CN105084288A - 加油站油气回收密闭性自动监测方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种加油站油气回收密闭性自动监测方法，主要解决现有技术中自动化程度低的问题。本发明通过采用一种加油站油气回收密闭性自动监测方法，在加油机的油气回收管路上设有阀F1、油气回收泵、流量计，油罐通气管上设有阀F2；所述油气回收管路出口与油罐相连，油罐上设有液位计，液位计、流量计、压力表的信号通过信号线与控制器的模拟输入通道相连，阀F1、阀F2、阀F3、加油机电源以及油气回收泵的信号通过信号线与各自的继电器的一端相连，各自的继电器的另一端通过信号线与控制器上的各自的开关量触点相连的技术方案较好地解决了上述问题，可用于加油站油气回收密闭性自动监测中。

Description

加油站油气回收密闭性自动监测方法

技术领域

本发明涉及一种加油站油气回收密闭性自动监测方法。

背景技术

近年来，国内的汽车保有量不断快速增长，成品油的消耗量也随之迅速增长。由于成品油中的轻质组分具有较强的挥发性，在汽油的运输、接卸、销售等环节中，均会挥发出较多的油品蒸汽。这些油品蒸汽即为挥发性有机化合物(volatileorganiccompounds，简称为VOC)，是造成PM2.5超标和雾霾天气的主要成因之一。

此外，由于油品蒸汽的易燃易爆特性，油品蒸汽的排放还会对加油站的安全运营构成威胁。

为了有效控制在加油站日常生产过程中向大气排放的油品蒸汽污染物，我国于2007年即颁布了GB20952-2007《加油站大气污染物排放标准》，要求各地加油站应在规定时限内完成油气回收的改造工作。

所谓油气回收，指的是将汽油加油和卸油过程中挥发的油品蒸汽进行密闭收集的一种方法。就加油站而言，主要包括两个阶段的油气回收：

(1)第二阶段的油气回收也称为加油油气回收，指的是汽车在加油时，在油气回收真空泵的辅助下，通过油气回收加油枪、同轴油气回收胶管等设备将汽车油箱中的汽油蒸汽抽取到加油站的埋地油罐中的过程。每次加油抽取的油气蒸汽的体积与加油体积之比即称为气液比，为了使埋地油罐内的压力保持平衡，通常都规定气液比在1：1左右，即每加1升油，即回1升左右的气体。

(2)第一阶段的油气回收也称为卸油油气回收，指的是油罐车在向加油站埋地储罐内卸油时，将埋地储罐内的油气密闭收集到油罐车中的过程。油罐车在卸油后，将会把这些收集的油品蒸汽带回储油库，进行进一步的回收处理。

从如上的介绍中不难看出，密闭性是保障整个油气回收系统效率的关键参数，如果在系统的某个环节中发生泄漏，则会使油气回收的效果大打折扣。

为了保障加油站油气回收的实施效果，GB20952也特别对密闭性的性能指标及人工测试方法进行了规定。此外，为了有效保证加油站油气回收的实施效果，GB20952还特别规定，对于年销售量大于8000吨的加油站，还应加装油气回收在线监测系统，实时地对油气回收装置的气液比、密闭性、液阻等参数进行自动监测。

因此，有必要对加油站油气回收密闭性的自动测量系统及方法进行研究，以能够实现加油站油气回收系统密闭性的自动监测，从根本上保障加油站油气回收的实施效果。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是现有技术中自动化程度低的问题，提供一种新的加油站油气回收密闭性自动监测方法。该方法用于加油站油气回收密闭性自动监测中，具有自动化程度高的优点。

为解决上述问题，本发明采用的技术方案如下：一种加油站油气回收密闭性自动监测方法，在加油机的油气回收管路上设有阀F1、油气回收泵、流量计，油罐通气管上设有阀F2，阀F2另一端与阻火器相连，阻火器连通大气；所述油气回收管路出口与油罐相连，油罐上设有液位计、流量计、压力表的信号通过信号线与控制器的模拟输入通道相连，阀F1、阀F2、阀F3、加油机电源以及油气回收泵的信号通过信号线与各自的继电器的一端相连，各自的继电器的另一端通过信号线与控制器上的各自的开关量触点相连；通过控制器实现仪表数据采集、控制阀门开关、控制加油机电源、数据存储分析、生成报警信息的功能，可在加油低峰期自动按照标准程序检测加油站加油油气回收系统的密闭性是否达标。

