加油站安全與環保設備集成的設計方案

邱 明

〔中國石化安徽石油分公司 安徽合肥 230009〕

1 集成設計的必要性

隨著我國經濟的快速發展，對加油站建設的安全和環保要求迅速提高[1，2]，促進了對安全和環保設備的投入。近幾年，隨著雙層罐和雙層管線改造的推進，滲泄漏檢測系統及設備得到了廣泛應用。京津冀及周邊地區部分加油站率先使用了油氣回收在線監測設備[3]。這些設備的應用，使加油站的安全水平大幅提高，環保也得到實時監控和有效管理，但各類設備的增多，給加油站的管理帶來一系列問題。

加油站目前使用的安全與環保設備有液位儀及油氣回收、雙層油罐測漏和雙層管線測漏的設備，還有在部分區域投入運行的油氣回收在線監測設備等。由于這些設備擁有獨立的顯示終端，導致布線浪費和報警器數量冗余，并帶來施工時間和資金的浪費。尤其是多個監控設備的共存給加油站的管理帶來了許多困擾。因此，若能設計一套加油站安全與環保設備的集成系統，將會給石油公司和加油站設備的使用與管理帶來方便，也使工程的投資和時間得到節約，加油站的信息化管理更科學。

2 集成的設計方案

針對上述多個獨立監控顯示的問題，可以采取分段集成的解決方案：第一階段可將地罐液位儀、雙層罐(含防滲池和FF、SF油罐)、雙層管線、人孔井和加油機底盤等的測漏設備進行集成設計。考慮到油氣回收在線監測設備在很多加油站還尚未安裝，在集成的方案中需為其安裝線路預留。第二階段將液位儀、測漏設備和油氣回收在線監測設備進行集成設計。第三階段將油氣回收、油氣回收在線監測和加油機進行有機集成。

2.1 第一階段：地罐監控多合一集成設計

將地罐液位儀和多種測漏傳感器進行集成，終端用于各類傳感器的數據集成、處理、存儲、顯示、控制及數據上傳等。集成信息包括油液位、水液位、液位報警、油罐測漏報警以及雙層管線測漏報警，預留人孔井和加油機底盤測漏、可燃氣體濃度探測傳感器的接口，以滿足未來的拓展需求。

集成與未集成現狀的比較：

(1)顯示器終端一體化。減少了兩個獨立的油罐測漏和管線測漏的報警器，省去了當前從室內報警器到罐區傳感器的多條布線，地罐監控多合一集成設計將節省約一半的投資。

(2)設備使用管理集約化。加油站通過一個終端對地罐計量信息和各種泄漏信息進行監管，對使用者來說簡單直觀、方便易學；對于設備后期的運行維護更加方便。

(3)系統設計考慮未來。預留人孔井測漏、加油機底盤測漏可燃氣體濃度探測傳感器接口。同時應預留油氣回收在線監測設備的接口和軟件顯示方面升級的能力。

(4)信息管理集中化。系統集成終端支持加油站各類傳感器數據上傳功能，使測漏設備不再是信息管理的盲點，實現對加油站各種數據的遠程管理，為加油站減少管理人員打下了基礎。

地罐監控設備集成設計見圖1。

圖1 地罐監控設備集成設計

2.2 第二階段：安全環保設備總集成設計

在第一階段基礎上，增加油氣回收在線監測，構成加油站安全與環保設備總集成的設計方案。設計方案包括：液位儀、各種測漏傳感器、可燃氣體濃度傳感器以及油氣回收在線監測所包含的壓力傳感器和氣體流量計等(圖2)。

圖2 安全環保設備總集成設計

在這個集成設計方案中，油氣回收在線監測控制器與液位儀及測漏控制器采用級聯擴展方式，各自管理其下的傳感器，并完成數據采集、運算、存儲、邏輯處理和上傳。采用模塊化設計，各自滿足相關法規的要求。其中油氣回收在線監測需要符合環保部門的要求，并為將來可能與環保部門的聯網做好準備。

