加油站卸油加油同時作業對數量影響研究

孫玲玲，竺柏康，徐金丹

浙江海洋學院石油化工學院，浙江杭州 316000

0 引言

加油站卸油加油同時作業對數量影響研究，主要針對加油站加油卸油同時進行與單獨加（卸）油時的油罐內的液位以及溫度進行計量，根據油罐的相關體積表換算體積數量[2]，同時對加油機向外加油的數量進行實時記錄，得出各個階段損耗量的相對精確的數據，并且對各組的數量進行比較，從而得出卸油加油同時進行對于數量的影響（增加或減少了損耗的數量）。

1 加油站油品損耗原因及計量方法

油蒸汽是油品中的輕組分揮發到空氣中形成的，溫度、大氣壓、風力以及油罐進（出）油的速率都影響著油品的損耗量[1]。排除外界因素，油罐內油品本身的擾動是造成油品損耗的最主要原因。加油站卸油加油同時進行的情況，相比加油站單獨對外加油或者單獨卸油作業過程中的擾動更為復雜也更為劇烈，并且在卸油加油同時進行的過程中，罐內的壓力雖然會比單獨卸油時的壓力來的低，但是幅度不大，所以按此推論其損耗量會增加。

加油站卸油加油同時進行對于油品損耗蒸發數量的影響，首要解決的問題便是對于油品數量的計量問題。國際上最常用的液體及油品計量的方法主要有3種：體積法、體積重量法、重量法[5]。根據實驗室以及加油站所能提供的條件，我們對以上3種方法進行了可行性的比較，最后決定采用體積法進行計量。

2 加油站油品損耗實驗方案

對于加油站的數量影響主要是針對油氣損耗而言，所以通過對油品數量的測定，對損耗數量進行測定。總共可以分為四組實驗，加油站只進行加油作業，加油站只進行卸油作業不對外加油，加油站油罐靜置狀態（即不卸油也不對外加油作業）及加油站卸油加油同時作業時對于油氣損耗量的計量，對各個狀況下的損耗量進行分析比較，從而得出結論。

3 計算理論依據

3.1 油品高度測量及其修正

由于量油尺的尺帶易受溫度的影響，所以應對量油尺所測量的油高根據JJG1014《罐內液體石油產品計量技術規范》進行溫度修正。當油罐的油品的溫度與標準溫度20攝氏度的差值大于±10攝氏度時，要對量油尺測量所得的高度H進行修正[1]：

式中：Ht-量油尺所測的實際高度，mm；

H-量油尺所測的油高的讀數值，mm；

α-量油尺材質的線膨脹系數，℃-1；

t -罐內油品計量溫度，℃。

通常α取值為0.0000125℃-1,代入公式1，則：

當計量時罐內的油品溫度與標準溫度20℃之間的差值小于±10℃時，即計量溫度在10～30℃之間時，量油尺的讀數就不需要進行修正，即

3.2 油品體積計算及修正

得出油罐內的實際油高后，就可以通過查該油罐的容積表計算得出油罐中的表載容積Vtb，在必要的時候還需要對Vtb進行修正。加油站的油罐一般為臥式油罐，應為臥罐的編表時是按照沒隔1cm有一個對應的體積值，介于厘米數之間的體積值，按照內插法來計算。計算式表述如下[1]：

式中：Vtb-臥式罐的油品容積表表載體積，m3（L）；

Ht-臥式罐內實際油高，cm；

Ha-與Ht相鄰的較小的高度，cm；

Hb-與Ht相鄰的較大的高度，cm；

Va-與相對應的表載容積值，L；

Vb-與相對應的表載容積值，L。

當罐壁的平均溫度與20℃之間的差值超過±10℃時，油罐內的油品的計量體積需要進行修正，公式如下：

式中：t-罐壁平均溫度，℃。

若罐壁的平均溫度與標準溫度20℃相差的值小于±10℃時，成品油的體積按以下公式計算：

即容積表載體積Vtb就是油品的計量體積Vt。

4 實驗數據及處理

本實驗對某城市加油站進行了六小時的不間斷監測，每小時對加油站3#油罐（93#）測量四次油高以及油溫，其中15:13-15:45這段時間油罐車正在對3#罐（93#）進行卸油作業卸油量為14 000L，加油機對外加油作業不停歇，得到的數據如下表（1、2、3）：

表1

表2

表3

在得到初始數據后，可以對數據開始分析。由表1、表2、表3可知其各個時段的油溫在15℃～18℃之間，計量溫度在10℃～30℃之間，量油尺的讀數就不需要進行修正，即：

得出油罐內的實際油高后，就可以通過查該油罐的容積表（圖1）計算得出油罐中的表載容積Vtb。按照臥罐的容積表，并按計算式7計算得出油罐內的油品表載體積：

由于該臥罐罐壁的平均溫度與20℃之間的差值小于±10℃時，油罐內的油品的計量體積不需要進行修正，即：

即容積表載體積Vtb就是油品的計量體積Vt，數據填于表（4、5、6）。

有數據Vt可以描繪出油罐內油品數量隨著時間的變化曲線，如圖1。由該折線圖我們可以非常直觀清楚的看到，在每個時段中3#油罐中油品的儲存情況，其中在15:13～15:45之間的折線呈陡升狀態，此時的油罐正處于卸油狀態。

