CN111268632B - 加油站油气回收在线监控系统及防爆评定方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种加油站油气回收在线监控系统及防爆评定方法，属于加油站防爆技术领域，包括传感器组件、控制传感器组件的采集控制器及与采集控制器相连接的站内监控平台；传感器组件包括设置在油罐管道上的管道压力传感器、设置在放空管上的油罐压力传感器和油罐温度传感器、设置在卸油区上的卸油区油气浓度传感器、设置在加油机上的油气流量传感器、设置在油气排放处理装置排气管上的处理装置排放浓度传感器。本发明通过测量、计算、分析加油油气回收系统回气量、加油量和油气回收系统气体空间压力，实现各汽油加油枪汽液比、油气回收系统密闭性等指标的监控功能，能够使加油站油气回收在线监控系统满足在易燃易爆场所等危险环境下使用的要求。

Description

加油站油气回收在线监控系统及防爆评定方法

技术领域

本发明涉及防爆技术领域，具体涉及一种加油站油气回收在线监控系统及防爆评定方法。

背景技术

油气回收是节能环保型的高新技术，运用油气回收技术回收油品在储运、装卸过程中排放的油气，防止油气挥发造成的大气污染，消除安全隐患，通过提高对能源的利用率，减小经济损失，从而得到可观的效益回报。按照《储油库大气污染物排放标准》、《汽油运输大气污染物排放标准》、《加油站大气污染物排放标准》等强制性国家标准的规定，2010年以前，所有储油库必须建设油气回收设施。2012年以前，所有加油站、汽油运输车辆必须建设(或增加)油气回收设施；对于新、改、扩建的加油站、储油库，标准要求“必须同步设计、建设、运行油气回收装置”。同时，随着《大气污染物排放法》的修订并实施，油气回收的范围从汽油扩大到油漆、苯、甲醇、二甲醚等所有易挥发的轻质有机物，国家要求这些产品的储存、运输及销售单位，必须按规定建设相应规模的油气回收设施，减少挥发性有机物的排放。

授权公告号为CN101691199B的专利公开了一种加油站油气回收在线监控系统，包括：流量计、真空泵、真空/压力变送器和数据采集模块。罗茨流量计串接在加油机内部真空泵之前、加油枪之后的回气管路上，用于测量真空泵抽气流量；所述真空/压力变送器通过三通旁接到回气总管上，用于测量回气总管处和地下管内压力。所述数据采集模块进一步包括一个或多个微控制器；所述数据采集模块用于对罗茨流量计的脉冲输出信号进行计数，并同时计时。该发明通过连续的汽液比数据和压力数据判断油气回收系统的汽液比、密闭性和管线液阻是否正常，当发现异常时可以发出报警提醒操作人员采取相应的措施，并能记录、存储、处理和传输数据供监督部门查看，但是检测不够全面。

公开号为CN106442899A的专利文献公开了一种可燃液体封装工艺防爆评定方法,可燃液体封装工艺运用于防爆运行空间中，该防爆运行空间包括水泥砌筑结构的可燃液体封装间和制氢间，可燃液体封装间简称封装间，可燃液体封装工艺用于可燃液体封装机，可燃液体封装机简称封装机，分为以下几个评定项目：1)用合金分析仪对封装机中的传输网带、绞龙、拨轮、行走梁、栏栅五个部件进行轻金属含量的检测，检测评定标准为：这五个部件中镁和钛的质量含量不能超过所述五个部件各部件自身质量的7.5%；该评定方法可燃液体封装工艺可以在爆炸危险区域安全使用，扩大了可燃液体封装工艺的应用范围，但不适用于加油站油气回收在线监控系的防爆评定。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种加油站油气回收在线监控系统及防爆评定方法。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：

加油站油气回收在线监控系统，包括传感器组件、控制所述传感器组件的采集控制器及与所述采集控制器相连接的站内监控平台；所述传感器组件包括设置在油罐管道上的管道压力传感器、设置在放空管上的油罐压力传感器和油罐温度传感器、设置在卸油区上的卸油区油气浓度传感器、设置在加油机上的油气流量传感器、设置在油气排放处理装置排气管上的处理装置排放浓度传感器。

进一步的，所述采集控制器为汽液比采集控制器。

进一步的，所述站内监控平台包括在线监控系统控制台和数据处理终端。

进一步的，加油站油气回收在线监控系统的防爆评定方法，包括油气回收在线监测系统的防爆电气产品的防爆型式和危险区域适应性评定、油气回收在线监测系统本质安全电气系统评定。

