CN105314584A - 加油油气回收气液比控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明属于大气环境保护，油气回收，自动化测量与控制技术领域。国内加油站安装使用的加油油气回收设备，气液比的复查合格率不到25％。虽投入了大量人力和物力对油气回收设备进行维护，效果却不理想。本人研究发现油气回收设备在运行时管线阻力呈动态变化使气液比偏离标准值。而目前在用设备的控制方法不能感知到这些变化也无法进行调节，这是气液比复查合格率低的根本原因。本发明对气液比实行闭环控制，回收油气流量作为被控对象，根据气液比发生的偏差进行调节。使气液比始终被控制在达标的范围内。同时在线监测相关设备运行状态自动侦测故障并报警。气液比达标，加油站销售汽油的过程中可基本做到油气不排放或少排放至空气中。

Description

加油油气回收气液比控制系统

技术领域

大气环境保护，油气回收，自动化测量与控制。

背景技术

加油站为汽车加汽油到油箱时会将油箱中的油气排放到空气中，污染了大气。

2008年北京首次从国外引进并大规模使用了加油站二次油气回收的技术和设备。2010年北京环保局制定了“加油站油气排放控制和限值”标准。其中要求每把加油枪每次加油时回收的油气量与加出去油量的比值控制在1.0％至1.2％之问，即从储油罐中加出去1升汽油，需收回1至1.2升油气返回到储油罐中。此数值是控制加油站油气排放的一个最重要指标，称“气液比”(A/L)。如果能保持气液比达此标准，加油站销售汽油的过程中可基本做到油气不排放或少排放到空气中。

此后全国各地陆续有几千座加油站安装和使用了二次油气回收设备，从后期监管中发现气液比复查的达标率不足25％。该设备在第一次启动调试时气液比被调整在达标的范围内，但经过一段时间运行再次复查检测时，它却超标了。为此本人对在用的各类型的二次油气回收设备的原理和使用情况进行分析研究和测试，发现气液比达标率低是由于这些系统均采用的是开环控制方法。油气回收设备运行时管线阻力呈动态变化，这些变化会使气液比偏离标准值。开环控制方法不能感知到这些变化无法克服由此带来的超差。所以使用现有的控制方法和控制设备，汽液比的超标只是一个时间问题！这就是为什么长期以来为使气液比达标虽然投入了大量的人力和物力对加油油气回收设备进行维护，而达标率却始终得不到改善的根本原因。

发明内容

本发明对气液比实行闭环控制，通过气体流量计测量回收油气流量作为系统的被控对象，由此引入负反馈通路，对气液比偏差进行PID调节，输出信号控制变频器、电机-真空泵组成的执行单元，调节真空泵的转速使油气流量重新回到气液比的给定值，使气液比始终被控制在达标的范围内。

在线检测加油机气路管线和加油枪泄漏，自动发现泄漏故障报警，通过分段控制维持故障状态下气液比合格，等待设备维修；自动侦测系统测量单元、控制单元和执行单元的运行状况，如果系统设备发生故障立即报警。加油站根据故障报警的内容申报需要维修的设备，减少维修量提高维修效率。

一套系统配置一台加油机，每台加油机使用一台真空泵。减少了真空泵使用数量(原为每把枪配置1台真空泵，每台加油机1-4把汽油枪)提高了设备使用效率。

附图说明

图1是系统单元框图，图2是系统功能框图。

具体实施方式

1.加油油气回收气液比控制系统安装在加油机中，一套系统配置一台加油机，其中包括测量单元，给定单元，控制单元，执行单元，通信单元，显示单元。

2.测量单元：一台气体流量计或气体流量传感器，测量油气流量并转换为电信号作为闭环控制系统的测量值。回收油气流量是系统的被控对象，它的引入为系统建立了负反馈通路，使其成为闭环控制系统。

3.给定单元：采集加油枪油流量脉冲信号乘以给定系数，结果作为闭环控制系统的给定值。

4.执行单元：变频器、交流电机、真空泵3种设备组成闭环控制系统的一个执行单元。由变频器对电机-真空泵实行控制，真空泵为离心式叶片真空泵。如果一台泵的功率不能支持4把加油枪的油气回收量，可增加一台真空泵即一个控制单元同时控制2个执行单元。

5.控制单元：系统数据的输入输出接口、数据采集、运算、逻辑、PID控制算法由控制单元实现，其输出的控制信号到执行单元调节变频器，控制回收油气流量的大小仗气液比始终保持在1％-1.2％之间。

5.1数据采集功能：实时采集回收油气流量信号，加油机销售的汽油流量信号，油枪、管线、系统各单元运行状态信号。

5.2气液比运算公式：A/L＝1％-1.2％达标值，作为给定系数。

5.3软件算法：工程单位运算、PID控制算法，逻辑算法，故障分析处理和报警。

6.显示单元：由文本显示器构成。就地显示系统运行状态、参数设置和报警。

7.通讯单元：由串口通信RS485，RS232或以太网构成。与加油站的人机界面实现数据通讯。

Claims (9)

1.一种加油油气回收气液比控制系统其特征是对气液比实行闭环控制，通过气体流量计测量回收油气流量，该流量作为系统的被控对象，控制单元对气液比偏差进行PID调节，输出信号控制变频器调节真空泵的转速使油气流量重新回到气液比要求的给定值，其构成包括测量单元、给定单元、控制单元、执行单元、通讯单元、显示单元。

2.根据权利要求1所述的加油油气回收气液比控制系统，其特征在于所述的测量单元是气体流量计或气体流量传感器构成。

3.根据权利要求1所述的加油油气回收气液比控制系统，其特征在于所述的控制单元包括数据输入、输出接口，实现数据采集、运算、逻辑、PID算法和故障分析、报警功能。

4.根据权利要求1或3所述的加油油气回收气液比控制系统，其特征在于所述的给定单元的给定值由加油枪油流量脉冲信号乘以给定系数得到。

5.根据权利要求1所述的加油油气回收气液比控制系统，其特征是安装在加油机中，一套系统配置一台加油机。

6.根据权利要求1所述的加油油气回收气液比控制系统，其特征在于所述的执行单元是由变频器、交流电机、真空泵三种设备组成。

7.根据权利要求6所述的加油油气回收气液比控制系统，其特征在于所述的真空泵是离心式叶片真空泵。

8.根据权利要求1所述的加油油气回收气液比控制系统，其特征在于所述的显示单元是由文本显示器构成。

9.根据权利要求1或3所述的加油油气回收气液比控制系统，其特征在于所述的通讯单元是由串口通信RS485，RS232或以太网构成，与加油站的人机界面实现数据通讯。