上述技术方案中，优选地，对于安装了油气后处理装置的加油站，在油气后处理装置的进气口设置阀F3，阀F3的信号通过信号线与继电器的一端相连，继电器的另一端通过信号线与控制器上的开关量触点相连。

上述技术方案中，优选地，所述油罐通气管上还设有压力/真空阀。

上述技术方案中，优选地，所述阀F1、阀F2、阀F3为电控阀门。

上述技术方案中，优选地，通过得出的储罐油气空间数值及预先设置好的加油站内油枪的个数，查阅内置在控制器存储器中的GB20952规定的密闭性限值表，计算得出当前密闭性检测的最小剩余压力值；通过压力表的信号判断当前油罐压力是否高于125Pa，若油罐压力未达到125Pa，控制器发出信号关闭阀F2，并进入测量计时等待阶段；若当前油罐压力高于125Pa，则控制器首先发出信号开启阀F2，将油罐与大气连通，通过压力表判断当前油罐压力恢复至小于125Pa时，关闭阀F2，进入测量计时阶段；进入测量阶段后，控制器发出信号开启阀F1及油气回收泵，并通过流量计的反馈信号调节阀F1的开度使油气回收泵以30～100升/分的速率向油罐内充气，并通过压力表的信号判断当前油罐的压力，当油罐压力达到550Pa以上时，关闭阀F1及油气回收泵；待油罐压力稳定后，通过压力表的信号判断当前油罐的压力，控制器发送信号开启阀F2，使油罐压力回落至500Pa后关闭阀F2，此后，每隔1分钟记录一次压力表的数据，并在5分钟后记录系统的最终压力值；若最终压力值大于最小剩余压力值，则该加油站油气回收系统的密闭性满足要求；反之，即认为不满足要求。

目前，加油站油气回收系统的密闭性完全依赖人工进行检测，且每次检测需要携带大量的仪器设备，如氮气瓶、密闭性测试仪、压力/真空阀等，检测过程需要多人协作完成，甚是繁琐。此外，密闭性检测准备程序较为严苛，如：前3小时不得有油品接卸或大规模加油，检测前需停止营业30分钟等等，导致密闭性检测持续时间通常较长，而检测过程又一般在加油站营业量较大的白天，导致每次检测不仅耗时耗力，且对加油站的日常营业造成了较大的影响。为此，本发明开发了一种加油站油气回收密闭性自动监测系统，该系统可在加油低峰期自动按照标准程序检测加油站油气回收系统的密闭性是否达标，使用方便，无须人工干预，可以节省大量人力物力，且对加油站营业几乎没有影响，取得了较好的技术效果。

附图说明

图1为本发明所述方法的流程示意图。

图1中，1为供油管路；2为油气回收管路；3为阀F1；4为油气回收泵；5为流量计；6为加油机；7为供油泵；8为液位计；9为压力表；10为阀F3；11为油气后处理装置；12为油罐通气管；13为压力/真空阀；14为加油机电源；15为控制器；16为阻火帽；17为阀F2；18为油罐。

下面通过实施例对本发明作进一步的阐述，但不仅限于本实施例。

具体实施方式

【实施例1】

如图1所示，本发明提出的加油站油气回收密闭性自动监测系统主要由控制器、流量计、压力表、三个电控阀门、阻火器等组件构成。

其中，流量计设置于加油机内部的油气回收管线上，安装位置可根据流量计的安装要求，设置于油气回收泵前或泵后的管线上。为了在测量时向油气回收系统充气，在油气回收真空泵前设置一通大气的充气旁管，并在充气旁管上设置了一个电控阀F1。

在实际实施时，为节约成本，只需在一台加油机上设置流量计、充气旁管、控制阀即可。

压力表可设置于加油站埋地油罐的通气管上,或者是其它与油罐上部直接相连通的位置,用来监测油罐内的气体压力。

为了能够调节油罐内的压力，在通气管上或其它与油罐上部直接相连通的位置设置了一个电控阀F2，阀F2通过一个阻火器连通大气。在实施时，由于该管段可能会排出部分油气，因此宜尽量设置在排气管的上方。