进一步的，对组成油气回收在线监控系统的防爆电气产品的防爆型式和危险区域适应性进行评定，主要包括：气体流量传感器、油气回收汽液比采集控制器、电磁阀、压力变送器、安全栅、可燃气体检测报警器和防爆接线盒；评定标准为：各部件防爆型式和危险区域适应性；油气回收在线监控系统部件防爆等级应满足ⅡA等级、T3组温度的最低要求；

对油气回收在线监测系统的结构组成、基本原理及整体构成系统防爆的原理框图和防爆认证情况进行审查，用图表及文字形式详细描述的系统工作原理和结构，列出防爆电气设备防爆参数一览表、各部件之间的关系及连接方式、标注所处的危险场所区域；提供相关防爆设备防爆合格证或检验报告。

进一步的，油气回收在线监测系统本质安全电气系统评定，对本质安全电气系统组成设备的兼容性进行评定，具体方法及评定标准如下：

通过对两台设备的数据进行比较，确定两台设备的兼容性，按下列顺序进行比较：

a） 比较设备类别，如果设备的类别不同，则采用较低的类别；

b） 防爆等级比较，如果防爆等级不同，则该系统采用较低的防爆等级；

c） 确定危险场所安装设备温度组别，对于不同的使用条件，设备具有不同的温度组别，选择相关的温度并记录；

d） 应记录每一台设备允许的环境温度范围；

e） 电源的输出参数电压Uo、电流Io和功率Po与现场装置的输入参数Ui、Ii和Pi进行比较，并且输出参数不超过相关输入参数；

f） 确定允许的电缆参数，

从电源的允许输出电容Co减去现场装置的输入电容Ci得出允许的电缆电容Cc，即Cc＝Co－Ci，

从电源的允许输出电感Lo减去现场装置的输入电感Li得出允许的电缆电感Lc，即Lc＝Lo－Li，

如果现场装置的输入电感忽略不计，即Li小于Lo的1％，确定电缆的允许L/R比值Lc/Rc，取Lc/Rc等于电源的Lo/Ro比，

g） 检查接地绝缘等级是否合格，或者检查系统接地要求是否满足。

进一步的，油气回收在线监测系统本质安全电气系统评定，评定方式是对本质安全电气系统的本安系统控制图进行审图。

随着汽车等燃油交通运输工具的普及，油品销售行业迅速发展。加油站的数量持续增多，但在加油站中不可避免地存在油气蒸发损耗问题。蒸发损耗的油气实际上是烃类与空气的混合物，它不仅危害健康、污染环境、浪费能源、影响安全生活与生产，而且还降低了油品质量。美国、德国等发达国家自20世纪80年代以来纷纷颁布法令要求在加油站进行油气回收处理，最终实现零排放。建立油气回收在线监测系统和监控平台，实现对回收系统的集中管理和实时监测，才能保障油气回收系统的正常运转，故障时也能得到及时维修。目前，加油站油气回收在线监测系统存在的问题是，技术不够成熟，依次形投入成本较高，国外产品普遍存在售价高、供货周期长、维护困难等问题。如，王振中,金帼,吴锋棒，王洁，等，加油站油气回收在线监控系统[J].化工自动化及仪表，2014,10（41）:1166-1168，为了保证油气回收过程中的各项指标满足国家标准的要求，部分加油站应用电子式气液比调节设备和油气回收在线监测系统。在实际应用过程中，二者在功能原理上有较多的相似性，结合二者的功能特点，设计了兼具调节和监测功能的油气回收在线监控系统，能有效将是加油站的一次投资成本，提高气液比调节的长期稳定性。刘江涛，刘红旗，张键，卞吉伟，杨超，等，加油站油气回收在线监测系统研究[J].机电产品开发与创新，2011,24（3）:132-134，针对我国加油站油气回收治理工程现状，借鉴国外成熟的管理经验和站内监控技术，分析存在的问题，在站内监控技术的基础上增加了远程监控功能，设计由油气回收远程监控系统，并对加油站实地检测数据进行分析，为完善我国油气回收工程提供了技术保障。目前这些监控系统仅仅能够监控加油机气液比、油罐压力、卸油区油气浓度的监测，监测不够全面，且没有防爆电气产品进行评定的方法。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

