空，保證系統(tǒng)的壓力恒定。對于存放有毒物質(zhì)的貯罐，是沒有的呼吸閥的，或者加活性碳過濾器等處理裝置的。第二種 是達到一定壓力時，進行呼或吸；另一種是設(shè)計成純粹只呼不吸，可以理解為用兩個適當(dāng)壓力的單向閥代替。
1、若呼吸閥用在氮封罐上，則氮氣供氣管的接管位置應(yīng)遠離呼吸閥接口，并由罐頂部插入儲罐內(nèi)約 200mm ，這樣氮氣進罐后不直接排出，達到氮封的目的。
2、呼吸閥在出廠時，我公司在法蘭面加裝了防塵保護蓋，安裝時務(wù)必將防塵保護蓋取下，當(dāng)需要安裝兩個呼吸閥時，它們與罐頂中心應(yīng)對稱布置。裝卸時，呼吸閥必須垂直向上，不得倒置或橫放。閥桿取出清洗時，要垂直輕放，否則，閥桿容易變形。
3、呼吸閥應(yīng)安裝在儲罐氣源的最高點，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)，對于罐頂需設(shè)隔熱層的儲罐、可安裝在梯子平臺附近。 
呼吸閥維修與保養(yǎng)常識為了（阻火）呼吸閥使用安全，應(yīng)在3-6個月內(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、負閥盤動作是否靈活，導(dǎo)桿及閥盤接觸密封面有無損壞，如有損壞應(yīng)立即調(diào)換。在檢查維護重新安裝時，應(yīng)保證閥內(nèi)各結(jié)合面嚴密配合，閥盤升降靈活。新閥啟用時，應(yīng)安裝前取下法蘭保護蓋，清除閥盤間的防震物，否則呼吸閥將失靈。
四、化工儲罐全天候呼吸閥檢驗維護結(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、強大的呼吸功能以及方便的維護特點。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，可以實現(xiàn)呼吸閥檢驗校準過程中正負壓范圍內(nèi)真空壓力的連續(xù)控制和往復(fù)交變控制，并且可以達到很高的控制精度和速度，全程自動化。本方案除了正負壓的自動精密控制之外，另外一個特點是可以滿足多種規(guī)格尺寸呼吸閥的檢驗校準，真空壓力范圍也比較寬泛，整個系統(tǒng)小巧和集成化，便于形成便攜式在線檢驗裝置。本文解決方案的技術(shù)成熟度很高，方案中所涉及的電動針閥和PID控制器，都是目前上海依陽實業(yè)有限公司的標(biāo)準產(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上常見的標(biāo)準產(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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