一種定量的加油站油罐漏油的監(jiān)測(cè)方法

包星震 孫 斌

〔1中石化碧辟(浙江)石油公司寧波分公司 浙江寧波 315010；2中國(guó)石化浙江寧波石油分公司 浙江寧波 315010〕

一種定量的加油站油罐漏油的監(jiān)測(cè)方法

包星震1孫 斌2

〔1中石化碧辟(浙江)石油公司寧波分公司 浙江寧波 315010；2中國(guó)石化浙江寧波石油分公司 浙江寧波 315010〕

針對(duì)加油站埋地油罐滲漏不易發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題，介紹了利用計(jì)量高準(zhǔn)確度的“高量擬”量值溯源法技術(shù)，以容積表在不同液位環(huán)境下的偏差幾乎可以忽略不計(jì)為前提，在液位儀帶有測(cè)溫裝置、加油機(jī)符合正常作業(yè)需要的條件下，對(duì)油罐進(jìn)行動(dòng)態(tài)滲漏監(jiān)測(cè)的方法。通過(guò)對(duì)某地1800個(gè)油罐的實(shí)際實(shí)用，可發(fā)現(xiàn)油罐初始滴漏，效果可靠，能滿足防漏監(jiān)測(cè)的需要，預(yù)防了環(huán)境污染，確保了加油站的準(zhǔn)確計(jì)量。

加油站 油罐 滲漏 “高量擬”量值溯源法 預(yù)防 措施

通常油罐的漏油從滲、滴、小漏、大漏發(fā)展為嚴(yán)重泄漏有一長(zhǎng)期的演變過(guò)程。對(duì)于油罐泄漏的處置采用現(xiàn)有技術(shù)是停業(yè)、監(jiān)測(cè)罐實(shí)際儲(chǔ)量，看其有無(wú)變化來(lái)確定。嚴(yán)重泄漏在罐外被發(fā)現(xiàn)時(shí)滴漏早已產(chǎn)生，但不知從初始滴漏到泄漏已多久？漏油與油罐使用壽命沒(méi)有必然聯(lián)系，因?yàn)闊o(wú)法發(fā)現(xiàn)初始的滴漏。經(jīng)種種預(yù)防及善后恢復(fù)措施需付出高昂的代價(jià)。引進(jìn)的液位儀技術(shù)，受現(xiàn)有容量計(jì)量技術(shù)的限制，可靠的只是測(cè)量高度，因而，只能從靜態(tài)中發(fā)現(xiàn)儲(chǔ)油量的變化，但變化量可靠性不理想，因而只能更新油罐。“高量擬”量值溯源技術(shù)的出現(xiàn)，成功溯源了地下油罐的滲漏，具備了可靠的可確定的變化量，為確定異常變化的原因提供了可靠的結(jié)論依據(jù)。因而，油罐動(dòng)態(tài)漏油監(jiān)測(cè)的整套方法隨之產(chǎn)生。

1 動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)方法的主要內(nèi)容

動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)包括：一是正常全面普遍監(jiān)測(cè)，即在營(yíng)業(yè)客流稀少的加油期間動(dòng)態(tài)地發(fā)現(xiàn)異常情況；二是對(duì)異常情況進(jìn)行靜態(tài)監(jiān)測(cè)動(dòng)態(tài)變化，確定異常原因；三是事故的應(yīng)急控制。

1.1 動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)方法的使用依據(jù)

動(dòng)態(tài)的埋地油罐漏油自動(dòng)監(jiān)測(cè)技術(shù)使用，以容積表在不同液位環(huán)境下的偏差幾乎可以忽略為前提條件。

加油前的罐存量扣除加油量后，差值受到加油機(jī)偏差和液位儀的二次測(cè)量偏差的影響，一般情況下，該差值在加油量不太多的情況下，差異≯ 5 L；差異率≯ 1 L/h，并且在對(duì)異常情況進(jìn)行靜態(tài)監(jiān)測(cè)動(dòng)態(tài)變化時(shí)，容積表罐存量變化的可靠性，也影響了異常原因確定的可靠性，還有事故的應(yīng)急控制。因而，動(dòng)態(tài)的監(jiān)測(cè)技術(shù)取決于容積表的可靠性。