油气回收改造是实现“推进节能环保、绿色低碳发展”的重要抓手，也是使用方、监管方和服务商应尽的社会责任。油站系统油气回收的改造，实现了三次油气回收，不但可以大量减少可挥发性有机物的排放，有利于空气质量的改善，而且将回收的油气再变为汽油，还可以节约资源。加装油气回收装置后，可提高加油站和储油库的安全等级。油气回收在线监测系统是在油气回收系统的基础上，对油气回收运行参数进行在线监测的一系列设备的组合，实时监测加油站油气回收过程中油气回收系统的密闭性、液阻、汽液比，通过采样方式测定油罐压力、PV阀状态、处理装置状态以及卸油区油气排放浓度等参数是否正常，当发现异常时可提醒操作人员采取相应的措施，并能记录、储存、处理和传输监测数据。

通过测量、计算、分析加油油气回收系统回气量、加油量和油气回收系统气体空间压力，实现各汽油加油枪汽液比、油气回收系统密闭性等指标的监控功能。在线监测处理装置油气排放浓度、油气回收系统密闭性、油气回收系统管线液阻等三项扩展性监控功能，以及相应的预警报警功能。对于油气回收系统运行状态的各种参数、表格或图形，站内监控平台具备显示、存储、打印、传输等功能，以及远程关闭汽液比报警加油枪加油的功能，本发明的防爆评定方法能够使加油站油气回收在线监控系统满足在易燃易爆场所等危险环境下使用的要求。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步的详细说明。

图1是本发明加油站油气回收在线监控系统的结构示意图。

图2是本发明本质安全电气系统描述图示例。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例的附图1-2，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

各附图标记的含义如下：

1：在线监控系统控制台、2：加油站办公室、3：管道压力传感器、4：油气回收型加油枪、5：汽液比采集控制器、6：油气流量传感器、7：加油机、8：真空泵、9：卸油区油气浓度传感器、10：卸油区、11：油罐温度传感器、12：油气排放处理装置、13：处理装置排放浓度传感器、14：油气排放处理装置排放管、15：油罐压力传感器。

实施例1

本实施例提供一种加油站油气回收在线监控系统，包括传感器组件、控制所述传感器组件的采集控制器及与所述采集控制器相连接的站内监控平台；所述传感器组件包括设置在油罐管道上的管道压力传感器3、设置在放空管上的油罐压力传感器15和油罐温度传感器11、设置在卸油区10上的卸油区油气浓度传感器9、设置在加油机7上的油气流量传感器6、设置在油气排放处理装置排气管上的处理装置排放浓度传感器13。

所述采集控制器为汽液比采集控制器5。

所述站内监控平台包括在线监控系统控制台1和数据处理终端。

本发明设置95#和92#两个埋地油罐，管道压力传感器3也设置在埋地管道上，站内监控平台设置在加油站办公室2内。油气流量传感器6检测加油枪回气量，油罐压力传感器15检测油气回收系统管道、油罐气体空间等部位的油气压力，通过测量压力值的变化，监控油气回收系统的密闭性，处理装置排放浓度传感器13检测处理装置排放管等处的油气浓度，汽液比采集控制器5采集加油数据，计算、存储气液比等指标。在线监控系统控制台1对检测到的数据汇总、存储和显示等，数据处理终端对数据进行处理、报警和上传。

通过测量、计算、分析加油油气回收系统回气量、加油量和油气回收系统气体空间压力，实现各汽油加油枪气液比、油气回收系统密闭性等指标的监控功能。在线监测处理装置油气排放浓度、油气回收系统密闭性、油气回收系统管线液阻等三项扩展性监控功能，以及相应的预警报警功能。对于油气回收系统运行状态的各种参数、表格或图形，站内监控平台具备显示、存储、打印、传输等功能，以及远程关闭气液比报警加油枪加油的功能。

实施例2

本实施例提供实施例1加油站油气回收在线监控系统的防爆评定方法，包括油气回收在线监测系统的防爆电气产品的防爆型式和危险区域适应性评定、油气回收在线监测系统本质安全电气系统评定。

1.对组成油气回收在线监控系统的防爆电气产品的防爆型式和危险区域适应性进行评定，主要包括：气体流量传感器、油气回收汽液比采集控制器、电磁阀（或者电子汽液比调节阀）、压力变送器、安全栅、可燃气体检测报警器和防爆接线盒等。评定标准为：各部件防爆型式和危险区域适应性；油气回收在线监控系统部件防爆等级应满足ⅡA等级、T3组温度的最低要求。