对于安装了油气后处理装置的加油站，为了避免测量过程中油气后处理装置带来的干扰，还应在油气后处理装置的进气口安装一电控阀F3，用来在测量时关闭油气后处理了装置的进气。

控制器是本发明的控制核心，用来实现仪表数据采集、控制阀门开关、控制加油机电源、数据存储分析、生成报警信息等功能。实施时可采用常用的工业控制器如工控机、可编程逻辑控制器等。

在实施时，安装充气旁管的加油机的油气回收泵的启停信号及所有电控阀门的控制信号可通过继电器接入控制器中的开关触点；油气回收系统中涉及的所有加油机的电源控制端也可通过继电器接入控制器开关触点，以便控制器在检测过程中短时间中断加油操作；所有油气回收系统中涉及的液位仪的信号可通过标准的总线协议接入到控制器中的总线协议端口中，以便控制器计算当前储油罐中的油气空间大小。

由于油气回收系统密闭性测试需要持续一段时间，因此，为了避免在测量过程中对加油站的日常营业造成影响，系统设计为在加油的低峰期自动进行测量。

控制器通过监测油气回收管线中流量计的流量信号，可24小时不间断监测加油机的加油情况，从而得出每天加油量较少的时间段。在这些加油量较少的低峰期，本发明将会自动进行测量。具体过程如下：

第一，判断是否具备测量条件：

①由于大批量的油品进出油罐会影响测量准确性，因此首先通过油罐液位仪信号判断在测量开始前是否满足3小时内未有卸油操作或大批量加油事件发生，若满足此条件，则继续进行下一步；否则将继续等待。

②通过液位仪数据判断当前储油罐的油面是否满足比浸没式卸油管的最底部出口高出100mm，若满足此条件，则继续进行下一步；否则将继续等待。

③通过液位仪数据的出油罐油气空间数值V，并判断是否满足要求：就单体油罐而言，应满足最小油气空间应为3800L或占油罐容积的25％以上；就连通油罐而言，应满足最大合计油气空间不应超过95000L；若满足此条件，则继续进行下一步；否则将继续等待。

④通过得出的储罐油气空间数值V及预先设置好的加油站内油枪的个数N，查阅内置在控制器存储器中的GB20952规定的密闭性限值表，计算得出当前密闭性检测的最小剩余压力值P。

第二，若加油站安装了油气后处理装置，要先关闭油气后处理装置入口的控制阀阀3，从而使油气后处理装置停机；若加油站未安装油气后处理装置，则无需进行此操作。

第三，通过压力表的信号判断当前油罐压力是否高于125Pa，若油罐压力未达到125Pa，控制器发出信号关闭阀F2，并进入测量计时等待阶段；若当前油罐压力高于125Pa，则控制器首先发出信号开启阀F2，将油罐与大气连通，通过压力表判断当前油罐压力恢复至小于125Pa时，关闭阀F2，进入测量计时阶段。

第四，为了提升测量准确性，需等待油罐稳定30分钟方能进行测量，在等待计时过程中不能为车辆加油，为了避免此过程中加油带来的测量误差，控制器可发送信号暂时切断加油机的电源。

第五，等待计时30分钟完成后，再次通过压力表的信号判断当前油罐压力是否高于125Pa，若当前油罐压力高于125Pa，则控制器首先发出信号开启阀F2，将油罐与大气连通，通过压力表判断当前油罐压力恢复至小于125Pa时，关闭阀F2，进入测量阶段；若油罐压力未达到125Pa，则直接进入测量阶段。

第六，进入测量阶段后，控制器发出信号开启阀F1及油气回收真空泵，并通过流量计的反馈信号调节阀F1的开度使油气回收真空泵以30～100升/分的速率向油罐内充气，并通过压力表的信号判断当前油罐的压力，当油罐压力达到550Pa以上时，关闭阀F1及油气回收真空泵。

第七，待油罐压力稍微稳定后，通过压力表的信号判断当前油罐的压力，控制器发送信号开启阀F2，使油罐压力回落至500Pa后关闭阀F2。此后，每隔1分钟记录一次压力表的数据，并在5分钟后记录系统的最终压力值。

