加油站在线监控模块在油气回收设施长效管理中的应用

环境监测管理与技术

2018年4月

加油站在线监控模块在油气回收设施长效管理中的应用

卞吉玮，刘娟，黄伟民

(上海市环境监测中心，上海 200235)

摘要：以上海市为例，分析了加油站油气回收设施的运行现状，以及存在的内部管理制度落实不到位、治理设施维保

难落实等问题，并在此基础上提出了加油站在线监控模块的设计思路。对加油站的跟踪测试表明，应用汽油枪气液比在线 监控数据，有助于及时判定故障和报修，降低油气回收设备的维护成本;应用油罐压力在线监控数据，可以有效反映卸油时 的油气泄漏情况，便于对卸油全过程实施监控。

关键词：在线监控；油气回收设施；气液比'油罐压力；加油站中图分类号：X511 文献标志码：B 文章编号$1006 -2009(2018)02 -0068 -04

Application of On-line Monitoring Module in Long-term

Management of Vapor Recovery

BIAN Ji-wei，LIU Ju?，HUANG Wei-min

(Shanghai Environmental Monitoring Center， Shanghai 200235， China)Abstract $ Taking Shanghai ery system in

gas station

and

as

an

example，

this

paper analyzed the

out

current operation

the problems of failing to carry inner management system and

nance ，presented the idea of how to design the on-line monitoring module. Results from tracking monitoringshowed that on-line data of vapor-liquid ratio could be used for timely fault judgment，and cutting the mainte­nance cost. On-line data of vapor space pressure could be used for supervising oil or gas leak in the wholeprocess of oil unloading.

Key words $ On-line monitoring ； Vapor recovery ； Vapor-liquid volume ratio ； Vapor space pressure;Gas station

依据国家针对成品油储运销环节的油气排放

控制标准，上海市于2013年基本完成了加油站系 统油气回收治理改造和验收监测[\"]。同年，全市 各级环保部门针对油气回收治理设施开展了监督 抽测和现场检查，加油站和储油库的油气排放得到 了有效控制。然而，随着时间推移，油气回收的效 果呈现下降趋势，管理制度不健全、人员操作不规 范及设备自身设计存在缺陷等诸多因素导致油气 回收效率难以达到预期。因此，寻求一种有效的解 决办法，保障油气回收持续有效迫在眉睫。1

加油站油气回收设施运行现状

2013年末，上海市基本完成了加油站油气回 —68 —

收验收监测，环保部门的工作重点逐步转变为对油

气回收设施的不定期抽查。据统计，该市共有754 座加油站完成了密闭性验收监测，密闭性指标一次 达标率为96. 8% ;共检测汽油枪6 014把，气液比 指标一次达标率为90. 4%。2011年一2016年全 市共抽检汽油枪5 507把，平均达标率为62.2%。

2016年的统计数据显示，汽油销量大的加油 站油气排放超标问题突出。全年共抽测加油站 156座，其中，1/3及以上汽油枪气液比超标的加油 站占全市抽测数的43% ;1/2及以上汽油枪气液比 超标的加油站占35% ;所有汽油枪气液比均超标收稿日期$2017 -04 - 17;修订日期$2018 -01 -06

作者筒介:卞吉玮（1984—），男，上海人，工程师，工程硕士，从 事环境监测工作。

1.1 监督抽测情况

第30卷第2期

卞吉玮等.加油站在线监控模块在油气回收设施长效管理中的应用

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的加油站占6%。此外，对部分汽油年销量达万t 以上的加油站抽测，发现存在真空压力阀（P/V 阀）失效导致储罐压力过大、回气口违规开启、回 气口溅油等问题。1.2 监督检查情况

上海市成品油储销量巨大，油气排放控制是挥 发性有机物（VOCs)控制的重要内容[4]。然而，抽 检结果显示，该市油气回收型加油枪的气液比一次 检测通过率仅为66%，末端处理装置有3/4不能 正常运行。为此，对加油站开展随机现场检查，发 现如下问题:①未建立内部油气回收管理机制，站 内无治理设施巡检台账，治理设施未按要求自检， 回收设备不能正常运行；②管理机制落实不到位， 伪造虚假台账，存在闲置或拆除治理设施、不接回 气管等违规行为。

加油站卸油不规范行为包括回气管无密封卡 口、卸油不接回气管、擅自拆除处理装置、汽油枪无 集气罩等。根据美国AP-42排放系数手册中的 卸油损失公式估算，在不接回气管卸油的情况下， 末端排口油气质量浓度约为&$0 g/m3 (以非甲烷 总烃计）[“]。按

一

作人员在卸完油后打开量油口量油[7];在实际加 油过程中，大部分加油员习惯将油枪挂在油箱口后 离开加油岛，油枪集气罩与油枪不能很好匹配，油 气明显泄漏。监测数据表明，不同类型和品牌的车 辆在加油过程中加油口的油气浓度存在差异，当油 枪集气罩与油枪匹配较好时，油气排放浓度较低， 反之则浓度显著升高，甚至达到油气爆炸最低 限值。