对油气回收在线监测系统的结构组成、基本原理及整体构成系统防爆的原理框图和防爆认证情况进行审查。用图表及文字形式详细描述的系统工作原理和结构，列出防爆电气设备防爆参数一览表、各部件之间的关系及连接方式、标注所处的危险场所区域；提供相关防爆设备防爆合格证或检验报告。

2. 油气回收在线监测系统的本质安全电气系统评定。

对本质安全电气系统组成设备的兼容性进行评定，具体方法及评定标准如下：

通过对两台设备的数据进行比较，确定两台设备的兼容性。通常按下列顺序进行比较：

a） 比较设备类别。如果设备的类别不同，则采用较低的类别。例如，如果一台设备是ⅡC级，另一台设备是ⅡB级，则系统为ⅡB级。通常认证为ⅡC级别的电源，也具有ⅡA和ⅡB级设备允许的输出参数（Lc、Co、Li/Ro）。如果使用较大值，则使用的参数决定系统的气体类别。

b） 防爆等级比较。如果防爆等级不同，则该系统采用较低的防爆等级。例如，如果一台设备是“ia”等级，另一台设备是“ib”等级，那么系统为“ib”等级。通常认证为“ib”等级的电源，也具有“ic”等级电路使用的输出参数。如果这些数值用在系统设计中，则该系统为“ic”等级。

c） 确定危险场所安装设备温度组别。对于不同的使用条件，设备具有不同的温度组别（通常取决于环境温度或者Ui、Ii和Pi），宜选择相关的温度并记录。应注意是设备确定温度组别，不是系统确定温度组别。

d） 应记录每一台设备允许的环境温度范围。

e） 电源的输出参数电压[Uo]、电流[Io]和功率[Po]应与现场装置的输入参数（Ui、Ii和Pi）进行比较，并且输出参数不宜超过相关输入参数。现场装置的安全性有时完全由其中一个参数确定。在这种情况下，未规定的参数无关。

f） 确定允许的电缆参数。

从电源的允许输出电容（Co）减去现场装置的输入电容（Ci）得出允许的电缆电容（Cc），即Cc＝Co－Ci。

从电源的允许输出电感（Lo）减去现场装置的输入电感（Li）得出允许的电缆电感（Lc），即Lc＝Lo－Li。

如果现场装置的输入电感忽略不计（Li小于Lo的1％），则很容易确定电缆的允许L/R比值（Lc/Rc）。 取Lc/Rc等于电源的Lo/Ro比。

g） 检查接地绝缘等级是否合格，或者检查系统接地要求是否满足。

如果这些要求全部满足，则确定两台设备兼容。

评定方式是对本质安全电气系统的本安系统控制图进行审图。

系统描述文件至少应有下列要求：

1） 列出系统内所有设备的系统描述图，包括简单设备和内部互连导线。

2）类别细分（Ⅱ类和Ⅲ类）、每一部分的本质安全保护等级、温度组别和环境温度范围的说明；

3）互连导线的要求和允许参数；

4）系统接地和等电位连接点的具体情况。

5） 如果适用，包括设备评定为“简单设备”的证明；

6） 如果本质安全电路包括几个本质安全设备，提供各部分参数综合的分析。包括所有简单设备和已获防爆合格证的本质安全设备；

7）创建系统描述文件的唯一标识；

8） 系统设计员在文件上签字并写明日期。

实施例3

本实施例提供实施例1加油站油气回收在线监控系统的防爆评定方法，是在实施例2的基础上进行的改进，该防爆评定方法还包括：

油气回收在线监测系统用电缆评定，评定电缆标记、电缆接头是否符合要求，电缆是否老化、破损。评定标准：电缆应无明接头，不应老化、破损，电缆引入接线箱应通过电缆引入装置引入。

油气回收在线监测系统的软管导静电性能评定，方法是测量油枪喷嘴和接地之间的电阻。评定标准：油枪喷嘴和接地之间的电阻值应小于1MΩ。

实施例4

本实施例提供实施例1加油站油气回收在线监控系统的防爆评定方法，是在实施例3的基础上进行的改进，该防爆评定方法还包括：

油气回收在线监测系统的保护接地评定。评定方法：检查各部件保护接地装置是否齐全，连接是否正确、可靠，接地电阻值是否符合要求。评定标准：各部件保护接地装置应齐全，连接可靠，各部件接地与总接地之间的电阻应≤0.1Ω。