若最终压力值大于第一步中得出的最小剩余压力值，则该加油站油气回收系统的密闭性满足要求；反之，即认为不满足要求。

测量完成后，控制器发出指令关闭阀1、阀2，打开阀F3，接通加油机电源，使加油站重新进入营业状态。系统将等待在下一次加油低峰期时自动进行测量。

【比较例】

目前，加油站油气回收系统的密闭性检测完全依赖人工进行检测，每次检测需携带40L(12MPa)氮气瓶一个(1*0.2m，50kg)、密闭性测试仪、压力/真空阀等，由于仪器较多，检测时一般需多人配合进行。

密闭性检测前，要求前24h内不得进行过气液比检测，前3小时内不得有油品接卸或大规模加油，检测前需至少停业30分钟等等，导致检测时间较长，且此段时间内加油站不能正常营业。由于检测人员的工作时间往往为白天加油站营业的高峰期，每次检测均会对加油站营业造成较大影响。

此外，由于依赖人工操作和读数，密闭性检测往往会由于设备、人员等差异导致最终的检测结果有所差别；人工抽检的间隔往往较长，短则一个月，长则半年甚至1年，即使密闭性出现了问题，也无法及时发现，最终导致油气回收效率大打折扣。

显然，本发明开发的一种加油站油气回收密闭性自动监测系统，该系统可在加油低峰期(通常为夜间)自动按照标准程序检测加油站油气回收系统的密闭性是否达标，使用方便，无须人工干预，可以节省大量人力物力，且对加油站营业几乎没有影响，自动化程度高，能够及时发现加油站油气回收系统的密闭性问题，保证油气回收系统的运行效率，取得了较好的环保技术效果。

Claims (5)

1.一种加油站油气回收密闭性自动监测方法，在加油机的油气回收管路上设有阀F1、油气回收泵、流量计，油罐通气管上设有阀F2，阀F2另一端与阻火器相连，阻火器连通大气；所述油气回收管路出口与油罐相连，油罐上设有液位计、流量计、压力表的信号通过信号线与控制器的模拟输入通道相连，阀F1、阀F2、阀F3、加油机电源以及油气回收泵的信号通过信号线与各自的继电器的一端相连，各自的继电器的另一端通过信号线与控制器上的各自的开关量触点相连；通过控制器实现仪表数据采集、控制阀门开关、控制加油机电源、数据存储分析、生成报警信息的功能，可在加油低峰期自动按照标准程序检测加油站加油油气回收系统的密闭性是否达标。

2.根据权利要求1所述加油站油气回收密闭性自动监测方法，其特征在于对于安装了油气后处理装置的加油站，在油气后处理装置的进气口设置阀F3，阀F3的信号通过信号线与继电器的一端相连，继电器的另一端通过信号线与控制器上的开关量触点相连。

3.根据权利要求1所述加油站油气回收密闭性自动监测方法，其特征在于所述油罐通气管上还设有压力/真空阀。

4.根据权利要求1所述加油站油气回收密闭性自动监测方法，其特征在于所述阀F1、阀F2、阀F3为电控阀门。

5.根据权利要求1所述加油站油气回收密闭性自动监测方法，其特征在于通过得出的储罐油气空间数值及预先设置好的加油站内油枪的个数，查阅内置在控制器存储器中的GB20952规定的密闭性限值表，计算得出当前密闭性检测的最小剩余压力值；通过压力表的信号判断当前油罐压力是否高于125Pa，若油罐压力未达到125Pa，控制器发出信号关闭阀F2，并进入测量计时等待阶段；若当前油罐压力高于125Pa，则控制器首先发出信号开启阀F2，将油罐与大气连通，通过压力表判断当前油罐压力恢复至小于125Pa时，关闭阀F2，进入测量计时阶段；进入测量阶段后，控制器发出信号开启阀F1及油气回收泵，并通过流量计的反馈信号调节阀F1的开度使油气回收泵以30～100升/分的速率向油罐内充气，并通过压力表的信号判断当前油罐的压力，当油罐压力达到550Pa以上时，关闭阀F1及油气回收泵；待油罐压力稳定后，通过压力表的信号判断当前油罐的压力，控制器发送信号开启阀F2，使油罐压力回落至500Pa后关闭阀F2，此后，每隔1分钟记录一次压力表的数据，并在5分钟后记录系统的最终压力值；若最终压力值大于最小剩余压力值，则该加油站油气回收系统的密闭性满足要求；反之，即认为不满足要求。