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加油站油气回收及监测系统的应用

发表时间：2021/6/7 来源：《基层建设》2021年第2期作者：王龙海

[导读] 摘要：油气回收，是指汽油储运、销售过程中所产生的油气通过一定装置进行回收，将油罐车卸油、储油罐储油、加油机加油过程中挥发的油气收集到地下储油罐内。

        大庆石化工程有限公司黑龙江大庆 163714
        摘要：油气回收，是指汽油储运、销售过程中所产生的油气通过一定装置进行回收，将油罐车卸油、储油罐储油、加油机加油过程中挥发的油气收集到地下储油罐内。开展油气回收及长效监管是削减有害气体的排放量，进一步改善环境空气质量的一种有效措施。油气回收自动监测系统，是指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。
        关键词：智能；在线监测；油气回收
        1 加油站油气回收及监测系统概述
        随着人民生活水平的提高，汽车成了家家必备的交通出行工具，有的家庭有两部汽车甚至更多。石油作为汽车的动力燃料，在加油过程中燃料油气的挥发，不仅污染环境，同时增加安全隐患，加油站的油气回收很有必要，同时还需要科学的利用当前技术在线实时检测。加油站油气回收在线智能监测系统，是基于三次油气回收的策略方法，借助智能终端设备方便监管和检测，使用原有流量计原理的技术依据，确保可以在读取加油机原有内部数据为前提，尽可能的节约大面积改造造成的施工或者铺设线缆等费用，利用智能化和现代信息化技术为手段，使用温控式和压力式相结合的方式实现自动开启和关闭油气回收系统。
        2 国内外研究现状及分析
        油气回收实时在线监测系统工作原理为：数字处理器可以接收压力传感器检测的压力数值，与标准的压力数值进行比较，从而可以实现评价油气回收系统的性能。该监测装置对加油站油气回收系统实现了自动化监测效果，提高了工作人员的工作效率，大大降低了人工检测等危险系数。但该装置存在不能确定加油站油气回收系统漏油点的位置，也不能存储相关数据等缺陷。Castronovo，CynthiaL等人发明出一种适用于加油站油气回收系统性能的在线监控设备，对储油罐内的压力、温度等参数进行改进、完善，实现可以在线监测加油站油气回收系统的多个参数，可以通过终端实时监测油气回收系统中的加油机的气液比、油罐压力、卸油区的油气浓度，实时判断加油站油气回收系统回气量、油罐密闭性等多个参数的性能、分析、评价，从而实现实时监测、预警等。
        3 需要研究内容
        3.1 油气回收系统原理
        目前国内外油气回收的方法主要有两种方式：吸附法、直接冷凝法。简单介绍如下：
        1）活性炭吸附法：在装车地点产生的油气通过鹤管气相线进入油气回收装置。在油气母管上还设有PVV（真空／压力阀）紧急出口，可以使得装置在万一停止工作的情况下将油气母管内的油气释放。回收装置由两个炭床组成，一个通过阀门连接在油气进入管上，处于“吸附”状态，而另一个则通过真空泵进行“再生”。两个炭床同时工作，保证对源源不断的油气的及时处理，即，当一个炭床在吸附油气中的烃的同时，另一个炭床在把上阶段所吸附的烃通过真空泵排出；当第一个炭床达到饱和后，立即转入“再生”即脱附阶段，而之前已排空的第二个碳床进入下一个“吸附”状态，如此反复。活性炭自身的特性是，相对于其体积而言，它有着极大的表面积，可以有效地吸附油气中的烃，而当活性炭吸附能力达到饱和时，利用抽真空的方式将烃从炭床中抽出，为下一次吸收做准备。活性炭的再生通过两个阶段完成。首先，活性炭容器内被抽真空，达到一定真空度时，所吸附的烃从炭床中分离出来，这个过程可以使得大部分的烃被脱附。在第二个阶段，为了保证炭床中的烃被尽可能彻底地清除干净，有必要引入少量空气对碳床上可能残留的烃进行吹扫。
        2）直接冷凝法
        此法是采用多级连续冷却方法降低油气温度，使之凝聚为液体回收。根据油气组成、要求的回收率及最后排放到大气的尾气中有机物含量来确定冷凝装置出口处的温度值。首先将进入回收装置的油气，从环境温度降低到4℃左右，使油气中的大部分水汽凝结为水而除去，再经机械制冷将温度降到-73℃，当排放气平均浓度在28%以上时，能使约90%的油气凝成液体回收。直接冷凝法工艺操作简单，自动运行无需人员值守，又是在低于汽油闪点（-50℃～30℃）下运行，因此安全性好。
        上述两种回收方法应在联合调研后确定实施方案。油气回收研究的系统向下直接面向实际的加油站，并且需要与加油站的各种设备融合为一体，所以必须要了解加油车运输、汽油存储和加油设备的运行过程。
        3.2 系统框架
        油气回收监测智能系统，借助人工智能技术，结合语音识别控制，图像识别油气浓度提醒等技术。
        3.3 嵌入式平台的搭建
        整个系统的物质载体是工业级的嵌入式平台，以德州仪器AM335X主芯片的嵌入式开发板为平台，具体实现信息的多方式收集、智能化处理和标准可靠上报。

