加油站油氣回收系統(tǒng)檢測數(shù)據(jù)的分析與測評*

謝小芳 萬 勇 李焯健 張達遠

(廣州能源檢測研究院，廣州 510170)

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加油站油氣回收系統(tǒng)檢測數(shù)據(jù)的分析與測評*

謝小芳 萬 勇 李焯健 張達遠

(廣州能源檢測研究院，廣州 510170)

對加油站油氣回收系統(tǒng)歷史檢測數(shù)據(jù)(密閉性、液阻、氣液比)進行了統(tǒng)計分析及測評，歸納了一些有益的檢測結論，用以提高檢測人員的工作能力，指導技術機構更好地開展油氣回收系統(tǒng)驗收及周檢工作，具有重要的參考意義。

油氣回收系統(tǒng); 檢測儀; 密閉性; 液阻; 氣液比; 測評

0 引言

汽油具有揮發(fā)特性，其在儲、運、銷過程中會產(chǎn)生揮發(fā)性混合烴類氣體(簡稱油氣)。油氣的揮發(fā)是揮發(fā)性有機物(Volatile Organic Compound，VOC)排放的重要來源之一[1]，儲油庫和加油站因儲、銷過程而產(chǎn)生的VOC排放對健康、環(huán)境、安全以及油品質(zhì)量等帶來了一系列負面影響[2]，油氣揮發(fā)也造成資源浪費和經(jīng)濟損失。為此，我國于2007年針對油氣排放問題頒布了GB 20950—2007《儲油庫大氣污染物排放標準》、GB 20951—2007《汽油運輸大氣污染物排放標準》、GB 20952—2007《加油站大氣污染物排放標準》等國家強制性標準，并規(guī)定了完成儲油庫、加油站油氣治理達到排放要求的時間表。據(jù)此，各地先后開展了儲油庫、加油站油氣回收系統(tǒng)改造、新建、驗收工作。廣東省于2009年頒布《廣東省油氣回收綜合治理工作方案》，進而開展了油氣排放污染治理工程。

1 加油油氣回收系統(tǒng)

加油站油氣回排放治理工程主要是在加油站安裝油氣回收系統(tǒng)。加油站的油氣回收系統(tǒng)實際上分為卸油油氣回收系統(tǒng)(稱為一次回收系統(tǒng))與加油油氣回收系統(tǒng)(稱為二次回收系統(tǒng))，如圖1所示。本文主要討論加油油氣回收系統(tǒng)的檢測數(shù)據(jù)分析與測評問題。

圖1 一次和二次油氣回收系統(tǒng)

2 檢測項目及方法

依據(jù)GB 20952—2007和HJ/T 431—2008規(guī)定，油氣回收系統(tǒng)檢測項目主要是密閉性、液阻和氣液比三個項目；檢測主要使用的計量器具為加油站綜合檢測儀(以下簡稱檢測儀)，外觀及部件如圖2所示；具體檢測內(nèi)容、標準器及檢測要求如表1所示。

圖2 檢測儀外觀及部件圖

目前行業(yè)內(nèi)較多研究是針對油氣回收系統(tǒng)存在的問題所進行的描述與探討[3-5]，而對實際的檢測數(shù)據(jù)缺乏必要的關注與分析。

表1 加油站油氣回收系統(tǒng)檢測指標、設備和要求

3 機構檢測情況

廣州能源檢測研究院自2009年起開始進行加油站油氣回收系統(tǒng)工程的檢測、執(zhí)法驗收工作，2009～2010年一年多的時間內(nèi)，檢測驗收加油站油氣回收系統(tǒng)共141家，其中，密閉性檢測141項，油氣管路液阻檢測543個，加油槍氣液比檢測項為1941支，積累了大量的實際檢測數(shù)據(jù)及工作經(jīng)驗。