油气回收管路及密封性能评定。评定方法：测量油枪到第一个阻火器的管道孔径；检查油气回收管路是否密封完好。评定标准：油枪到第一个阻火器的管道孔径应≤15mm；管路应安装稳固，回收系统安装完成后应通过1MP下历时60s的压力试验。

实施例5

本实施例提供实施例1加油站油气回收在线监控系统的防爆评定方法，是在实施例4的基础上进行的改进，该防爆评定方法还包括：

油气回收在线监测系统的绝缘电阻评定。评定方法：测量电源端与接地之间的绝缘电阻。评定标准：在环境温度为（ 15℃～35℃），相对湿度≤85%条件下，系统电源对地或与机壳之间的绝缘电阻应不小于 20 ΜΩ。

油气回收在线监测系统的电压试验。方法：电源端与接地之间应承受1000V 50Hz历时1s电压试验。评定标准：在环境温度为（ 15℃～35℃），相对湿度≤85%条件下，系统在1500V（有效值）、 50Hz正弦波实验电压下持续 1min，不应出现击穿或飞弧现象。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (4)

1.加油站油气回收在线监控系统的防爆评定方法,其特征在于：加油站油气回收在线监控系统包括传感器组件、控制所述传感器组件的采集控制器及与所述采集控制器相连接的站内监控平台；所述传感器组件包括设置在油罐管道上的管道压力传感器、设置在放空管上的油罐压力传感器和油罐温度传感器、设置在卸油区上的卸油区油气浓度传感器、设置在加油机上的油气流量传感器、设置在油气排放处理装置排气管上的处理装置排放浓度传感器；

所述的加油站油气回收在线监控系统的防爆评定方法，包括油气回收在线监测系统的防爆电气产品的防爆型式和危险区域适应性评定、油气回收在线监测系统本质安全电气系统评定；

对组成油气回收在线监控系统的防爆电气产品的防爆型式和危险区域适应性进行评定，主要包括：气体流量传感器、油气回收汽液比采集控制器、电磁阀、压力变送器、安全栅、可燃气体检测报警器和防爆接线盒；评定标准为：各部件防爆型式和危险区域适应性；油气回收在线监控系统部件防爆等级应满足ⅡA等级、T3组温度的最低要求；

对油气回收在线监测系统的结构组成、基本原理及整体构成系统防爆的原理框图和防爆认证情况进行审查，用图表及文字形式详细描述的系统工作原理和结构，列出防爆电气设备防爆参数一览表、各部件之间的关系及连接方式、标注所处的危险场所区域；提供相关防爆设备防爆合格证或检验报告；

油气回收在线监测系统本质安全电气系统评定，对本质安全电气系统组成设备的兼容性进行评定，具体方法及评定标准如下：

通过对两台设备的数据进行比较，确定两台设备的兼容性，按下列顺序进行比较：

a） 比较设备类别，如果设备的类别不同，则采用较低的类别；

b） 防爆等级比较，如果防爆等级不同，则该系统采用较低的防爆等级；

c） 确定危险场所安装设备温度组别，对于不同的使用条件，设备具有不同的温度组别，选择相关的温度并记录；

d） 应记录每一台设备允许的环境温度范围；

e） 电源的输出参数电压Uo、电流Io和功率Po与现场装置的输入参数Ui、Ii和Pi进行比较，并且输出参数不超过相关输入参数；

f） 确定允许的电缆参数，

从电源的允许输出电容Co减去现场装置的输入电容Ci得出允许的电缆电容Cc，即Cc＝Co－Ci，

从电源的允许输出电感Lo减去现场装置的输入电感Li得出允许的电缆电感Lc，即Lc＝Lo－Li，

如果现场装置的输入电感忽略不计，即Li小于Lo的1％，确定电缆的允许L/R比值Lc/Rc，取Lc/Rc等于电源的Lo/Ro比，

g） 检查接地绝缘等级是否合格，或者检查系统接地要求是否满足。

2.如权利要求1所述的加油站油气回收在线监控系统的防爆评定方法，其特征在于：所述采集控制器为汽液比采集控制器。

3.如权利要求1所述的加油站油气回收在线监控系统的防爆评定方法，其特征在于：所述站内监控平台包括在线监控系统控制台和数据处理终端。

4.如权利要求1所述的加油站油气回收在线监控系统的防爆评定方法，其特征在于：油气回收在线监测系统本质安全电气系统评定，评定方式是对本质安全电气系统的本安系统控制图进行审图。

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