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系统需要做到将监测数据一方面传递给系统终端，监测油气回收的总量、设备的故障、设备的老化等问题，另一方面传递给环保监管部门，做到可以不间断的监管油气回收的运行状态、油气排量等。
        3.4 标准协议的研究
        由于不同的油气回收设备的原理大不相同，检测设备也型号各异，所有要求系统对不同的设备都应该有较好的支持，比如常见的开关量、高精度模拟量、RS232/RS485和网络接口等。上报给监管机构或者公示屏幕的信息，应该在处理完信息的基础上按照一定的标准协议，交互式、严谨式的可靠传输。在这一点上，国家加油站油气排放标准和大气污染物排放标准（GB20952-2020）对加油站油气排放限值、重要技术指标检测原理、相关检测仪器的性能指标和规定都做出了具体而规范说明。
        3.5 亟待解决的问题
        检测数据需要考虑油气回收装置的检测气液比、密闭性和液阻等参数，并且为了使回收系统能达到国家标准，则需要解决如下几个问题。
        （1）罗茨流量计堵塞问题
        罗茨流量计又称为腰轮流量计，具有压力损失小、量程范围大、精度高、可靠性高等优点，但液路中的固体杂质容易使流量计堵塞，因此需要加装过滤网并经常清洗。
        （2）液阻测量问题
        液阻需要在固定流量且打开卸油口回气阀门的情况下测量，但加油站运行过程中卸油口回气阀门是处于关闭的状态，并且在测量时的时间不同，测量效果也存在着很大的偏差，因此需要考虑液阻测量以及偏差问题。
        （3）加油脉冲采集问题
        针对柴油机、汽油机的不同，以及不同加油站的加油枪等问题，需要考虑加油脉冲采集问题。
        4 具体实现
        油气回收在线监测智能系统，通过实时监测油气回收过程中的气液比（A/L），采取油气流量控制调节阀模式或变频控制模式，油气存储空间的压力和加油站可燃气体浓度等指标来监测整个系统的有效性，并将现场数据采集、监控数据、以移动通用分组无线业务的无线组网技术上传到监测中心，工作人员在终端查看各个加油站现场的实时生产数据以及模拟图形，方便实时调取数据并监控各级设备的运转情况。
        4.1 冷凝+吸附
        本系统在油气一次、二次回收系统中采用冷凝+吸附相结合的方式实现。系统采用连续冷凝、多批方法降低油气的温度，使大部分油气冷凝为液体实现回收，而没有被冷凝为液态，少部分浓度较低的油气再通过加装一个吸附系统，对油气进行富集，从而使油气浓度大大提高，并且启动吸附系统，减小了油气的体积，实现冷凝和吸附并举的效果。
        4.2 改良加油枪
        在二次回收系统中，将加油枪进行改良。对加油枪增加同轴胶管和收集油气的吸气孔，大大提高回收油气的吸气率。同时增加吸气孔，更加便于收集油气，达到回收油气的最佳效果。
        4.3 使用智能液阻测量设备
        借助密闭液阻综合测试仪，通过管线依次连接的氮气入口快速接头，限压调节阀，流量调节阀，浮子流量计，压力缓冲腔和氮气出口快速接头，限压调节阀连接限压压力表，系统压力表，密闭压力表，液阻压力表并联后连接压力缓冲腔，并联后的管线还连接泄压阀，测试油气回收系统的正负压状态，密闭性和地下油气管道的液阻。
        结论：
        油气回收及在线监测智能系统，借助智能化和现代信息化技术，实现监测平台和设备智能化操作和监管，有效解决油气回收应用率低和油气回收率低等问题，实现实时监测油气回收再利用问题，实时在线监测加油站各汽油加油枪气液比、油气回收系统密闭性和设备运行状态监测，并且可以实现远程传输到终端，实现显示、存储、打印、传输等功能的监控功能。真正有效的起到在线监测系统的监管作用；节约了资源，实现油气回收再利用、改善环境，又可以及时发现设备老化、泄露等潜在的危险，是一项长治久安的系统工程。
        参考文献：
        [1]冯蓬.佛山市加油站油气回收治理与检测中的问题探讨[J].资源节约与环保，2017（5）：37-38.
        [2]石力.北京市油库加油站油气回收分析与经济性评价[J].价值工程，2018（29）：37-40.
        [3]钟宇.对油库油气回收系统深化应用技术的探讨[J].技术建议与谈论，2020（06）：130.
        [4]陈本均.基于红外视频的加油枪油气泄露检测研究[D].浙江科技学院，2019.