4 檢測數(shù)據(jù)的分析與測評

4.1 密閉性檢測

4.1.1 標準方法分析

GB 20592—2007表2中規(guī)定了加油站油氣回收系統(tǒng)密閉性檢測最小剩余壓力限值，對于給定受影響加油槍數(shù)條件下，如1～6支時，儲罐油氣空間與最小剩余壓力限值成一定相關關系，如圖3所示。

圖3 儲罐油氣空間與最小剩余壓力限值的關系

通過擬合得知，它們之間呈指數(shù)分布關系。依據(jù)GB 20592—2007附錄B的方法，對加油站油氣回收系統(tǒng)用氮氣充壓至500Pa，每隔1min記錄一次系統(tǒng)壓力，5min后記錄系統(tǒng)最終壓力，并與表2的限值進行對比。

4.1.2 數(shù)據(jù)分析

通過對已完成的141項密閉性檢測所得剩余壓力值進行分析，其結果如圖4所示。

圖4 儲罐油氣空間與實測剩余壓力的關系

其擬合曲線指數(shù)形式為：

y=Aex/B+C

式中：y為檢測壓力值；x為儲油罐油氣空間；A、B、C均為常數(shù)；相關性系數(shù)R為0.6730。

可見此結果從側面驗證了油氣空間大小與剩余壓力限值呈指數(shù)關系的合理性。

4.1.3 測評結論

1)如發(fā)現(xiàn)密閉性檢測不符合GB 20592—2007表2要求，即表明油氣回收系統(tǒng)管路、閥門等可能出現(xiàn)了泄露，這種情況下進行氣液比或液阻檢測均無意義，故建議密閉性為首要檢測項，如發(fā)現(xiàn)密閉性檢測不符合要求，檢測工作應立即終止。

2)依據(jù)GB 20592—2007表2儲油罐油氣空間與最小剩余壓力限值成指數(shù)關系，在擁有同樣數(shù)量加油槍、同樣漏氣速率的條件下，油氣空間越小，壓力降越大，即剩余壓力值也就越小。

3)同樣大小油氣空間的條件下，加油槍數(shù)越多，有漏點的可能性就越大，剩余壓力值也就越小。

4)除油氣回收系統(tǒng)本身密閉性外，還應考慮檢測儀本身的密封情況，若檢測儀本身存在泄露，對密閉性、液阻及氣液比檢測均會有較大的影響，因此檢測前的試漏工作顯得尤為重要。

4.2 液阻檢測

4.2.1 標準方法分析

油氣回收液阻檢測是用氮氣分別以18L/min、28L/min、38L/min流量充入油氣管路，以檢測凝析液體滯留在管線內(nèi)或因其他原因造成氣體通過管線時的阻力，若測得壓力為分別小于40Pa、90Pa、150Pa，則油氣回收系統(tǒng)管線通暢，不阻礙油氣的回收利用。

4.2.2 數(shù)據(jù)分析

對已完成的141家加油站共543個油氣管路液阻檢測的阻力值進行分析，其結果如圖5～圖7所示。經(jīng)分析，543個油氣管路在氮氣流量為18L/min下測得液阻平均壓力18.6Pa，最大液阻為38Pa，其中液阻壓力值超過30Pa的油線管路為34個；氮氣流量在28L/min下測得液阻平均壓力33.5Pa，最大液阻為78Pa，其中液阻壓力值超過70Pa的油線管路為9個；氮氣流量在38L/min下測得液阻平均壓力53.4Pa，最大液阻為125Pa，其中液阻壓力值超過120Pa的油線管路為4個。

圖5 18L/min下測得液阻壓力值

圖6 28L/min下測得液阻壓力值

圖7 38L/min下測得液阻壓力值

4.2.3 測評結論

1)液阻檢測符合要求時，說明管路存在較少或無凝析液，管路通暢；反之不符合要求時，說明管路有凝析液或其它物質(zhì)堵塞，油氣回收的效果不能得到體現(xiàn)，同時也會直接影響氣液比的檢測結果。