2.2 治理设施维保难落实

油气回收各项指标的检测均需要专业人员配 备专业检测设备，而由于技术力量不足及检测频次 有限，难以做到及时发现问题。通常企业依赖于 “闻、听、摸”等方式对设备故障排查检修，当发现 问题时油气回收设施可能已经完全损坏。此外，油 品销售企业每年花费在油气回收设施维修保养上 的费用多达几百万元，其中还不包括更换加油机、 人员培训等支出。据统计，维修一台油气回收抽气 泵的花费接近于更换一台抽气泵费用的1/3,无疑 加重了企业的经济负担。因此，研发有效的监控技 术有助于企业摆脱困境，突破管理“瓶颈”。3

加油站在线监控模块设计思路

近年来，上海市在油气回收治理方面积累了- 定的实践经验。对整个油气回收系统的运作及效 率分析表明，在线监控技术可以弥补人为检测和管 理能力不足的“短板”。油气回收系统综合业务平 台可以实现对环境控制相关数据和业务的集中管 控，通过大数据分析，提升监管效率，预防风险。加 油站在线监控模块是综合业务平台的一个重要组 成部分[8]，见图1。

次卸油20 m3计，整个卸油过

程将排放油气约11.8 k/。假设加油站全年每次卸 油均不接回气管，则将排放油气约4 307 Z/。22. 1

问题分析

内部管理制度落实不到位

经调查发现，一些较小规模的石油销售企业及 民营加油站管理能力明显不足。个别加油站为了 缩短卸油时间，卸油时不接回气管，并且开启末端 排口，在加油过程中油气从排口直接排放；有些工

系统管理用户管理角色管理权限管理系统参数设定

I

基础数据管理油品企业维护加油站维护加油站详情业务参数设定

1

在线监测监测数据查询警告报警查询错误数据警告数据通道异常

I

污染分析查询综合仪表盘警告报警率数据质量分析时间趋势图

1

支撑业务管理巡检记录查询减排记录查询运维记录查询卸油记录查询视频管理查看

移动支持

警告报警通知 综合仪表盘

监测数据处理

数据接收解析

数据上报

警告报警计算

警告报警通知

1

报表分析

Q/1

图1油气回收系统综合业务平台框架

The supervision frameworlc of vapor recovery system

4. 1 气液比数据比对

—69 —

4加油站在线监控模块应用分析

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通过对上海市某安装了在线监控的加油站比 对测试，共获得4个油气流量传感器24对有效气 液比数据，相对准确度范围为1.88%〜4.86%，相 对误差范围为-0.766%〜-0.062%，平均相对误 差为-0. 19 9 a %测试结果满足《加油站油气回收 在线监控系统技术要求及检测方法（试行）》的要 求，每个油气流量传感器平行测定样本数据的相对 准确度不大于10%，且加油量示值的平均相对误 差不超过±0.3% %

4.2 气液比数据的在线应用

选取3座典型加油站开展跟踪测试，加油站基 本情况见表1%测试前对油气治理设施进行必要 的维护保养及调试，测试过程中加油站正常营业， 由在线仪器记录气液比数据。

表1加油站基本情况Table 1 The basic information of the gas stations属企业编号所

ABC

图2 A加油站1测试结果Fig. 2 The testing results of A gas station

内，说明该汽油枪基本没有回收油气，气液比严重 超标。在正常状态下，通过油枪被回收的油气体积

分数为40%〜50% %该汽油枪测试的油气体积分 数最高值为91%，可以初步判断回气管路内可能 有油滴进入。结合经验，对比气液比日均值，判定 该汽油枪对应的真空泵机体内可能有油滴抽入。 该情况通常是由于泵内转轴经过一段时间的非正 常状态摩擦，导致泵磨损或者卡死，真空泵无法正 常运转，继而影响汽油枪的吸气效果。4.3 压力数据的在线应用

通过分析在线监控系统中油罐压力的变化情 况，可以判断油罐是否存在泄漏，以及非卸油时段 整个回收系统的密闭性是否良好。连续监控A加 油站油罐压力变化情况，该站末端排放区域安装了 P/V阀，站内阀门开启压力设定为1 000 Pa，当油 罐压力低于1 000 Pa时阀门密闭，高于1 000 Pa时 打开阀门释放压力。因此，该站油罐压力基本不会 超过1 000 Pa，与监控结果相符。

A加油站同期油罐压力波谷出现时间及卸油

中石化

中石化中石油

汽油枪数 加油机数

(/台(/把

28

48

26

油年销量末端汽

m/1处理

4 000无

3 000无

3 000有

A加油站1号和8号汽油枪气液比日均值变

化见图2%由图2可见，2把汽油枪的气液比日均 值在测试初期均符合国家标准限值要求，而在使用 过程中其性能逐步下降，气液比日均值也呈下降趋 势。1号汽油枪在测试前半个月的气液比日均值均 保持在110%以上，后半个月数值逐渐低于110%， 在测试后期数值下降趋势明显，且波动基本消失，说 明该汽油枪出现回气故障，难以保障正常回气。