1.2 方法的使用基礎(chǔ)對(duì)容積表可靠性的特別要求

1.2.1 動(dòng)態(tài)衡量指標(biāo)對(duì)容積表的要求

在動(dòng)態(tài)管理中對(duì)少量加油后，異常情況的衡量指標(biāo)依賴于容積表在小區(qū)間內(nèi)有連續(xù)的變化規(guī)律和可靠的準(zhǔn)確程度。現(xiàn)有技術(shù)中的幾何測(cè)量法的容積表相對(duì)符合條件，但0.4 %的準(zhǔn)確度需要放寬異常情況的衡量指標(biāo)；另一種容量標(biāo)定方法的容積表，因?qū)筛叨戎g的量作為計(jì)算依據(jù)，不但取數(shù)時(shí)的高度誤差很大(可能要大于1.0%)，非測(cè)量點(diǎn)的誤差更大，不適宜使用。

1.2.2 靜態(tài)監(jiān)測(cè)動(dòng)態(tài)變化對(duì)容積表的要求

在油罐內(nèi)，量的變化具有幾何特征，對(duì)靜態(tài)監(jiān)測(cè)動(dòng)態(tài)變化量進(jìn)行確定原因時(shí)，理想的容積表數(shù)據(jù)要符合埋地油罐的幾何特征。現(xiàn)有技術(shù)中幾何測(cè)量法的容積表基本符合條件，在靜態(tài)監(jiān)測(cè)動(dòng)態(tài)變化分析原因時(shí)使用效果較好；另一種容量標(biāo)定方法的容積表，雖然在總量上不是相差很大，但是其在小區(qū)間誤差太大，數(shù)據(jù)處理上沒(méi)有幾何依據(jù)，在靜態(tài)監(jiān)測(cè)動(dòng)態(tài)變化時(shí)，對(duì)罐存量變化異常的原因確定上可靠性相對(duì)不理想，尤其在油品溫度變化對(duì)體積換算修正后面臨的問(wèn)題。

1.2.3 漏油事故的應(yīng)急控制對(duì)容積表的要求

對(duì)于漏油的應(yīng)急處理上，需要容積表的數(shù)據(jù)在整個(gè)油罐內(nèi)有可靠依據(jù)。油罐底部受壓嚴(yán)重，變形和應(yīng)力最大，最有可能出現(xiàn)漏油。一旦出現(xiàn)漏油的最先措施，最好是灌水(以漏水替代漏油)，這就要求容積表是全部容積的，并且具有高準(zhǔn)確度。使用目前技術(shù)產(chǎn)生的容積表很難適應(yīng)這種高準(zhǔn)確度要求，量值溯源的“高量擬”技術(shù)滿足了防漏監(jiān)測(cè)的需求。

2 量值溯源的“高量擬”技術(shù)

“高量擬”技術(shù)也稱量值溯源法，是集幾何法和容量標(biāo)定法之精華，經(jīng)有機(jī)結(jié)合并發(fā)展后所形成的容積表計(jì)算方法。

2.1 “高量擬”技術(shù)的背景

地下油罐是個(gè)有幾何形狀的容器，儲(chǔ)油狀態(tài)下，很難在現(xiàn)場(chǎng)獲取幾何形狀，即使得到，現(xiàn)有技術(shù)的幾何測(cè)量法0.4%的準(zhǔn)確度，已滿足不了全方位的使用要求。采用容量標(biāo)定法的結(jié)果，在漏油監(jiān)測(cè)應(yīng)用上，效果還比不上幾何測(cè)量法，無(wú)法用定量方式確定油罐漏油。

2.2 “高量擬”技術(shù)的基本原理

油罐內(nèi)的容量變化會(huì)使油的高度發(fā)生變化，這個(gè)變化是由罐的幾何本質(zhì)特征所決定的。在這高與量的變化之中，每一個(gè)油罐有著特定的規(guī)律。在一組高與量的數(shù)據(jù)組中隱含著規(guī)律、隱含著幾何特征，高量擬技術(shù)就是求解油罐內(nèi)在的規(guī)律和本質(zhì)形狀。在油罐測(cè)漏上，“高量擬”技術(shù)可解釋為油罐的內(nèi)在幾何變化規(guī)律。

