CN115744801A - 加油站vocs油气在线监测管理平台 - Google Patents

Abstract

本发明公开了加油站VOCS油气在线监测管理平台，涉及油气监测技术领域，包括油罐监测模块、环境监测模块、渗漏监测模块以及油罐分析模块；油罐监测模块用于监测油罐的压力数据、液阻数据、排放浓度数据以及温度数据；油罐分析模块用于获取油罐的运行参数数据并进行油气威胁系数分析；若油气威胁系数≥预设威胁阈值，则判定油罐存在油气泄漏的风险，生成预警信号，以提示管理人员对油罐进行检修；同时在加油站运营过程中，通过环境监测模块和渗漏监测模块的定位，使得数据采集更加准确，管理者可通过监测主机查询到加油站各处的油气产生情况，监测更全面；并且通过可视数据，数据观察更加直观，从而方便维修人员的检修维护，提高检修效率。

Description

加油站VOCS油气在线监测管理平台

技术领域

本发明涉及油气监测技术领域，具体是加油站VOCS油气在线监测管理平台。

背景技术

近几年来，随着国内机动车数量的快速增长，汽油等汽车燃料的消耗量日益增多，成品油中的轻质组分具有较强的挥发性，在汽油运输、装卸和销售过程中，均会不同程度的会发出油品的蒸汽，即油气。油气逸散后会造成空气污染，且由于油气具有易燃易爆的特性，存在严重的安全隐患，会对加油站的安全运营造成威胁。

现有技术中，现有技术中，油气监测系统只能对加油机、油罐内的油气浓度进行监测，而由于油气的产生位置并非仅仅在于上述两处，因此现有的监测系统具有一定的局限性，难以反映加油站整体的油气产生情况；其次，现有的检测系统通常只能在油气浓度达到一定值后进行报警，而后由维护人员对指定位置人工检测，该过程繁琐，且耗时长，浪费人力；最后，现有的监测系统中，监测数据观察不直观；基于以上不足，本发明提出加油站VOCS油气在线监测管理平台。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出加油站VOCS油气在线监测管理平台。

为实现上述目的，根据本发明的第一方面的实施例提出加油站VOCS油气在线监测管理平台，包括油罐监测模块、环境监测模块、渗漏监测模块、监测主机、油罐分析模块、设备追踪模块以及设备防护模块；

所述油罐监测模块用于监测油罐的运行参数数据并将监测到的运行参数数据传输至监测主机，所述运行参数数据包括油罐的压力数据、液阻数据、排放浓度数据以及温度数据；

所述环境监测模块用于监测加油站的油气浓度数据并将油气浓度数据传输至监测主机，所述油气浓度数据包括外侧浓度数据、内部浓度数据以及排放浓度数据；所述渗漏监测模块包括对油罐的油罐渗漏监测、对管道的管道渗漏监测和对加油机的加油机渗漏监测；

所述油罐分析模块用于获取油罐的运行参数数据并进行油气威胁系数分析；若油气威胁系数WX≥预设威胁阈值，则判定油罐存在油气泄漏的风险，生成预警信号；以提示管理人员对油罐进行检修；

所述设备追踪模块用于对油罐进行检修追踪，当监测到油罐被检修时，记录检修信息并将检修信息打上时间戳传输到云平台进行实时存储；

所述设备防护模块与云平台相连接，用于对云平台内存储的带有时间戳的检修信息进行防护系数分析；若防护系数FH大于防护阈值，则生成设备防护信号；以提示管理人员更换新的油罐。

进一步地，所述油罐分析模块的具体分析步骤为：

获取油罐的运行参数数据，将油罐的压力数据、液阻数据、排放浓度数据以及温度数据依次标记为Ni、Zi、Pi以及Wi；

利用公式YXi＝Ni×a1+Zi×a2+Pi×a3+Wi×a4计算得到油罐的运行值YX，其中a1、a2、a3、a4均为系数因子；建立运行值YX随时间变化的曲线图；将运行值YX与预设运行阈值相比较；

