【正文】 到呼吸閥允許值時，油蒸汽就逸出罐外造成損耗。夜晚或暴雨天氣等使罐區(qū)儲罐溫度下降，罐內(nèi)氣體收縮，油氣凝結(jié)，罐內(nèi)壓力隨之下降，當(dāng)壓力降到呼吸閥允許真空值時，空氣進(jìn)入罐內(nèi)，使氣 體空間的油氣濃度降低，又為溫度升高后油氣蒸發(fā)創(chuàng)造條件。這樣反復(fù)循環(huán)，就形成了油罐的小呼吸損失?！按蠛粑睋p耗是油罐收油時，罐內(nèi)油面上升，氣體空間的混合氣受到壓縮使壓力升高，壓力達(dá)到一定值時，呼吸閥打開，油蒸氣排放到罐外。當(dāng)油罐發(fā)油時，罐內(nèi)油面下降，氣體空間壓力下降，罐內(nèi)壓力低至一定真空度時，真空閥打開，將空氣吸入罐內(nèi)。吸入的空氣使罐內(nèi)的油蒸氣濃度減小，加劇了油品的蒸發(fā)，發(fā)油結(jié)束后，罐內(nèi)氣體空間壓力迅速回升，壓力升高至呼吸閥打開，呼出混合氣。 重慶科技學(xué)院 設(shè)計說明書 2 2 設(shè)計說明書 設(shè)計目的 （ 1） 計算 該油罐在 14天內(nèi)每天的小呼吸損耗量及其累計 ；（ 2） 分析由此得出什么樣的結(jié)論 ； （ 3）大呼吸損耗的計算； 假設(shè)該油罐的其他情況不變，一天只發(fā)生一次小呼吸損耗，儲存的油品也不變，只改變環(huán)境條件如表所示（溫度變?yōu)?8 月份 12 日至 24 日每天的的日最低、最高氣溫、日平均氣溫），即僅僅通過改變大氣溫度，計算該油罐在此 14 天內(nèi)每天的小呼吸損耗量及其累計。并分析由此會得出什么樣的結(jié)論。 表 21該地區(qū)的環(huán)境條件 時間 Tdmin （℃） Tdmax （℃） T1 （ K） T2 （ K） td （℃） ? （ kmolkg ） Py1 (kpa ) Py2 kpa ) 8月 12日 28 36 301 309 30 38 51 8月 13日 28 31 301 304 29 38 8月 14日 27 30 300 303 28 41 8月 15日 26 32 299 305 28 37 42 8月 16日 26 31 299 304 28 37 8月 17日 26 32 299 305 28 37 42 8月 18日 25 29 298 302 28 34 8月 19日 23 27 296 300 25 32 39 8月 20日 23 28 296 301 25 32 8月 21日 23 28 296 301 25 32 8月 22日 23 29 296 302 25 32 8月 23日 24 30 297 303 26 41 8月 24日 24 29 297 302 26 8月 25日 23 29 296 302 25 32 重慶科技學(xué)院 小呼吸損耗及其特點 3 3 小呼吸損耗及其特點 油罐在沒有收發(fā)油作業(yè)的情況下，隨著外界氣溫、壓力在一天內(nèi)的升降周期變化，罐內(nèi)氣體空間溫度、油品蒸發(fā)速度、油氣濃度和蒸汽壓力也隨之變化。這種排出石油蒸氣和吸入空氣的過程造成的油氣損失，叫小呼吸損失。油罐小呼吸損耗具有如下特點。 油罐內(nèi)溫度的變化規(guī)律 油罐內(nèi)氣體空間晝夜溫度變化很大。白天氣體空間受鋼板的熱輻射，其溫度高于油罐周圍大氣的溫度。據(jù)實測，氣體空間的溫度在徑向是均勻一致的，而在縱向則不一致。白天上部高于下部，其差值可達(dá) 20~30℃ ；晚上，上下溫差為5~10℃ 。油品表面層（約 范圍內(nèi)）受上部氣體空間影響，溫度變化較大，白天油品表面層溫度比油品內(nèi)部溫度高，晚上則相反。油品表面層和內(nèi)部的溫度差一般不超過 5℃ 。表面層晝夜溫度的變化值為其上部的氣體空間晝夜溫度變化值的 20%~40%。油品內(nèi)部的溫度基本上是均勻一致的， 它在一天之內(nèi)的變化一般只有 1~3℃。大氣溫度和油罐內(nèi)氣體空間的溫度均按正弦曲線變化，它們同時達(dá)到最大值和最小值。從日出到正午這段時間內(nèi)升溫最快，傍晚前降溫最快。白天，油罐氣體空間溫度顯著高于大氣溫度。可以通過 淋水降溫，油罐淋水后氣體空間的晝夜溫差將大大減小。 