2.3 第三階段：環保系統和加油機的集成設計

在第二階段基礎上，油氣回收和油氣回收在線監測可以成為加油機的一個固有部分與加油機集成設計(前提是國家加油機標準得到更新)，從而省去加油機內為油氣在線監測而增加的控制板和輔助單元。加油機的控制包括了油氣回收系統的自動調整。油氣回收在線監測的信息可以和目前加油機通往后臺的信息系統相集成，省去了為油氣回收而單獨增加的加油機至后臺的通訊。

由于油氣回收和油氣回收在線監測的集成設計，使油氣回收系統可以自動調整氣液比，保證系統工作在最佳狀態。如果由于系統硬件或者加油機外部原因，比如造成回收罐泄漏、回收管路泄漏或者堵塞等，系統可以實時遠程報送信息，通知維修人員及時維修。

3 加油站安全與環保設備集成設計的意義

當前，正處于加油站防滲改造進行之時，如若能夠在當前階段對加油站的安全與環保設備進行集成設計，將會為企業帶來事半功倍的成效。

3.1 經濟效益好

目前加油站的安全與環保方面所包括的設備和應用范圍如表1所示。

表1 安全環保方面的設備和應用情況

由于目前防滲改造正在進行當中，油氣回收在線監測設備的安裝量不是很大。因此在當前階段把安全與環保的設備進行集成，是非常適時的。若待所有設備被大量安裝到加油站之后再做集成，將會導致大量的投資和工程浪費。

3.2 解決設備使用與管理的實際問題

實現加油站安全與環保設備的集成意味著統一顯示、統一報警、統一管理、統一上傳，統一分析、相互聯動，減少了設備數量、降低了加油站員工對使用系統的要求、也減少了設備安裝的空間和時間。這不僅解決了加油站操作和設備管理的實際問題，也對企業管理成本的降低起到作用。

3.3 適應未來智能型加油站建設的需要

互聯網、移動通訊以及即將來臨的物聯網已經改變了人們所處的環境。加油站作為現代生活的重要組成部分，使設備操作方便、安全和快捷，已經成為社會的需要。智能型加油站除了為使用者提供現代化的與人機界面安全操作外，還可提供各類傳統信息和大數據，包括運用數據、設備數據、使用者數據和實時公共數據等，幫助企業通過數據進行市場營銷分析、設備狀態分析，對加油站安全和環保、進銷存和設備的智能化管理，從而提高銷售，減低運營風險。萬物互聯的本質是基于數據的感知和傳輸，而它的基礎就是各種可靠的傳感器和最底層的通訊及信息處理。進行加油站安全與環保設備的集成設計，不僅可以節約改造資金、促進加油站美觀，同時也是適應建設未來智能型加油站的需要。

4 總結和建議

目前部分設備廠家正在研發加油站設備集成的技術方案，但由于出發點不同，對最終目標的理解也不相同。個別廠家的液位儀和測漏傳感器集成系統已在部分地區測試，取得了一定效果。在此基礎上中國石化如果能夠從需求方角度出發，整合各方技術力量，明確技術路線，規范加油站安全與環保系統集成的標準，可以實現加油站安全與環保設備總集成的最佳技術方案。

(1)定義加油站安全環保設備接口。安全和環保系統可以作為加油站的子系統，單獨定義其結構、內部接口和通信協議。傳感器節點以上到控制臺的接口協議可以采用工業總線甚至以太網結構，并定義其通訊的信息層協議，這樣既保障系統的統一，又不限制科技的發展。其中傳感器節點，可以是一個智能單元帶一個或者多個傳感元件，構成傳感系統的一次和二次同體，鼓勵專業廠商發揮各自的長處，發展新技術，實現系統集成的最優化。

(2)將設備技術指標寫入采購要求。召集有技術能力的廠家和行業專家，討論和制定系統接口和協議。將協議下發或者放入下一次招標文件，并在招標過程中嚴格執行。

(3)在加油站改造中做好設備線路與接口的預留。目前，油氣回收在線監測系統只有少數區域或達到銷量要求的加油站應用，仍然有很大部分的加油站尚未安裝，而人孔井測漏傳感器、加油機底盤測漏傳感器以及可燃氣體濃度傳感器的采用則只有在少數試點站進行。因此，加油站在改造中超前預留油氣回收在線監測設備以及人孔井測漏和加油機底盤測漏等傳感器的線路可以省去未來重新布線的麻煩。