若YX大于预设运行阈值，则在对应的曲线图中截取对应的曲线段并进行标注，记为威胁曲线段；在预设时间段内，统计威胁曲线段的数量为C1；将威胁曲线段上对应YX与预设运行阈值的差值对时间进行积分并进行求和得到威胁参考面积M1；利用公式WX＝C1×b1+M1×b2计算得到油气威胁系数WX，其中b1、b2均为系数因子。

进一步地，所述设备防护模块的具体分析方法为：

根据油罐标识，获取某个油罐在预设时间段内的所有检修信息；其中检修信息包括油罐标识、检修时长和对应的检修等级，检修等级由检修人员检修完成后上传至云平台；统计对应油罐的检修次数为C2；

将每个检修信息中的检修时长标记为Ti，检修等级标记为Di；利用公式JXi＝Ti×g1+Di×g2计算得到检修值JXi，其中g1、g2为系数因子；

将检修值JXi与检修阈值相比较，若JXi大于检修阈值，则反馈高危信号至设备防护模块；根据高危信号的出现情况对油罐的高危偏值YD进行评估；利用公式

计算得到对应油罐的防护系数FH，其中g7、g8均为系数因子。

进一步地，其中，高危偏值YD的具体评估过程为：

统计高危信号的出现次数为Pz，截取相邻高危信号之间的时间段为高危缓冲时段；统计高危缓冲时段内对应油罐的检修次数为高危缓冲频次Vi；

将高危缓冲频次Vi与缓冲阈值相比较；统计Vi小于缓冲阈值的次数为L1；当Vi小于缓冲阈值时，获取Vi与缓冲阈值的差值并求和得到差缓总值CH，利用公式CX＝L1×g3+CH×g4计算得到差缓系数CX，其中g3、g4为系数因子；利用公式YD＝Pz×g5+CX×g6计算得到对应油罐的高危偏值YD，其中g5、g6均为系数因子。

进一步地，所述油罐监测模块包括安装在油罐上的压力传感器、安装在油罐外侧的浓度传感器和安装在油罐上的温度传感器，其中，液阻数据由安装在油罐外侧管道上的压力传感器和压差传感器监测得到；

所述环境监测模块包括安装在加油站外侧的浓度传感器、加油站内部的浓度传感器和安装在加油站油气处理设备排放口的浓度传感器；所述渗漏监测模块包括安装在油罐底部、安装在输油管道外侧下部和安装在加油机内的油液渗漏检测仪。

进一步地，所述油罐监测模块、环境监测模块以及渗漏监测模块均通过数据采集器与所述监测主机连接，管理者通过监测主机查询加油站各处的油气产生情况。

进一步地，所述设备防护模块用于将设备防护信号传输至监测主机，监测主机接收到设备防护信号后控制报警模块发出警报，并将设备防护信号发送至管理人员的手机终端，提示管理人员更换新的油罐。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明中油罐监测模块用于监测油罐的压力数据、液阻数据、排放浓度数据以及温度数据；环境监测模块用于监测加油站的外侧浓度数据、内部浓度数据以及排放浓度数据；渗漏监测模块包括对油罐的油罐渗漏监测、对管道的管道渗漏监测和对加油机的加油机渗漏监测；油罐监测模块、环境监测模块以及渗漏监测模块均通过数据采集器与监测主机连接，管理者可通过监测主机查询到加油站各处的油气产生情况，监测更全面；

2、本发明中油罐分析模块用于获取油罐的运行参数数据并进行油气威胁系数分析；获取油罐的运行参数数据，计算得到油罐的运行值YX；建立运行值YX随时间变化的曲线图，将运行值YX与预设运行阈值相比较；根据运行值YX的时空变化情况计算得到油气威胁系数WX，若WX≥预设威胁阈值，则判定油罐存在油气泄漏的风险，生成预警信号；监测主机接收到预警信号后控制油罐停机，并控制报警模块发出警报，提示管理人员对油罐进行检修，从而提高监测效率，消弭油罐隐患；同时在加油站运营过程中，通过环境监测模块和渗漏监测模块的定位，使得数据采集更加准确，并且通过可视数据，数据观察更加直观，从而方便维修人员的检修维护，提高检修效率；