圖 淋水罐及不淋水罐氣體空間的晝夜溫度變化曲線 氣體空間中油品蒸氣濃度的分布規(guī)律 氣體空間中油品蒸氣濃度的徑向分布基本均勻，縱向則自上而下地增大。在重慶科技學(xué)院 小呼吸損耗及其特點 4 油面上 ~1m 的范圍內(nèi)，濃度顯著增大，且愈接近油面，濃度愈接近飽和 值，這個大濃度層稱為擴散層。在此大濃度層以上的整個氣體空間，油品蒸氣濃度較小，分布也比較均勻。罐內(nèi)油品蒸氣的濃度晝夜之間也發(fā)生變化，白天溫度高則濃度大，晚上溫度低則濃度小。 重慶科技學(xué)院 小呼吸蒸發(fā)損耗計算公式 5 4 小呼吸蒸發(fā)損耗計算公式 蘇聯(lián)公 式 蘇聯(lián)公式包括兩個：瓦廖夫斯基 — 契爾尼金公式 (41)式和康士坦丁諾夫公式 (42)式。瓦氏公式是一種適用于各種呼吸損耗的通用公式，它是在三個假設(shè)條件的情況下推導(dǎo)出來的半理論半經(jīng)驗公式?？凳瞎絼t是從溫度和油氣濃度的微量變化引起的罐 內(nèi)空氣質(zhì)量變化入手，采用積分求和的方法推導(dǎo)出來的半理論半經(jīng)驗公式。 瓦廖夫斯基 — 契爾尼金公式： RPP PT PPT PPVG yyyyy ???????????? ???? 2 221 111 （ 41） 康士坦丁諾夫公式 : ???????? ???????????? ??? 1222 1121 212 ln TTPP PPRTT PPVG yyyyy ? （ 42） 式中： 1G 、 2G —— 油罐日小呼吸損耗量， kg/d； V—— 油罐氣體空間體積， 3m ； 1P 、 2P —— 狀體 1 和 2 時氣體空間絕對壓力 kPa； 1yP 、 2yP —— 氣體空間日最低溫度下油品的飽和蒸氣壓， kPa； y? —— 油蒸氣摩爾質(zhì)量 ， kg/kmol； R—— 通用氣體常數(shù)； 1T 、 2T —— 分別為氣體空間的日最低和最高溫度， K； 美國公式 美國公式包括三 個： API 理論公式 (43)式， API 經(jīng)驗公式 (44)式和美國環(huán)保局 (EPA)經(jīng)驗公式 (45)式。 API 理論公式是從混合氣中的空氣入手，建立理想氣體狀態(tài)方程，導(dǎo)出由于溫度和濃度變化所引起的混合氣體積增量，然后引入濃度系數(shù)概念計算一次小呼吸損耗的油品體積。 API 經(jīng)驗公式是一個純經(jīng)驗的評價公式，依據(jù) 64 個靜止油罐的實驗數(shù)據(jù) (小直徑罐除外 )回歸出小呼吸損耗關(guān)聯(lián)式，其依然存在一定的誤差 。 EPA 經(jīng)驗公式的推導(dǎo)過程和 API 經(jīng)驗公式大致相似，公式形式也相似，不同點在于各系數(shù)的取值上。 重慶科技學(xué)院 小呼吸蒸發(fā)損耗計算公式 6 ???????? ?? ???? ??????????? ??? 22121 12213 81380 yyaa zayyaa yyyyyyP PPP PPPPP PPT TTPPKVKG ?? （ 43） CFTHDPP PKKKG pyayy 214 ?????????????? (44) CFTHDPP PKKG pyayy 435 3 6 50 2 2 ???????????? ? (45) 式中： K、 1K 、 3K 、 ?K —— 單位換算常數(shù)， K 取 ； 1K 取 ； 3K 取 ； ?K 取 ； 2K 、 4K —— 油品系數(shù)，汽油 2K 、 4K 取 1，原油 2K 取 ， 4K 取 ； yP —— 油品本體溫度下的真實蒸氣壓， kPa； H—— 氣體空間高度， m，包括罐頂部分的相當(dāng)高度； △ T—— 大氣溫度的平均日溫差， ℃ ； pF —— 涂漆系數(shù)，取 ； C—— 小罐修正系數(shù)，當(dāng) D≥ 時， C=1； 日本資源能源廳公式 日本資源能源廳公式 (46)式也是一個純經(jīng)驗的評價公式，以大 量實驗數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，經(jīng)過統(tǒng)計、分析，整理成包含各種主要 因素 的經(jīng)驗公式。