2)檢測用氮氣流量越大，回收管線所受到的壓力越大。

3)檢測用氮氣流量較大時，管線內(nèi)即使有少許雜質(zhì)堵塞，也很容易被沖開，進而通過檢測；反之大流量檢測不合格，則小流量檢測往往也會不合格。因此檢測液阻時可先在大流量點進行檢測，能起到管路疏導作用，之后再進行小流量點檢測。

4)由于檢測儀上的流量與壓力指標具有一定的相關性，因此要求檢測儀上流量與壓力的相關性不能太大，否則容易將檢測儀本身的誤差帶入到系統(tǒng)檢測中，對油氣回收系統(tǒng)檢測結果造成影響，嚴重者誤判系統(tǒng)檢測不合格。

4.3 氣液比檢測

4.3.1 標準方法分析

氣液比是評估加油站揮發(fā)性有機物(VOC)排放控制中非常重要的參數(shù)[6]，氣液比檢測是通過測出加油槍內(nèi)通過的汽油體積及系統(tǒng)回收的油氣體積，通過計算兩者的比值從而得到氣液比。GB 20592—2007規(guī)定每個加油槍檢測為1.0≤氣液比≤1.2時滿足要求。

4.3.2 數(shù)據(jù)分析

通過對141家加油站共1941支加油槍氣液比檢測數(shù)據(jù)的分析，統(tǒng)計結果如圖8所示。從圖上可以看出，90%的加油槍檢測所得氣液比在1.0～1.15范圍內(nèi)。

圖8 氣液比數(shù)據(jù)統(tǒng)計

4.3.3 測評結論

1)氣液比檢測結果直接表明每支加油槍加油時，油氣回收的比例，根據(jù)置換法則以及油氣帶入情況，標準規(guī)定了1.0～1.2之間的氣液比數(shù)值。

2)為了計算氣液比，需要知道氣體累積量與液體汽油的累積量，前者由檢測儀上的氣體流量計(1.5級)得出；后者由被檢加油槍(0.3級)計量得出。顯然氣體流量計的準確度較差，實際應用時氣體流量計讀數(shù)必須進行修正，且要求其具有較好的穩(wěn)定性與重復性。

5 結束語

本文通過對實際開展的油氣回收系統(tǒng)檢測數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析與專業(yè)測評，得出了一些有用的結論，包括了對標準方法的分析與應用、檢測過程注意事項的陳述；其中重點強調(diào)了檢測儀自身的性能要求，這就要求必須對檢測儀進行定期溯源，因此急需制定統(tǒng)一的檢測儀檢定規(guī)程或校準規(guī)范，以指導技術機構開展此項目。

[1] 沈旻嘉, 郝吉明, 王麗濤. 中國加油站VOC排放污染現(xiàn)狀及控制[J]. 環(huán)境科學, 2006(08): 1473-1478

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[3] 劉振宇, 徐建平. 加油站油氣回收檢測的常見問題及其對策[A]. “加快經(jīng)濟發(fā)展方式轉變——環(huán)境挑戰(zhàn)與機遇”——2011中國環(huán)境科學學會學術年會[C]. 烏魯木齊, 2011.4

[4] 劉金, 侯有仁. 加油站油氣回收系統(tǒng)原理及其檢測中的問題[J]. 計量與測試技術, 2013 (08): 25-26

[5] 李明哲. 加油站油氣回收系統(tǒng)檢測原理、方法及檢測中發(fā)現(xiàn)的問題[J]. 山東化工, 2015,(08): 95-96

[6] 李英杰, 暢孟東, 劉喆,等. 加油站VOC排放污染控制中的氣液比取值[J]. 上海工程技術大學學報, 2012(03): 247-250

*廣州市質(zhì)量技術監(jiān)督局科技項目(2014kj11)

10.3969/j.issn.1000-0771.2015.12.03