CN113740006A - 一种油气回收系统的检测装置及其应用和检测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种油气回收系统的检测装置及其应用和检测方法，该检测装置包括用于供氮装置、油气回收系统的管线、油气分离罐、液位计、液体流量计、气体流量计和自动控制系统；所述油气分离罐的油气混合物进口连接有旋流器，所述油气分离罐包括用于接收液体的下罐和用于接收气体的上罐；下罐与分别液体流量计和液位计连接，上罐与气体流量计连接。该装置将原有的密闭性检测仪、液阻检测仪和气液比检测仪结合成一体，减少系统体积和质量的同时，还降低了成本。本发明的检测方法可以检测油气回收系统的密闭性、液阻和气液比，通过旋流器分离气体和液体，提高气液比的准确度。该装置能应用在加油站油气回收系统、油罐车油气回收系统和油库油气回收系统。
Description
技术领域
本发明涉及油气回收系统的检测技术领域，具体涉及一种油气回收系统的检测装置及其应用和检测方法。
背景技术
油气回收是石油化工领域的节能环保型高新技术，运用油气回收技术能够回收在储运、装卸油品过程中排放的油气，防止油气挥发造成的大气污染，消除安全隐患，提高对能源的利用率，减小经济损失，从而得到可观的经济效益。
密闭性、液阻和气液比三项限值指标是控制油气排放和鉴定油气回收系统油气回收效果的关键技术和重要的评估数据。但无论欧美油气回收系统的检测系统还是ISD油气在线监测系统，都只实现部分指标的检测，都只能检测出油罐压力和加油枪气液比两项指标，功能单一，前两种所采用的流量测量方法为截流式测量方式，在测量时，压损大，误差也相对较大。在线监测系统虽然可以实时对相应指标进行实时的检测，及时的发现回收系统中的故障，能够更好的提高油气回收效率，但其成本高，价格昂贵，且只能用于已经运营的加油站进行监测。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明的目的之一在于提供一种油气回收系统的检测装置，能同时检测油气回收系统的密闭性、液阻和气液比，还能减少气液比结果的误差；本发明的目的之二在于提供一种油气回收系统的检测方法，能同时检测密封性、液阻和气液比，通过旋流器分离气体和液体，提高气液比的准确度；本发明的目的之三在于提供一种油气回收系统的检测装置的应用。
本发明的目的之一采用如下技术方案实现：
一种油气回收系统的检测装置，包括用于供氮装置、油气回收系统的管线、油气分离罐、液位计、液体流量计、气体流量计和自动控制系统；所述管线的油气出口与油气分离罐的油气进口连接，所述供氮装置的出气口与所述管线的进气口连接；所述管线的出气口连接有液阻压力表和压力传感器；
所述油气分离罐的油气混合物进口连接有旋流器，所述油气分离罐包括用于接收液体的下罐和用于接收气体的上罐；下罐与分别液体流量计和液位计连接，上罐与气体流量计连接；自动控制系统分别与油气分析装置、油气分离罐、液位计、液体流量计和气体流量计电连接。
进一步，所述油气回收系统的检测装置还包括压差传感器和温度传感器，所述管线、所述温度传感器和所述压差传感器依次连接，所述压差传感器和所述温度传感器均与所述所述自动控制系统电连接。
再进一步，所述油气回收系统的检测装置还包括捕滴器，捕滴器设置在所述上罐的内部。捕滴器用于分离气体中所含水雾成分，提高气体的纯净度，从而提高气液比结果的准确度。
进一步，所述油气回收系统的检测装置还包括消泡器，消泡器设置在所述下罐的内部。消泡器利用离心力来破碎在分离过程中产生的泡沫，使气液分离，高速旋转模块提供的剪切力快速撕碎气泡，气泡释放出的液体立即被离心力摔向器壁，并压缩为液流重新回到下罐中，减少逃液损失。
再进一步，所述油气回收系统的检测装置还包括氮气阀门和油气进口阀门，氮气阀门设置在所述供氮装置和所述管线之间，油气阀门设置在所述管线与所述油气分离罐之间。
