CN210656133U

CN210656133U - 一种油气回收在线监测装置

Info

Publication number: CN210656133U
Application number: CN201921002033.4U
Authority: CN
Inventors: 黄建彪; 王莉; 孙宏泉; 邓君; 金磊
Original assignee: Beijing Far East Instrument Co ltd
Current assignee: Beijing Far East Instrument Co ltd
Priority date: 2019-06-28
Filing date: 2019-06-28
Publication date: 2020-06-02
Anticipated expiration: 2029-06-28

Abstract

本实用新型属于油气回收技术领域，涉及一种油气回收在线监测装置。本实用新型结合加油站运营的实际情况，提出以加油机为单位的设备配置方案，为每台加油机添加1个油气回收控制器、2个电磁阀、2个气体流量计等构成一个闭环控制系统，通过杜尔泵控制和电磁阀控制相结合的方法，实现气液比的控制与调整，充分利用了加油站原有的油气回收设备，解决了传统方案资源配置过剩的问题和系统只测量不控制的不足，降低改造空间的需求，降低改造成本。

Description

一种油气回收在线监测装置

技术领域

本实用新型属于油气回收技术领域，涉及一种油气回收在线监测装置。

背景技术

近年来，随着我国经济的快速发展，大量化石能源的使用导致我国大气污染日渐严重。雾霾已经成为人们生活的困扰，挥发性有机物(VOCs)就是雾霾成分颗粒之一，是在室温以气态分子的形态排放到空气中的所有有机化合物的总称，它不仅本身具有较强毒性，还影响全国区域大气复合污染。

我国作为全球制造业大国，每年VOCs排放量高达3000多万吨，居世界首位，VOCs排放量呈快速增长态势，对区域复合型大气污染影响较大，因此，VOCs的监测和治理迫在眉睫。

为全面加强挥发性有机物(VOCs)的监测和治理，改善空气质量，我国先后出台了《“十三五”挥发性有机物污染防治工作方案》、《重点行业挥发性有机物削减行动计划》、《“十三五”节能减排综合工作方案》、《大气VOCs在线监测系统评估工作指南》、《2018年重点地区环境空气挥发性有机物监测方案》等文件。其中，方案对VOCs监测城市、监测项目、时间频次及操作规程等做了详细规定。为打好“蓝天保卫战”，全国各地都在加强VOCs监测排放整治工作。目前，已有北京、上海等17个省份开征VOCs排污费，上海、天津、深圳等城市要求在线监测。

加油站作为油储运销的重要行业，加油、卸油、储存过程中挥发的油气是排放整治的重点对象。为响应国家蓝天保卫计划及环保相关规定，针对加油站，北京远东仪表有限公司研发一种具有远程监视和控制的加油站油气回收在线监测系统，实现对加油站油气回收过程和排放浓度的在线监测与控制，以减低油气排放，减少对空气的污染。

传统的油气回收方案有两种，一种是基于NP泵的，另一种是基于杜尔泵的。如图1所示，基于NP泵的油气回收方案，由油气回收控制器、NP泵和NP泵驱动器等组成，即在加油机底部的回气管道上加装通过频率控制转速的真空泵(NP泵)，为加油枪气体回路提供动力，油气回收控制器读取加油枪的编码器脉冲信号后，通过频率跟踪等方法，将真空泵的输出频率进行同步调整(通常是比例调节)，使得气液比可以控制在一定的范围内。

传统的油气回收方案以加油枪的输入脉冲(即加油枪的编码器脉冲信号)为依据，进行控制，属于一种开环控制。

而基于杜尔泵的油气回收方案，则要靠加油枪和油气分离器上的气体调节阀进行流量调节，更糟糕的是，现场竟只引出抬枪信号以控制杜尔泵的启停，即还没有加油就开始抽气了，完全没有气液比的概念。可怕的是，老的加油站，基本上都是基于杜尔泵的油气回收方法进行二次油气回收改造的加油机。

现有的油气回收在线监测方案，在传统的基于NP泵的油气回收方案中，加入气体流量计，实现油气体积计量，以加油枪的编码器脉冲信号为依据，使用频率跟踪等方法，调整NP泵的驱动频率，实现气液比调整，如图2所示。为每把加油枪单独配置1台NP泵和1台气体流量计，利用NP泵进行油气的回收，使用安装在负压区的涡街流量计(属于一种气体流量计)进行油气体积的计量。加油的体积则从加油机内部的原始数控机(简称加油机内部数控机)上采集得到，由加油站室内工控机完成气液比的计算与显示。

以上所述现有技术存在以下缺点：

1、现有技术方案中使用的油气回收控制器，需要人工调整油气回收控制器的比例，人工测试合格之后投入运行，属于开环控制，不能保证稳定性，运行一段时间之后，就要人为重新设定油气回收控制器，才能保证气液比达标。

2、现有技术方案要求每把加油枪都要单独配置一个真空泵和一个气体流量计，没有考虑到实际运行情况，1台加油机只有两个加油车位(加油机车位)，1台加油机最多只能2把加油枪同时加油，单独配置气体流量计的方案，设备占用空间大，改造成本高，许多加油站难以满足改造的要求，难普及和推广。

