淺析加油站油氣回收系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)

周琳 王密倫

【摘 要】本文深入分析了加油站油氣回收治理改造工程勢(shì)在必行的原因，及以測(cè)量技術(shù)為基礎(chǔ)的油氣回收治理方案的關(guān)鍵所在。在借鑒國(guó)外經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，檢測(cè)技術(shù)、測(cè)量方案、測(cè)量設(shè)備應(yīng)運(yùn)而生，不斷發(fā)展，成為有效控制加油站大氣污染物排放的重要保證，為我國(guó)的藍(lán)天工程做出了貢獻(xiàn)。

【關(guān)鍵詞】加油站油氣回收;VOC;回收效率;油罐壓力

隨著對(duì)大氣污染物排放控制日趨重視，我國(guó)對(duì)加油站油氣回收治理改造的范圍和力度不斷加大，油氣回收測(cè)量技術(shù)也在借鑒國(guó)外經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)方案的基礎(chǔ)上不斷提高。

1 加油站油氣回收治理勢(shì)在必行

汽油的揮發(fā)性，造成其在運(yùn)輸和銷售過(guò)程中 0.5%變成油氣損失掉。揮發(fā)的油氣中含有大量的甲苯、二甲苯、乙基苯及其他碳?xì)浠衔铮鄬僦掳┪镔|(zhì)，將危害人員的身體健康，并污染周圍的環(huán)境。由于大多數(shù)加油站建在城鎮(zhèn)交通要道等人群相對(duì)集中地區(qū)，油氣排放的空間高度也在人們呼吸帶范圍，因此油氣對(duì)人體造成的危害不能忽視。

油氣污染物是空氣中 PM2.5 污染源增量、形成霧霾天氣、造成光化學(xué)污染的重要原因之一。油氣成風(fēng)復(fù)雜，在強(qiáng)烈的光照下，油氣中的烯烴類碳?xì)浠衔锖偷趸衔镏g發(fā)生光化反應(yīng)而產(chǎn)生光化學(xué)煙霧，是以臭氧（O3）為主體的多種氧化性化合物，是形成光化學(xué)煙霧的主要成分，近年來(lái)對(duì)流層及地面臭氧對(duì)農(nóng)作物、森林的嚴(yán)重破壞作用，已日益引起廣泛關(guān)注。

從環(huán)保、安全、經(jīng)濟(jì)效益三方面出發(fā)，當(dāng)今世界各發(fā)達(dá)國(guó)家都制定嚴(yán)格的環(huán)保法律，限制儲(chǔ)運(yùn)系統(tǒng)的油氣排放。我國(guó)國(guó)家環(huán)保部 2007 年制訂了國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB20952-2007“加油站大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)”，2008 年又制訂了 HJ/T431-2008“儲(chǔ)油庫(kù)加油站大氣污染治理項(xiàng)目驗(yàn)收檢測(cè)技術(shù)規(guī)范”，進(jìn)一步細(xì)化驗(yàn)收、檢測(cè)的油罐要求和規(guī)范。為全國(guó)范圍內(nèi)的治理工作打下政策基礎(chǔ)。

2 治理方案的基礎(chǔ)是油氣回收治測(cè)量技術(shù)

目前，普遍使用真空輔助式加油站油氣回收系統(tǒng)，見(jiàn)圖加油站油氣回收系統(tǒng)原理圖。

加油機(jī)在向汽車油箱加油的同時(shí)，其油箱中的油氣通過(guò)加油槍——油槍上的流量控制閥——雙層油氣管——拉斷閥——真空泵——回到地下油罐，期望能將汽車油箱中的所有油氣全部抽回到油罐中并儲(chǔ)存，達(dá)到良好的油氣回收效率。

加油站油氣回收系統(tǒng)是將給汽車油箱加加油時(shí)產(chǎn)生的油氣，通過(guò)密閉方式收集進(jìn)入埋地油罐的系統(tǒng)，衡量該系統(tǒng)三項(xiàng)重要指標(biāo)是密閉性、液阻和氣液比。密閉性是在一定氣體壓力狀態(tài)下的密閉程度，液阻是凝析液體滯留在油氣管線內(nèi)或

因其他原因造成氣體通過(guò)管線的阻力，氣液比是 A/L 即加油時(shí)收集的油氣體積 A

與同時(shí)加入油箱內(nèi)汽油體積 L 的比值。在液阻正常、溫壓補(bǔ)償后，有如下關(guān)系：

a.A/L=1 即回氣體積等于加油體積 P=0 油罐內(nèi)為常壓 對(duì)密閉性無(wú)要求

b.A/L>1 即回氣體積大于加油體積 P>0 油罐內(nèi)為正壓 要求密閉性合格

c.A/L<1 即回氣體積小于加油體積 P<0 油罐內(nèi)為負(fù)壓 要求密閉合性格通過(guò)以上關(guān)系可以分析出：a 是一種油氣回收治理的理想狀態(tài)，加油站達(dá)到

污染物零排放;b 會(huì)由于回氣量偏大，造成油罐區(qū)有△L=A-L 的大氣污染物排放;

c 會(huì)由于回氣量不足，造成加油區(qū)會(huì)有△L=L-A 的大氣污染物排放;加油站運(yùn)行的油氣回收設(shè)備是否達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求，關(guān)鍵是檢測(cè)出回氣體積 A，在檢測(cè)出 A 的基礎(chǔ)上才能對(duì)回收設(shè)備進(jìn)行調(diào)整，根據(jù) A/L 的比值，判斷出油氣回收的效果，進(jìn)而保證回收設(shè)備正常，發(fā)揮應(yīng)有的作用。