进一步，所述油气回收系统的检测装置还包括泄压阀，泄压阀设置在所述管线。
再进一步，所述油气回收系统的检测装置还包括报警装置，报警装置与所述自动控制系统连接。
本发明的目的之二采用如下技术方案实现：
一种油气回收系统的检测方法，基于上述的油气回收系统的检测装置，包括以下步骤：
1)检测管线的密闭性：供氮装置向管线充入氮气，通过压力传感器检测在规定时间内的压力变化值，并将结果以电信号的形式传送至自动控制系统，若测定的压力变化值大于最大剩余压力限值，则说明管线密闭性符合标准；若管线的密封性不符合标准，则开启报警装置通知技术人员检查泄露情况；
2)检测管线的液阻：供氮装置向管线充入规定量的氮气，用液阻压力表检测氮气通过管线的液体阻力，并将结果以电信号的形式传送至自动控制系统，若测定的压力值小于最大压力限值，则说明液阻不影响油气回收；若管线的液阻不符合标准，说明管线出现堵塞不畅通，则开启报警装置通知技术人员疏通管线；其中，在测试管线的密闭性和液阻时，停止向管线通入油气混合物；
3)油气混合物进入油气分离罐，通过旋流器分离气体和液体，气体进入上罐，液体进入下罐；
4)进入下罐的液体通过液体流量计和液位计，得出液体的流量和液位参数，并将数据以电信号的形式传送给自动控制系统；
5)进入上罐的气体通过气体流量计，测量出气体的流量，并将数据以电信号的形式传送给自动控制系统；
6)自动控制系统根据步骤4)所得的液体流量与步骤5)所得的气体流量计算得到气液比，若气液比在规定范围内，则符合规定。
进一步，步骤3)中，油气混合物在进入所述油气分离罐之前，经过温度传感器和压差传感器，并将数据传输至自动控制系统，在步骤6)中，自动控制系统在计算气液比后，结合温度、压力与气液比的关系，得到校正后的气液比。
本发明的目的之三采用如下技术方案实现：
一种如上述的油气回收系统的检测装置的应用，所述油气回收的检测装置应用在加油站油气回收系统、油罐车回收系统和油库油气回收系统。
相比现有技术，本发明的有益效果在于：
(1)本发明的油气回收系统的检测装置是用于检测油气回收系统的工作情况，是将原有的密闭性检测仪、液阻检测仪和气液比检测仪结合成一体，采用同一自动控制系统控制，减少系统体积和质量的同时，还降低了成本，还可以选择不同位置进行检测。具体原理为：通过检测供氮装置泵入氮气到管线中，通过液阻压力表测出管线的液阻，判断管线液阻参数是否符合标准。或将氮气通入氮气后通过压力传感器检测压力值在规定时间的变化值，若变化值大于最小剩余压力限值，则说明密闭性良好。待确定液阻和密闭性符合标准后，使油气混合物从管线通入油气分离罐，旋流器将油气混合物中气体和液体分离，气体进入上罐，液体进入下罐，上罐内的气体通过气体流量计，得到气体流量；下罐内的液体通过液体流量计，得到液体流量；再由自动控制系统根据气体流量和液体流量计算气液比，从而得到气液比是否符合标准；本发明的检测装置可用于测试动流和临界流，旋流器能加速液体的流动，减轻液体流经如阀口、弯管、通流截面变化等局部阻力引起的压力损失，能降低液体摩擦或避免造成质点碰撞所产生局部能量损失；再将气体和液体分离后再分别测量其流量，减少测得的气液比的误差。
(2)本发明的油气回收系统的检测装置还设有报警装置，若自动控制系统检测到液阻和/或气液比不符合规定，则开启报警装置，提示检测管线的泄露情况。
(3)本发明的油气回收系统的检测装置还包括压差传感器和温度传感器，在油气混合物进入油气分离罐时，检测油气混合物的压力和温度，并将数据传输至自动控制系统，自动控制系统根据压力、温度与流量的关系，校正气液比的数值，减少因温度和压力对气液比的误差，提高结果的准确度。
(4)本发明的检测方法是通过供氮装置像管线泵入氮气，再通过液阻压力表计算得出管线实时的液阻，或通过压力传感器来检测在规定时间内压力的变化值，从而可判断油气回收系统的管线是否符合液阻和密封性的标准。待符合液阻和密封性的标准后，再将油气混合物通过旋流器分离为气体和液体，分别测量其流量，再由自动控制系统测量其气液比，然后判断是否符合标准。本发明的检测方法可用于检测动流和临界流，旋流器在分离气体和液体的同时，还能液体在下罐和管线的流动，从而降低压损，减少液体流量的误差，从而提高气液比的精确度。