3、现有技术方案使用频率控制转速的真空泵(可以是NP泵)，无法使用加油站现有的油气回收系统，造成资源的浪费。

在专利：二次油气回收在线监测调节装置(申请号为：201420397124.3)中，公开了以下现有技术方案：

专利中的技术方案使用流量计、调节阀、变送器、数据采集器、和工控机等构成系统，调节阀可通过线圈电流调节开度，数据采集器可接收4路气体流量计脉冲、4路加油脉冲信号、输出4路阀门输出、4路继电器输出，最多兼容4枪加油机。

以上现有技术二存在以下缺点

其明确指出具有4路气体流量计输入，最多兼容4枪加油机，由此可见其实现方式，并没有破除传统的“一对一”方案，即其方案实施依然要求对一把加油枪添加一个气体流量计进行测量，严重的本本主义，没有从实际出发，存在资源过度配置的浪费问题，而市面上所见的调节阀的尺寸都不小，每把加油枪都配置一个调节阀，对加油机内部改造空间要求显得十分苛刻，是一种难以实施的方案，难以对现有加油机实施改造。

本专利用到的部分术语如下所示：

1、油气：加油站加注、卸载和储存汽油过程中产生的挥发性有机物(非甲烷总烃)

2、气液比：加油时回收的油气体积与同步加油体积的比值。

3、杜尔泵：一种频率固定的泵，给电就工作。

4、NP泵：一种可用频率进行速度控制的泵。

实用新型内容

本实用新型结合了加油站运营的实际情况，提出以加油机车位为单位的设备配置方案，对加油站油气回收在线监测系统进行改造，最大限度地利用了加油站现有的油气回收设备，提高了设备使用率，节省了改造空间，降低了改造成本。

针对传统方案中，油气回收控制器需要人为调整比例，以实现气液比控制的不足，使用了闭环控制思想，将实际的气体流量用气体流量计采集回来，构成一个闭环控制系统，以实现气液比的控制与调整，解决现有方案中只测量不控制的不足。

针对传统方案中，每把加油枪都要单独配置一个真空泵和一个气体流量计的不足，提出了以加油机车位为单位的改造方案，利用现有油气回收设备中的杜尔泵进行油气回收，为每个加油机车位配置1个泵头、1个气体流量计、1个电磁阀即实现改造，在现有的油气回收设备的基础上，添加气体流量计作为反馈信号，添加杜尔泵控制器，和电磁阀，通过对电磁阀和杜尔泵的启动或停止，实现气液比的调整，具体技术方案如下。

一种油气回收在线监测装置，所述油气回收在线监测装置布置于加油站中，所述油气回收在线监测装置包括：油气回收罐(位于油气回收罐区，简称回收罐)、油气回收控制器、杜尔泵、阀/泵驱动器、气体流量计和电磁阀；

在所述加油站中布置若干台加油机和油气回收罐；

对于每台加油机，设置一台油气回收控制器、一台杜尔泵和一台阀/泵驱动器；

所述杜尔泵包括：杜尔泵电机和两个泵头；

所述阀/泵驱动器包括：两个阀驱动器和一个泵驱动器；

所述杜尔泵电机与两个泵头均连接；

所述杜尔泵通过泵驱动器与油气回收控制器连接；

每台加油机旁对应两个加油机车位；每个加油机车位(加油车位)设有与加油机连接的若干把加油枪；

两个泵头分别对应每台加油机旁的两个加油机车位；

两个电磁阀分别对应每台加油机旁的两个加油机车位；

对于每个加油机车位，设置一台气体流量计和一台电磁阀；

所述每个加油机车位的若干把加油枪均与对应加油机车位的电磁阀连接；

每个加油机车位的电磁阀与对应加油机车位的泵头连接；

所述每个加油机车位的泵头与对应加油机车位的气体流量计连接；

加油站中的气体流量计均与油气回收罐连接；

所述两个电磁阀分别通过两个阀驱动器与对应加油机的油气回收控制器连接；

所述每台加油机的气体流量计均与对应加油机的油气回收控制器连接；

每台加油机的加油枪均与每台加油机的油气回收控制器连接。

在上述技术方案的基础上，在所述气体流量计与油气回收控制器之间设置安全栅。

在上述技术方案的基础上，所述气体流量计为气体腰轮流量计。

本实用新型的有益技术效果如下：

本实用新型结合了加油站运营的实际情况，提出以加油机为单位的设备配置方案，为每台加油机添加1个油气回收控制器、2个电磁阀、2个气体流量计等构成一个闭环控制系统，通过杜尔泵控制和电磁阀控制相结合的方法，实现气液比的控制与调整，充分利用了加油站原有的油气回收设备，解决了传统方案资源配置过剩的问题和系统只测量不控制的不足，降低改造空间的需求，降低改造成本。