3 油氣回收測(cè)量原理及技術(shù)發(fā)展

根據(jù)國(guó)標(biāo)要求，需要對(duì)加油站氣液比進(jìn)行測(cè)量。氣液比檢測(cè)時(shí)，加油體積 L

直接從加油機(jī)讀數(shù)，回氣體積 A 通過(guò)在加油槍的噴管處安裝一個(gè)彌合的適配器，該適配器與大氣流量計(jì)連接，氣體選通過(guò)氣體流量計(jì)，然后進(jìn)入加油槍噴管上的油氣收集孔，計(jì)量出氣體體積 A，從而計(jì)算出 A/L。

2007 年，通過(guò)對(duì)歐美的考察了解到采用羅茨（腰輪）流量計(jì)對(duì)氣液比進(jìn)行檢測(cè)。該流量計(jì)為機(jī)械式讀數(shù)表盤(pán)。流量計(jì)的特點(diǎn)是精確度高、范圍度大、結(jié)構(gòu)緊湊堅(jiān)固、入口無(wú)需直管段、使用壽命長(zhǎng)，適于安裝在環(huán)境狹窄的場(chǎng)合，在嚴(yán)酷的氣候條件下精確測(cè)量負(fù)荷變動(dòng)大的氣體流量。

當(dāng)被測(cè)氣體流經(jīng)計(jì)量室時(shí)，流量計(jì)的進(jìn)出口端形成一個(gè)差壓，在此壓力推動(dòng)下，使腰輪旋轉(zhuǎn)，同時(shí)通過(guò)固定在腰輪上的一對(duì)齒輪，使兩個(gè)腰輪交換驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)。由于計(jì)量腔的容積是一個(gè)固定值，所以，被測(cè)氣體的流量與腰輪轉(zhuǎn)數(shù)成正比，并通過(guò)一定傳動(dòng)比的變速機(jī)構(gòu)傳給計(jì)數(shù)器，計(jì)數(shù)器的累計(jì)值即是被測(cè)氣體在某段時(shí)間內(nèi)的體積流量（基型）。

流量計(jì)所顯示的數(shù)值為管道中當(dāng)時(shí)氣體實(shí)際工作壓力和工作溫度狀況下的工況

體積流量，如要得到標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)（1 標(biāo)準(zhǔn)大氣壓、20℃）下的體積流量，可按下列公式換算：Q 標(biāo) =（273.15 + 20）/ 101325 * P / T * Q 工

其中：Q 標(biāo) —— 標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積流量（Nm3 /h）

Q工 —— 當(dāng)時(shí)實(shí)際工作狀況下的體積流量（m3/h）

P工 —— 當(dāng)時(shí)壓力計(jì)讀出的氣體平均壓力（Pa）

P —— 當(dāng)時(shí)管道中的實(shí)際絕對(duì)壓力，若計(jì)量過(guò)程中 壓力有波動(dòng)，則為管道中氣體實(shí)際平均絕對(duì)壓力（Pa）

P ——P 工 + B B —— 當(dāng)時(shí)當(dāng)?shù)氐拇髿鈮毫?T（Pa）

T —— 當(dāng)時(shí)管道中氣體的實(shí)際絕對(duì)溫度（K），若計(jì) 量過(guò)程中溫度有波動(dòng)，則為管道中實(shí)際平均溫度

T —— t + 273.15

T —— 當(dāng)時(shí)溫度計(jì)讀出的氣體平均攝氏溫度

歐美檢測(cè)方案在理論上沒(méi)有問(wèn)題，在檢測(cè)誤差上有待提高。機(jī)械式儀表盤(pán)分辨率流量：1L，這與加油機(jī)汽油體積分辨率 0.01L 差別較大;機(jī)械式儀表盤(pán)流量誤差：5%，誤差明顯較大，無(wú)法滿足相關(guān)部門(mén)的執(zhí)法要求;機(jī)械式儀表盤(pán)計(jì)數(shù)需要估讀，從而進(jìn)一步加大了誤差;密閉性液阻測(cè)試儀、氣液比測(cè)試儀，在使用方面分體式結(jié)構(gòu)給測(cè)量帶來(lái)諸多不便。

2008 年，機(jī)械科學(xué)研究總院—中機(jī)生產(chǎn)力促進(jìn)中心作為北京市環(huán)保局技術(shù)支撐單位，在借鑒國(guó)外經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上研發(fā)出油氣回收綜合檢測(cè)儀，其特點(diǎn)如下：

1.分辨率高（流量：0.01L 壓力：1Pa）

2.誤差高（流量：1% 壓力：0.2%）

3.數(shù)字式顯示【專利保護(hù)】

4.綜合式使用方便（密閉性、液阻、氣液比）【專利保護(hù)】

參考文獻(xiàn)：

[1]樊寶德.楊曉婕主編 油庫(kù)加油站油氣回收與減排技術(shù) 中國(guó)石化出版社 2009 年 10 月

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[4]加油站油氣濃度監(jiān)測(cè)及排放限值研究 2011 年 2 期《機(jī)電產(chǎn)品開(kāi)發(fā)與創(chuàng)新》

[5]加油站油氣回收“監(jiān)測(cè)監(jiān)管+檢測(cè)監(jiān)管”模式及系統(tǒng)研究 2011 年 4 期 《機(jī)械工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化與質(zhì)量》

作者簡(jiǎn)介：

周琳（1986），女，山東省日照市，漢族，助理工程師，本科，研究方向：計(jì)量。