W加油站7号汽油枪连续7个月的气液比和 油气日均值测试结果表明，在测试过程中，7号汽 油枪的气液比日均值基本维持在30%〜40%区间

时间段见表2%卸油时加油站暂停营业，此时不考 虑汽油枪气液比对油罐压力的影响。

表2 A加油站油罐压力波谷出现时间及卸油时间段

Table 2Vapor space pressure changesin A gas stationcompare with oil off-loading timing

日期时间（压力波谷）卸油时间段油气体积分数①+%

1月10日

11 $15:5810:40—11:19

66.3

1月11日13:35:4113:00—13:35

15.0

1月12日7:02:096: 00—6:4019.9

1月13日13:33:4613:00—13:34

33.0

①为卸油时间段油气体积分数均值，由于风速、风向等均会影响站内油气扩散，故该数值仅作为卸油油气泄漏的参考。1月 10日—13日非卸油时间段油气体积分数均值为14.5% %

结合油罐压力监控结果及表2,分析卸油时油 —70 —

罐压力的变化情况，发现罐内压力均出现波谷现

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象，且波谷出现的4个时间点与卸油时间段吻合， 由此表明压力波谷出现原因与卸油过程中的泄漏 相关。从卸油时间段对应的油气测定均值可以看 出，在卸油过程中卸油区的油气体积分数偏高，进 一步说明油罐压力出现波谷与油气泄漏有关。5

结语

⑴根据实际监测和检查结果综合分析，现有

⑷整个油气回收系统的功效建立在密闭性 良好的基础上，而在实际运行过程中现场管理人员 很难对卸油全过程实施监控，在线监控的油罐压力 实时数据则可以有效反映卸油时回气接口处的油 气泄漏情况。

[参考文献]

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监测能力和管理方式难以实现对加油站油气回收

[2] 栾辉，李巨峰，唐智和.油气回收在线监测技术发展现状及改

效果的有效监控，采取在线监控手段是解决问题的

进建议[X •油气田环境保护，2016，26 (3 ) $37 - 39.

可选途径。[3 ]李汉勇.油气回收技术[M ].北京：化学工业出版社，2008 $ 1

(2) 通过跟踪分析加油站的在线监控数据，发 -36.

[4] 韩丰磊，刘广哲，张荷，等.石化行业VO:泄漏检测与修复 现受使用环境及设备自身影响，汽油枪气液比的数

技术的发展现状与展望[X.环境监测管理与技术，2016，28

值会在一定范围内上下波动。汽油枪经一段时间

⑷ $6 -9.

使用后，若不维护保养，则其回收油气的效果将呈

[5] 史小春，钱华，戴海夏，等.上海加油站各环节油气排放情况

现持续下降趋势。[X.三峡环境与生态，2011，33(6)$51 -56.

(3) 回气管中油气与气液比的数值变化表明， 6] [李智玮，钱华，戴海夏.加油站在线监控系统简述与应用展望

[X.油气田环境保护，2011，21(1)$53 - 56.不规范的加油操作会使油滴通过加油枪吸人真空

[7] 史小春，钱华，戴海夏，等.我国油站量油技术与油气排放浅 栗内，从而导致栗磨损，不及时处理故障，最终会造

析[X.环境监测管理与技术，2011，23 (5) $17 -22.

成回气栗报废。采取在线监控可以协助加油站工

[8] 沈燕，蒋志刚.在线监测、联网监控加油站油气回收系统的开

作人员及时判定故障和报修，降低油气回收设备的 发[X.中国市场，2015(42)$134 - 135.维护成本。本栏目编辑吴珊姚朝英

(上接第67页）

宜兴环保企业的最大弊病就是企业小而散，同 质化竞争严重。要打破同质化竞争格局，最为关键 的是要提高企业产品的市场区分度。如何在众多 低端制造小型企业中脱颖而出，便成为宜兴环保企 业家们在规划企业长远发展计划时首要面对的问 题。对于一些中小型企业，需要立足自身核心价 值，在产品，市场（价格、分销、售后服务），形象等 方面实行差异化战略[10]。例如可以通过引进国内 高校及国外的先进技术，瞄准高端制造市场，形成 自身核心价值，在环保行业树立一定的品牌地位。 同时积极创新，不断开辟新市场，从而打破创新后 即被模仿而失去市场份额的死循环。以长远的目 光看待环保行业的发展，以规范管理要求自身，与 国际接轨，不放弃对高品质的追求，才能使企业立 于不败之地。

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调查分析[X •环境监测管理与技术，2016，28 (3 )$29 - 32.

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