(5)本发明的油气回收系统的检测装置可应用于油气回收系统的不同位置，如加油站油气回收系统、油罐车油气回收系统和油库油气回收系统等。针对不同位置的油气回收系统，液阻、密闭性和气液比标准均需作适应性调整。
附图说明
图1为本发明的检测装置的连接示意图；
图2为实施例1的检测装置连接示意图；
图3为实施例1的测试密闭性的流程图；
图4为实施例1的测试液阻的流程图。
具体实施方式
下面，结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。
如图1所示，本发明提供一种油气回收系统的检测装置，包括用于供氮装置、油气回收系统的管线、油气分离罐、液位计、液体流量计、气体流量计和自动控制系统；所述管线的油气出口与油气分离罐的油气进口连接，所述供氮装置的出气口与所述管线的进气口连接；所述管线的出气口连接有液阻压力表和压力传感器；
所述油气分离罐的油气混合物进口连接有旋流器，所述油气分离罐包括用于接收液体的下罐和用于接收气体的上罐；下罐与分别液体流量计和液位计连接，上罐与气体流量计连接；自动控制系统分别与油气分析装置、油气分离罐、液位计、液体流量计和气体流量计电连接。
本发明的检测装置是基于现有的油气回收系统所设置的，根据油气回收位置的不同可以分为：加油站油气回收系统、油罐车油气回收系统和油库油气回收系统。采用油气回收系统将油气回收再利用是解决环境问题、安全问题及能源浪费的重要措施之一，而油气回收系统的密闭性是油气的成功回收和再次利用的关键技术，所以需要设置供氮装置泵入氮气，然后使用压力传感器来检查油气回收系统管线的密闭性。本发明将油气混合物分离后分别计算气体流量、液体流量和液位，通过自动控制系统实时监测油气回收系统的气液比，可以实时判断油气回收系统回气量、密闭性和液阻是否合格。具体地，自动控制系统包括压力传感器模块、显示器模块、控制系统模块和报警系统模块，能完成油气回收系统的自动化、智能化、数字化检测。
进一步，所述油气回收系统的检测装置还包括压差传感器和温度传感器，所述管线、所述温度传感器和所述压差传感器依次连接，所述压差传感器和所述温度传感器均与所述所述自动控制系统电连接。已知温度恒定时，随着压力的增加，气态会向液态转化；压力减小，液态向气态转化。加入温度和压力能得到更准确的气液比。
再进一步，所述油气回收系统的检测装置还包括捕滴器，捕滴器设置在所述上罐的内部。捕滴器用于分离气体中所含水雾成分，提高气体的纯净度，从而提高气液比结果的准确度。
进一步，所述油气回收系统的检测装置还包括消泡器，消泡器设置在所述下罐的内部。消泡器利用离心力来破碎在分离过程中产生的泡沫，使气液分离，高速旋转模块提供的剪切力快速撕碎气泡，气泡释放出的液体立即被离心力摔向器壁，并压缩为液流重新回到下罐中，减少逃液损失。
再进一步，所述油气回收系统的检测装置还包括氮气阀门和油气进口阀门，氮气阀门设置在所述供氮装置和所述管线之间，油气阀门设置在所述管线与所述油气分离罐之间。
进一步，所述油气回收系统的检测装置还包括泄压阀，泄压阀设置在所述管线。泄压阀用于将充入的氮气排出，使管线内气压维持在常压。
再进一步，所述油气回收系统的检测装置还包括报警装置，报警装置与所述自动控制系统连接。报警装置用于提醒技术人员密闭性、液阻和气液比不符合规定的情况，使技术人员及时应对油气回收系统泄露和堵塞等不良情况。
实施例1
一种油气回收系统的检测装置，如图2所示，包括用于供氮装置、油气回收系统的管线、油气分离罐、液位计、液体流量计、气体流量计、自动控制系统和报警装置；所述管线的油气出口与油气分离罐的油气进口连接，所述管线的油气出口还分别与温度传感器和压差传感器连接，所述供氮装置的出气口与所述管线的进气口连接；所述管线的出气口连接有液阻压力表和压力传感器；