圖1

想要得出油罐的損耗量，就必需算出油罐內每15min 的油品總量之差Vc（L），計算公式如下：

得出的Vc的數據填入表（4、5、6）。

3#油罐對應的加油機每15min對外加油的數量V15如表（4、5、6）所示。

則每15min油蒸汽損耗量Vs就是油罐內每15min的油品總量之差Vc與加油機對外加油的數量V15之間的差值，公式如下：

得出的Vc的數據填入表（4、5、6）。

表4

Vt（L） 13466 13213 12751 12317 11985 11694 11348 10987 Vc（L） 253 462 434 332 291 346 361 V15 0 253 461 433 331 290 345 360 Vs （L）0 0 1 1 1 1 1 1

表5

表6

由以上表（4、5、6）可以得出每15 min油氣損耗的情況，已用柱形圖形式做成圖2。不難看出，在15:15～15:45之間的損耗量突然猛增，然而這段時間恰好處于油罐車卸油的時間段。這說明了在加油站卸油加油同時進行的時候，油蒸汽急劇增加。但是我們不能以此就論斷加油站卸油加油同時進行的狀況下，油品損耗量比單獨加油或卸油狀況下要多。由于這是一個結合了加油與卸油兩個過程的行為，應該與單獨加油30min與單獨卸油30min之間的油蒸汽損耗量之和來比較。

圖2

該加油站有兩個93#罐，所以我們可以在加油站不停止對外加油的狀況下進行比較試驗（也是卸93#汽油14 000L），在3#罐進行卸油作業時，不對外加油。并在卸油前（此時對外加油作業已結束）和卸油結束后15min對油罐內的油品的油高和溫度進行了計量。得到的數據是13:31分時測得的數據是：溫度15.9℃，油高為814.2mm。14：05分時測得的數據是：溫度16.6℃，油高為1 819.5mm。和數據組一中一樣的處理方法得到油品總量為8 382L與22 376L。有可以算出加入油罐的油品為13 996L，即損耗量為6L。按圖二中所表示的那樣，在加油卸油同時進行的30 min內，損耗量為9L,而單獨卸油的30min內，油品損耗量為6L，并且加上每15min內的損耗量為1L，相加的總的損耗量為8L。

5 數據分析及解決方法

數據產生是在不影響加油站正常營業的狀況下，充分利用加油站可提供的條件，對加油站內的油氣損耗是通過對油品高度以及油品的溫度的測量來確定的。

5.1 數據結論分析

一般每個油罐車會載有12 000L～15 000L油品來加油站卸油，也就是說加油站油罐內有12 000L～15 000L的混合油蒸汽將會在油品液面升高的情況下被擠壓排入大氣，我們卻不能對該部分的油蒸汽進行測量，另外，我們實際可測得的損耗量是油品的蒸發量，并非油品逸散到空氣中的損耗量，所以從該角度講，我們的試驗并不完整。除此之外還有幾方面的因素影響著我們的實驗的準確度：

1）油罐車在油庫加油時，油品數量是按照流量計的讀數來計算的，然而在裝車時就有一個裝車損耗，這部分損耗未記錄在油品的損耗內；

2）油罐車從油庫開往加油站的途中也有一定的運輸損耗，雖然在30km以內我們可以忽略不計，但是出于實驗的嚴密性，我們應該對這部分的損耗進行的計量，而事實上，由于油品損耗的微乎其微，我們無法得出精確的數據；

3）油罐車在加油站停靠時，加油站地面的平整程度不一，也會影響對罐車內油品數量的計量；

4）加油站在卸油加油同時作業、卸油作業、加油作業時，油罐內的油品液面不穩定，對油罐內的油品高度測量有影響。

但是在充分利用加油站現有條件，我們通過比較試驗，還是可以得出加油站卸油加油同時作業對油蒸汽損耗情況的影響方向。即加油站卸油加油同時作業時產生的油氣損耗要比加油站單獨卸油時的油氣損耗的大。

5.2 改造油罐以減少蒸發損耗

就如前文描述，油氣損耗增加主要是由于油罐內油品的劇烈擾動引起的，所以降低卸油時或者發油時對油品的擾動可以有效降低油罐內的油品的損耗。具體可以通過在油罐內卸油管與加油管之間增加擋板的方法加以解決。擋板在減少油品擾動的過程中逼近減少了油氣的損耗還減少了罐底水雜的擾動，對油品質量保證也做出了一定的貢獻。

當然，對內的改造只是其中的一部分，雖然帶孔柵板能夠在抑制油品蒸發損耗上起到一定作用，但是卻不能阻止油品的蒸發及其向大氣中排放。若在此基礎上輔以我們所熟悉的油氣回收系統[3]，可以有效的解決該問題。

6 結論

加油站卸油加油同時作業對油品的蒸發損耗有促進作用，在一般情況下不建議采用該種作業方式。但是對油罐加以改良或安裝油氣回收系統的情況下，加油站卸油加油同時作業對油品數量的影響可忽略，具有可行性。現今，對于加油站油罐以及加油槍的改造已在浙江省各地逐一展開，加油站無油蒸汽的時代即將到來。在經濟高速發展的今天，在這個與時間賽跑的社會，加油站卸油加油同時作業必將是未來加油站發展的趨勢，在科技日新月異的今天，其面臨的問題也正逐一解決，規范的統一也將成為現實。

[1]竺柏康，徐玉朋.油庫加油站設計與管理，2009，2.

[2]楊槐青，喬雙喜，范寶貴.石油成品油計量.山西科學技術出版社，2003，5.

[3]王梅.油氣回收技術簡介.油氣出云技術論文集，2008，9.

[4]Wolf H. Koch. Refueling vapor recovery in United States[J]. Petrloleum Equipment & Technology，1988，7：26-30.

[5]Genn K.Walker,Rodger P.Grantham, Ken Allen.Fuel storage and dispensing system. United States Patene,No.7270154,Sep.18,2007.