2.3 “高量擬”技術(shù)與幾何法比較

幾何測(cè)量法是按規(guī)律計(jì)算有連續(xù)變化的過(guò)程，但總量上差異較大，而“高量擬”量值溯源法是在總量確定的條件下，無(wú)限逼近后獲得的幾何形狀，并且對(duì)油罐進(jìn)行傾斜與變形修正，因而不但是有連續(xù)的變化過(guò)程，且準(zhǔn)確度更高，因而適用于動(dòng)態(tài)發(fā)現(xiàn)油罐儲(chǔ)存量變化的異常現(xiàn)象。滿足了油罐測(cè)漏要求。

3 動(dòng)態(tài)漏油監(jiān)測(cè)的使用方法及應(yīng)用結(jié)果

3.1 使用設(shè)備的技術(shù)條件

確定油罐內(nèi)儲(chǔ)存量的容積表，目前必須是具有幾何法特征的“高量擬”技術(shù)，也稱量值溯源法容積表；確定油罐內(nèi)液位高度，需要液位儀，且液位儀具有測(cè)量油溫裝置；加油營(yíng)業(yè)的加油機(jī)符合正常作業(yè)需要。

3.2 使用的操作方式

監(jiān)測(cè)油品存量，應(yīng)在日常最大罐存量的60 %～90 %。

監(jiān)測(cè)時(shí)間，選擇在客流稀少期，營(yíng)業(yè)前與后5 h以上，可選擇下半夜，或整個(gè)晚上，加油量掌握在1 000 L以上范圍內(nèi)的較長(zhǎng)時(shí)間段內(nèi)測(cè)量，時(shí)間越長(zhǎng)發(fā)現(xiàn)能力越強(qiáng)，假如是10 h發(fā)現(xiàn)5 L，則能發(fā)現(xiàn)0.5 L/h的異常滴漏，正常的“高量擬”容積表能夠滿足0.1%的需要。

監(jiān)測(cè)穩(wěn)定時(shí)間，在停止加油10 min后，進(jìn)油需要0.5 h以上開始。

取數(shù)，測(cè)量前后液位儀獲得的罐存量高度和油溫，測(cè)量時(shí)段內(nèi)的加油量。

3.3 油罐動(dòng)態(tài)漏油監(jiān)測(cè)周期

>15年的自建油罐，每周1次；5～15年的自建油罐，兩周1次；<5年的自建油罐，每月1次；收購(gòu)的老舊或高危油罐，每周1次或每天1次(根據(jù)實(shí)際情況定)。

3.4 計(jì)算方式

后測(cè)換算罐存=后測(cè)罐存+加油量×(1+ 修正率) + 溫差修正實(shí)際應(yīng)用上可簡(jiǎn)化為：

后測(cè)換算罐存 = 后測(cè)罐存 + 加油量 + 溫差修正

溫差修正 = 前測(cè)罐存×油品膨脹系數(shù)f×(前測(cè)油溫 - 后測(cè)油溫)

系數(shù)f大致可用汽油0.001 2，柴油用0.000 8；更準(zhǔn)確的可由平均密度選定。

差異量= 前測(cè)罐存 - 后測(cè)換算罐存

差異率= 差異量 / 時(shí)段(L/h)

3.5 營(yíng)業(yè)監(jiān)測(cè)的異常衡量指標(biāo)

差異量 ≥ 5 L；差異率 ≥ 1 L/h

3.6 異常情況下的靜態(tài)監(jiān)測(cè)動(dòng)態(tài)變化

當(dāng)營(yíng)業(yè)監(jiān)測(cè)的結(jié)果出現(xiàn)差異量 ≥ 5 h，或差異率 ≥ 1L/h，需要采取停業(yè)靜態(tài)監(jiān)測(cè)動(dòng)態(tài)變化。按總體連續(xù)、分段監(jiān)測(cè)的方式進(jìn)行。將前測(cè)均定義為第一次，后測(cè)按一定時(shí)間間隔(可以約1 h)連續(xù)測(cè)量，觀察差異量和差異率。對(duì)沒(méi)超過(guò)指標(biāo)，有特殊需要時(shí)也可按此方式進(jìn)行。