所述油气分离罐的油气混合物进口连接有旋流器，所述油气分离罐包括用于接收液体的下罐和用于接收气体的上罐；下罐与分别液体流量计和液位计连接，上罐与气体流量计连接；自动控制系统分别与油气分析装置、油气分离罐、液位计、液体流量计、气体流量计信号和报警装置连接。
一种油气回收系统的检测方法，基于上述的油气回收系统的检测装置，包括以下步骤：
1)检测管线的密闭性：如图3所示，供氮装置向管线充入氮气，使管线内的压力达到500Pa，自动控制系统关闭管线的电磁阀，同时用管夹夹住入气管道，5min后再通过压力传感器检测剩余压力值，与GB20952-2007表2的最小剩余压力限值进行比较，如果低于限值，说明油气回收系统些泄露程度超过允许范围，开启报警装置通知技术人员检查泄露情况；否则说明泄露情况符合标准；
2)检测管线的液阻：如图4所示，供氮装置向管线充入规定量的氮气，用液阻压力表检测氮气通过管线的液体阻力，并将结果以电信号的形式传送至自动控制系统，若测定的压力值小于最大压力限值，则说明液阻不影响油气回收；若管线的液阻不符合标准，说明管线出现堵塞不畅通，则开启报警装置通知技术人员疏通管线；其中，在测试管线的密闭性和液阻时，停止向管线通入油气混合物；
3)油气混合物经过温度传感器和压力传感器，并检测出油气混合物的温度和压力参数，并将其以电信号的形式传输至自动控制系统；
4)油气混合物进入油气分离罐，通过旋流器分离气体和液体，气体进入上罐，气体在上罐内通过捕滴器，将气体中的水分去除；液体进入下罐，液体通过消泡器，减少因产生泡沫而造成的逃液损失；
5)进入下罐的液体通过液体流量计和液位计，得出液体的流量和液位参数，并将数据以电信号的形式传送给自动控制系统；
6)进入上罐的气体通过气体流量计，测量出气体的流量，并将数据以电信号的形式传送给自动控制系统；
7)自动控制系统根据步骤5)所得的液体流量与步骤6)所得的气体流量计算得到气液比，再结合步骤3)所得的油气混合物的温度和压力，通过理想气体状态方程PV＝nRT(p为压强(Pa)，V为气体体积(m3)，T为温度(K)，n为气体的物质的量(mol)，R为摩尔气体常数(也叫普适气体恒量)(J/(mol.K)))和伯努利方程：p+1/2pv2+pgh＝C(式中，p为流体中某点的压强，v为流体该点的流速，ρ为流体密度，g为重力加速度，h为该点所在高度，C是一个常量。)，通过上面两个方程来验证所测量得到的液体流量和气体流量与计算得到的液体流量与气体流量的差值，若误差大于0.2，则重复步骤6)，若测试得到的气液比在1.0～1.2范围内，则符合规定。
具体地，液阻是指凝析液体滞留在油气管线内或因其他原因造成气体通过管线时的阻力，在规定条件下，以氮气通过油气回收管线时的压力损失值表示，其值应小于表1中规定的最大压力限值。
表1加油站油气回收管线液阻最大压力限值
| 通入氮气流量(L/min) | 最大压力限值/Pa |
| 1818 | 40 |
| 20 | 90 |
| 38 | 155 |
密闭性是指油气回收系统在一定压力状态下的密闭程度，用规定条件下的油罐及油气回收管线的剩余压力值表示，详见GB20952-2007中的表2。
气液比是指加油时收集的油气体积与同时加入油箱内的汽油体积的比值。各种油气回收系统的气液比均应在大于等于1.0和小于等于1.2范围内，但对气液比进行检测时的检测值应符合技术评估报告给出的范围。
本实施例的检测装置和方法可应用在加油站油气回收系统、油罐车回收系统和油库油气回收系统。
上述实施方式仅为本发明的优选实施方式，不能以此来限定本发明保护的范围，本领域的技术人员在本发明的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本发明所要求保护的范围。
Claims (10)