3、本发明中设备追踪模块用于对油罐进行检修追踪，当监测到油罐被检修时，记录检修信息；设备防护模块用于对云平台内存储的带有时间戳的检修信息进行防护系数分析；若防护系数FH大于防护阈值，则生成设备防护信号；监测主机接收到设备防护信号后控制报警模块发出警报，并将设备防护信号发送至管理人员的手机终端，提示管理人员更换新的油罐，从而提高加油站的安全。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明加油站VOCS油气在线监测管理平台的系统框图。

具体实施方式

下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，加油站VOCS油气在线监测管理平台，包括油罐监测模块、监测主机、环境监测模块、渗漏监测模块、油罐分析模块、报警模块、设备追踪模块、云平台以及设备防护模块；

油罐监测模块用于监测油罐的运行参数数据并将监测到的运行参数数据传输至监测主机，运行参数数据包括油罐的压力数据、液阻数据、排放浓度数据以及温度数据；

油罐监测模块包括安装在油罐上的压力传感器、安装在油罐外侧的浓度传感器和安装在油罐上的温度传感器，其中，液阻数据由安装在油罐外侧管道上的压力传感器和压差传感器监测得到；

环境监测模块用于监测加油站的油气浓度数据并将油气浓度数据传输至监测主机，油气浓度数据包括外侧浓度数据、内部浓度数据以及排放浓度数据；环境监测模块包括安装在加油站外侧的浓度传感器、加油站内部的浓度传感器和安装在加油站油气处理设备排放口的浓度传感器；

渗漏监测模块包括对油罐的油罐渗漏监测、对管道的管道渗漏监测和对加油机的加油机渗漏监测；渗漏监测模块包括安装在油罐底部、安装在输油管道外侧下部和安装在加油机内的油液渗漏检测仪；

油罐监测模块、环境监测模块以及渗漏监测模块均通过数据采集器与监测主机连接，管理者可通过监测主机查询到加油站各处的油气产生情况，监测更全面；

油罐分析模块与监测主机相连接，用于获取油罐的运行参数数据并进行油气威胁系数分析，具体分析步骤为：

获取油罐的运行参数数据，将油罐的压力数据、液阻数据、排放浓度数据以及温度数据依次标记为Ni、Zi、Pi以及Wi；

利用公式YXi＝Ni×a1+Zi×a2+Pi×a3+Wi×a4计算得到油罐的运行值YX，其中a1、a2、a3、a4均为系数因子；

建立运行值YX随时间变化的曲线图，将运行值YX与预设运行阈值相比较；若YX大于预设运行阈值，则在对应的曲线图中截取对应的曲线段并进行标注，记为威胁曲线段；

在预设时间段内，统计威胁曲线段的数量为C1；将威胁曲线段上对应YX与预设运行阈值的差值对时间进行积分并进行求和得到威胁参考面积M1；利用公式WX＝C1×b1+M1×b2计算得到油气威胁系数WX，其中b1、b2均为系数因子；将油气威胁系数WX与预设威胁阈值相比较，若WX≥预设威胁阈值，则判定油罐存在油气泄漏的风险，生成预警信号；

油罐分析模块用于将预警信号传输至监测主机，监测主机接收到预警信号后控制油罐停机，并控制报警模块发出警报，提示管理人员对油罐进行检修，从而提高监测效率，消弭油罐隐患；

在本实施例中，在加油站运营过程中，通过环境监测模块和渗漏监测模块的定位，使得数据采集更加准确，并且通过可视数据，数据观察更加直观，从而方便维修人员的检修维护，提高检修效率；

设备追踪模块用于对油罐进行检修追踪，当监测到油罐被检修时，记录检修信息并将检修信息打上时间戳传输到云平台进行实时存储；其中检修信息包括油罐标识、检修时长和对应的检修等级，检修等级由检修人员检修完成后上传至云平台，其中检修等级越高，则表示故障问题越严重；

设备防护模块与云平台相连接，用于对云平台内存储的带有时间戳的检修信息进行防护系数分析，具体分析方法为：

根据油罐标识，获取某个油罐在预设时间段内的所有检修信息；

统计对应油罐的检修次数为C2；将每个检修信息中的检修时长标记为Ti，检修等级标记为Di；利用公式JXi＝Ti×g1+Di×g2计算得到检修值JXi，其中g1、g2为系数因子；将检修值JXi与检修阈值相比较，若JXi大于检修阈值，则反馈高危信号至设备防护模块；