针对常见的4枪机而言，相比传统方案，本方案要节省2个气体流量计、4个NP泵和4个NP泵驱动器，极大地节省了加油机的改造安装空间和成本。

附图说明

本实用新型有如下附图：

图1为现有技术中的油气回收在线监测结构一示意框图；

图2为现有技术中的油气回收在线监测结构二示意框图；

图3为本实用新型部分结构示意框图一；

图4为本实用新型部分结构示意框图二；

图5为一个加油机车位加油的部分结构示意框图；

图6为两个加油机车位同时加油的部分结构示意框图。

具体实施方式

以下结合附图和实施例对本实用新型做进一步详细说明。

本实用新型以加油机车位为基础进行系统考虑，在原有的油气回收设备基础上，为每台加油机添加1个油气回收控制器、2台气体流量计、2个电磁阀、1个阀/泵驱动器(即2个阀驱动器和1个泵驱动器)，即可实现油气回收在线监测与控制功能。以下以最常见的4枪加油机为例进行说明。

1、对加油机气体回路进行改造，将同一侧(同一加油机车位)的加油枪的气体回路并联起来，接入同一电磁阀的入口，电磁阀的出口接到杜尔泵的入口，然后将泵出口分别接入流量计，然后接到油气回收罐区，如图3所示。

2、将加油枪的编码器信号、气体流量计(简称流量计)的信号接入油气回收控制器，必要时加入安全栅对现场进行保护，通过加油枪的编码器信号和气体流量计的信号得到对应的流量，进而计算出气液比，油气回收控制器输出控制信号接到阀/泵驱动器，分别对电磁阀和杜尔泵进行控制，通过对杜尔泵的启停和阀门的开关来控制气体流量，实现气液比调整，如图4所示。

3、油气回收控制器可对多路加油信号进行检测，当检测到加油信号时，在打开杜尔泵的同时，将对应电磁阀通路打开。当只有加油枪1上检测到加油信号，气体流量计是独立占用的，此时通过阀/泵驱动器(见图4)，将杜尔泵电机接通电源，同时打开泵头1上的电磁阀1(见图3)，构成气体回路，如图5所示。油气回收控制器读取气体流量计的流量信号后，计算气液比，通过气液体比的控制算法对杜尔泵的启停进行控制。

4、当两侧加油机车位发生同时加油时，如在加油枪1和加油枪3上检测到加油信号，此时除了打开杜尔泵电机，还要将两个电磁阀都打开，构成的气体回路如图6所示。由于此时杜尔泵电机是共用的，因此，此时应当切换到阀门控制模式下，对气液比进行调整与控制，即双枪加油过程中，如果有单把加油枪气液比超标的情况，杜尔泵依然要正常工作，而通过电磁阀的开关来控制气液比。

油气回收控制器通过加油枪、流量计的脉冲信号计算得到对应的加油量和油气回收量、加油速度和回气速度，得到气液比和速度比(气比液)。所述速度比为：当前气体流速和加油流速的比例。

使用泵控和阀控相结合的方法进行气液比调整；

当单加油枪加油时，使用泵控方法，具体为：当气液比小于1.0时，启动杜尔泵；当气液比大于1.2时，停止杜尔泵；当气液比在1.0-1.2之间时，保持杜尔泵的运行状态；

当双加油枪同时加油时，使用泵控和阀控相结合的方法，具体为：当且仅当两加油枪的气液比同时大于1.2时，停止杜尔泵；否则，保持杜尔泵处于启动的运行状态，并采用以下阀控方法；

所述阀控方法为：分别获得两把加油枪的气液比，当某把加油枪的气液比大于1.2时，关闭对应的电磁阀；当某把加油枪的气液比小于1.0时，开启对应的电磁阀；当某把加油枪的气液比在1.0-1.2之间时，保持对应电磁阀的状态。

为了减少频繁操作带来的负面影响，当加油量小于一定阈值k的加油阶段，真空泵以常态运行，具体为：当真空泵采用杜尔泵时，则是杜尔泵处于开启状态；

当加油量不小于一定阈值k时，油气回收控制器对回气速度进行调节，每隔2秒计算判断一次气液比的数值，以进行相应的调节控制，避免动作元件(例如真空泵或电磁阀等)损坏；

所述一定阈值k为5L。

本实用新型的技术关键点和欲保护点如下所示：

以加油机为单位的改造方案，一台带有杜尔泵油气回收系统的加油机只要添加1个油气回收控制器、2个电磁阀、2台气体流量计即可实现改造，使用杜尔泵控制和电磁阀控制相结合的方法，实现气液比的控制与调整，极大地节省了改造成本。

以上实施方式仅用于说明本实用新型，而并非对本实用新型的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本实用新型的实质和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也属于本实用新型的范畴，本实用新型的专利保护范围由权利要求限定。

本说明书中未做详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

Claims

1.一种油气回收在线监测装置，其特征在于：所述油气回收在线监测装置布置于加油站中，所述油气回收在线监测装置包括：油气回收罐、油气回收控制器、杜尔泵、阀/泵驱动器、气体流量计和电磁阀；