1.一种油气回收系统的检测装置，其特征在于，包括供氮装置、管线、油气分离罐、液位计、液体流量计、气体流量计和自动控制系统；所述管线的油气出口与油气分离罐的油气进口连接，所述供氮装置的出气口与所述管线的进气口连接；所述管线的出气口连接有液阻压力表和压力传感器；
所述油气分离罐的油气进口连接有旋流器，所述油气分离罐包括用于接收液体的下罐和用于接收气体的上罐；下罐与分别液体流量计和液位计连接，上罐与气体流量计连接；自动控制系统分别与油气分离罐、液位计、液体流量计和气体流量计电连接。
2.如权利要求1所述的油气回收系统的检测装置，其特征在于，所述油气回收系统的检测装置还包括压差传感器和温度传感器，所述管线、所述温度传感器和所述压差传感器依次连接，所述压差传感器和所述温度传感器均与所述所述自动控制系统电连接。
3.如权利要求1所述的油气回收系统的检测装置，其特征在于，所述油气回收系统的检测装置还包括捕滴器，所述捕滴器设置在所述上罐的内部。
4.如权利要求1所述的油气回收系统的检测装置，其特征在于，所述油气回收系统的检测装置还包括消泡器，所述消泡器设置在所述下罐的内部。
5.如权利要求1所述的油气回收系统的检测装置，其特征在于，所述油气回收系统的检测装置还包括氮气阀门和油气进口阀门，氮气阀门设置在所述供氮装置和所述管线之间，油气阀门设置在所述管线与所述油气分离罐之间。
6.如权利要求1所述的油气回收系统的检测装置，其特征在于，所述油气回收系统的检测装置还包括泄压阀，泄压阀设置在所述管线。
7.如权利要求1所述的油气回收系统的检测装置，其特征在于，所述油气回收系统的检测装置还包括报警装置，报警装置与所述自动控制系统连接。
8.一种油气回收系统的检测方法，其特征在于，基于权利要求1～7任一项所述的油气回收系统的检测装置，包括以下步骤：
1)检测管线的密闭性：供氮装置向管线充入氮气，通过压力传感器检测在规定时间内的压力变化值，并将结果以电信号的形式传送至自动控制系统，若测定的压力变化值大于最大剩余压力限值，则说明管线密闭性符合标准；
2)检测管线的液阻：供氮装置向管线充入规定量的氮气，用液阻压力表检测氮气通过管线的液体阻力，并将结果以电信号的形式传送至自动控制系统，若测定的压力值小于最大压力限值，则说明液阻不影响油气回收；其中，在测试管线的密闭性和液阻时，停止向管线通入油气混合物；
3)油气混合物进入油气分离罐，通过旋流器分离气体和液体，气体进入上罐，液体进入下罐；
4)进入下罐的液体通过液体流量计和液位计，得出液体的流量和液位参数，并将数据以电信号的形式传送给自动控制系统；
5)进入上罐的气体通过气体流量计，测量出气体的流量，并将数据以电信号的形式传送给自动控制系统；
6)自动控制系统根据步骤4)所得的液体流量与步骤5)所得的气体流量计算得到气液比，若气液比在规定范围内，则符合规定。
9.如权利要求8所述的油气回收系统的检测方法，其特征在于，步骤3)中，油气混合物在进入所述油气分离罐之前，经过温度传感器和压差传感器，并将数据传输至自动控制系统，在步骤6)中，自动控制系统在计算气液比后，结合温度、压力与气液比的关系，得到校正后的气液比。
10.一种如权利要求1～7任一项所述的油气回收系统的检测装置的应用，其特征在于，所述油气回收的检测装置应用在加油站油气回收系统、油罐车回收系统和油库油气回收系统。
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| CN114354235A (zh) * | 2022-01-13 | 2022-04-15 | 日照惠明机械设备有限公司 | 三次油气回收测试台及测试方法 |
| CN114354235B (zh) * | 2022-01-13 | 2024-05-07 | 日照惠明机械设备有限公司 | 三次油气回收测试台及测试方法 |
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