统计高危信号的出现次数为Pz，截取相邻高危信号之间的时间段为高危缓冲时段；统计高危缓冲时段内对应油罐的检修次数为高危缓冲频次Vi；

将高危缓冲频次Vi与缓冲阈值相比较；统计Vi小于缓冲阈值的次数为L1；当Vi小于缓冲阈值时，获取Vi与缓冲阈值的差值并求和得到差缓总值CH，利用公式CX＝L1×g3+CH×g4计算得到差缓系数CX，其中g3、g4为系数因子；利用公式YD＝Pz×g5+CX×g6计算得到对应油罐的高危偏值YD，其中g5、g6均为系数因子；

利用公式

计算得到对应油罐的防护系数FH，其中g7、g8均为系数因子；将防护系数FH与防护阈值相比较；若FH大于防护阈值，则生成设备防护信号；

设备防护模块用于将设备防护信号传输至监测主机，监测主机接收到设备防护信号后控制报警模块发出警报，并将设备防护信号发送至管理人员的手机终端，提示管理人员更换新的油罐，从而提高加油站的安全。

上述公式均是去除量纲取其数值计算，公式是由采集大量数据进行软件模拟得到最接近真实情况的一个公式，公式中的预设参数和预设阈值由本领域的技术人员根据实际情况设定或者大量数据模拟获得。

本发明的工作原理：

加油站VOCS油气在线监测管理平台，在工作时，油罐监测模块用于监测油罐的压力数据、液阻数据、排放浓度数据以及温度数据；环境监测模块用于监测加油站的外侧浓度数据、内部浓度数据以及排放浓度数据；渗漏监测模块包括对油罐的油罐渗漏监测、对管道的管道渗漏监测和对加油机的加油机渗漏监测；油罐监测模块、环境监测模块以及渗漏监测模块均通过数据采集器与监测主机连接，管理者可通过监测主机查询到加油站各处的油气产生情况，监测更全面；

油罐分析模块用于获取油罐的运行参数数据并进行油气威胁系数分析；获取油罐的运行参数数据，计算得到油罐的运行值YX；建立运行值YX随时间变化的曲线图，将运行值YX与预设运行阈值相比较；根据运行值YX的时空变化情况计算得到油气威胁系数WX，若WX≥预设威胁阈值，则判定油罐存在油气泄漏的风险，生成预警信号；监测主机接收到预警信号后控制油罐停机，并控制报警模块发出警报，提示管理人员对油罐进行检修，从而提高监测效率，消弭油罐隐患；同时在加油站运营过程中，通过环境监测模块和渗漏监测模块的定位，使得数据采集更加准确，并且通过可视数据，数据观察更加直观，从而方便维修人员的检修维护，提高检修效率；

设备追踪模块用于对油罐进行检修追踪，当监测到油罐被检修时，记录检修信息；设备防护模块用于对云平台内存储的带有时间戳的检修信息进行防护系数分析；若防护系数FH大于防护阈值，则生成设备防护信号；监测主机接收到设备防护信号后控制报警模块发出警报，并将设备防护信号发送至管理人员的手机终端，提示管理人员更换新的油罐，从而提高加油站的安全。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (7)

1.加油站VOCS油气在线监测管理平台，其特征在于，包括油罐监测模块、环境监测模块、渗漏监测模块、监测主机、油罐分析模块、设备追踪模块以及设备防护模块；

所述油罐监测模块用于监测油罐的运行参数数据并将监测到的运行参数数据传输至监测主机，所述运行参数数据包括油罐的压力数据、液阻数据、排放浓度数据以及温度数据；

所述环境监测模块用于监测加油站的油气浓度数据并将油气浓度数据传输至监测主机，所述油气浓度数据包括外侧浓度数据、内部浓度数据以及排放浓度数据；所述渗漏监测模块包括对油罐的油罐渗漏监测、对管道的管道渗漏监测和对加油机的加油机渗漏监测；

所述油罐分析模块用于获取油罐的运行参数数据并进行油气威胁系数分析；若油气威胁系数WX≥预设威胁阈值，则判定油罐存在油气泄漏的风险，生成预警信号；以提示管理人员对油罐进行检修；