測(cè)量實(shí)例見表1。

表1 油罐動(dòng)態(tài)漏油監(jiān)測(cè)結(jié)果示例

注：某市C加油站2號(hào)罐93號(hào)汽油漏油監(jiān)測(cè)記錄。

3.7 監(jiān)測(cè)結(jié)果的直接確定

對(duì)營(yíng)業(yè)異常情況的油罐進(jìn)行靜態(tài)監(jiān)測(cè)動(dòng)態(tài)變化后，可靠的變化量(即差異量與差異率)數(shù)據(jù)，能簡(jiǎn)單明了、清晰表現(xiàn)出油罐異常的原因，幾種結(jié)果如下：

可能存在漏油的特征：監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)出現(xiàn)的差異量為正，即損耗(計(jì)算機(jī)屏顯示紅色)，隨時(shí)間增加差異量增加，差異率均勻；

可能存在油罐滲漏進(jìn)水的特征：監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)出現(xiàn)的差異量為負(fù)，數(shù)量增加(計(jì)算機(jī)屏顯示橙色)，隨時(shí)間增加差異量增加，差異率均勻(水位測(cè)量誤差太大能力弱，須以測(cè)油為依據(jù))；

可能存在油罐管線油流回油罐的特征(表1例)：監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)出現(xiàn)的差異量為負(fù)，數(shù)量增加(計(jì)算機(jī)屏顯示橙色)，隨時(shí)間增加差異量出現(xiàn)固定，差異率變小，趨向0；

可能存在的液位偶然誤差：差異量穩(wěn)定，差異率極小，系動(dòng)態(tài)營(yíng)業(yè)監(jiān)測(cè)中的偶然誤差；

可能存在容積表與油罐不一致：差異量穩(wěn)定，差異率極小，動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)中經(jīng)常出現(xiàn)異常，油罐基礎(chǔ)發(fā)生變化，容積表需要重新檢定。

3.8 監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)管理

通常可用Excel報(bào)警自動(dòng)管理，采用網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)管理后，可采用自動(dòng)監(jiān)測(cè)，對(duì)超過(guò)指標(biāo)的異常情況設(shè)定蜂鳴報(bào)警，暫停營(yíng)業(yè)，進(jìn)入總體連續(xù)、分段監(jiān)測(cè)的方式，依賴準(zhǔn)確的罐存量確認(rèn)異常原因，將漏油控制在出現(xiàn)5 L和損耗率 ≯ 1 L/h的初始滴漏之時(shí)。例表1，差異量出現(xiàn)固定，差異隨時(shí)間增加而趨向穩(wěn)定，可能是管線油流回油罐，更換管線底閥后恢復(fù)正常。動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)辦法的實(shí)施，接連提供了可靠的異常信息。準(zhǔn)確的“高量擬”技術(shù)量值溯源油罐容積表為在全自動(dòng)監(jiān)控管理網(wǎng)絡(luò)內(nèi)監(jiān)測(cè)油罐漏油問(wèn)題成為可能。

3.9 應(yīng)用結(jié)果

動(dòng)態(tài)漏油監(jiān)測(cè)使用方法2014年8月1日在寧波、杭州、紹興的1 800多個(gè)油罐全面開始實(shí)施，效果明顯，當(dāng)月在寧波鎮(zhèn)海動(dòng)態(tài)漏油監(jiān)測(cè)時(shí)發(fā)現(xiàn)異常后，進(jìn)入靜態(tài)監(jiān)測(cè)確定了三起異常情況，數(shù)據(jù)結(jié)果表明是底閥油品滴漏。

4 結(jié)語(yǔ)

液位儀在“高量擬”技術(shù)應(yīng)用前，在我國(guó)很少有人認(rèn)同其可靠性，其實(shí)，液位儀本身的作用只反映測(cè)量高度，反映的數(shù)量是由容積表決定的，容積表不準(zhǔn)，以及容量標(biāo)定方法的局限性，難以真實(shí)反映液位儀的效果，“高量擬”量值溯源法的出現(xiàn)，反映了液位儀測(cè)量高度的可靠性，該技術(shù)在油罐漏油監(jiān)測(cè)上的應(yīng)用證明可以發(fā)現(xiàn)油罐滴漏，效果可靠，滿足了防漏監(jiān)測(cè)的需求。

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2016-08-08。

包星震(1957-)，男，大專，工程師，現(xiàn)從事油品計(jì)量管理與技術(shù)工作。