所述设备追踪模块用于对油罐进行检修追踪，当监测到油罐被检修时，记录检修信息并将检修信息打上时间戳传输到云平台进行实时存储；

所述设备防护模块与云平台相连接，用于对云平台内存储的带有时间戳的检修信息进行防护系数分析；若防护系数FH大于防护阈值，则生成设备防护信号；以提示管理人员更换新的油罐。

2.根据权利要求1所述的加油站VOCS油气在线监测管理平台，其特征在于，所述油罐分析模块的具体分析步骤为：

获取油罐的运行参数数据，将油罐的压力数据、液阻数据、排放浓度数据以及温度数据依次标记为Ni、Zi、Pi以及Wi；

利用公式YXi＝Ni×a1+Zi×a2+Pi×a3+Wi×a4计算得到油罐的运行值YX，其中a1、a2、a3、a4均为系数因子；建立运行值YX随时间变化的曲线图；将运行值YX与预设运行阈值相比较；

若YX大于预设运行阈值，则在对应的曲线图中截取对应的曲线段并进行标注，记为威胁曲线段；在预设时间段内，统计威胁曲线段的数量为C1；将威胁曲线段上对应YX与预设运行阈值的差值对时间进行积分并进行求和得到威胁参考面积M1；利用公式WX＝C1×b1+M1×b2计算得到油气威胁系数WX，其中b1、b2均为系数因子。

3.根据权利要求1所述的加油站VOCS油气在线监测管理平台，其特征在于，所述设备防护模块的具体分析方法为：

根据油罐标识，获取某个油罐在预设时间段内的所有检修信息；其中检修信息包括油罐标识、检修时长和对应的检修等级，检修等级由检修人员检修完成后上传至云平台；统计对应油罐的检修次数为C2；

将每个检修信息中的检修时长标记为Ti，检修等级标记为Di；利用公式JXi＝Ti×g1+Di×g2计算得到检修值JXi，其中g1、g2为系数因子；

将检修值JXi与检修阈值相比较，若JXi大于检修阈值，则反馈高危信号至设备防护模块；根据高危信号的出现情况对油罐的高危偏值YD进行评估；利用公式

计算得到对应油罐的防护系数FH，其中g7、g8均为系数因子。

4.根据权利要求3所述的加油站VOCS油气在线监测管理平台，其特征在于，其中，高危偏值YD的具体评估过程为：

统计高危信号的出现次数为Pz，截取相邻高危信号之间的时间段为高危缓冲时段；统计高危缓冲时段内对应油罐的检修次数为高危缓冲频次Vi；

将高危缓冲频次Vi与缓冲阈值相比较；统计Vi小于缓冲阈值的次数为L1；当Vi小于缓冲阈值时，获取Vi与缓冲阈值的差值并求和得到差缓总值CH，利用公式CX＝L1×g3+CH×g4计算得到差缓系数CX，其中g3、g4为系数因子；利用公式YD＝Pz×g5+CX×g6计算得到对应油罐的高危偏值YD，其中g5、g6均为系数因子。

5.根据权利要求1所述的加油站VOCS油气在线监测管理平台，其特征在于，所述油罐监测模块包括安装在油罐上的压力传感器、安装在油罐外侧的浓度传感器和安装在油罐上的温度传感器，其中，液阻数据由安装在油罐外侧管道上的压力传感器和压差传感器监测得到；

所述环境监测模块包括安装在加油站外侧的浓度传感器、加油站内部的浓度传感器和安装在加油站油气处理设备排放口的浓度传感器；所述渗漏监测模块包括安装在油罐底部、安装在输油管道外侧下部和安装在加油机内的油液渗漏检测仪。

6.根据权利要求5所述的加油站VOCS油气在线监测管理平台，其特征在于，所述油罐监测模块、环境监测模块以及渗漏监测模块均通过数据采集器与所述监测主机连接，管理者通过监测主机查询加油站各处的油气产生情况。

7.根据权利要求1所述的加油站VOCS油气在线监测管理平台，其特征在于，所述设备防护模块用于将设备防护信号传输至监测主机，监测主机接收到设备防护信号后控制报警模块发出警报，并将设备防护信号发送至管理人员的手机终端，提示管理人员更换新的油罐。

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