提高加油機(jī)汽油槍流速可行性的探討

劉 棟

〔中國石化銷售股份有限公司 北京 100728〕

加油機(jī)是加油站的主要設(shè)備，是其面向社會(huì)為機(jī)動(dòng)車輛加注各種汽油和柴油的生產(chǎn)工具，具有輸油、計(jì)量、稅控和安全供油的復(fù)合性功能。為了探討提高加油效率和經(jīng)營效益與安全生產(chǎn)的關(guān)系及其可行性，結(jié)合國內(nèi)外加油機(jī)的相關(guān)規(guī)范、文獻(xiàn)資料進(jìn)行了加油機(jī)、潛液泵等關(guān)鍵部件的分析和調(diào)研，提出了一些建議。

1 調(diào)研情況

1.1 加油機(jī)的流速

據(jù)行業(yè)經(jīng)營部門反映，加油站日常運(yùn)行中對(duì)加油槍進(jìn)行實(shí)測時(shí)有流量太小的現(xiàn)象，很多加油槍流量不足30 L/min。

1.2 影響加油流速的因素

關(guān)于加油槍的出口流速國內(nèi)外還沒有明確的限制，但是有對(duì)管道流速的限制。

1.2.1 國際上的相關(guān)規(guī)定

一是國際標(biāo)準(zhǔn)ISO9158對(duì)道路車輛無鉛汽油用加油槍管嘴的流量要求≤50 L/min，國際上現(xiàn)有的加油槍也是基于此標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)。二是英國規(guī)定最大的加油流量汽油不應(yīng)超過50 L/min，柴油不應(yīng)超過130 L/min。三是根據(jù)CARB(美國加州空氣標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì))的建議，為了保證油氣回收系統(tǒng)的回收效率(CARB認(rèn)證回收效率為90 %)，加油流量要小于10加侖，即38 L/min；同時(shí)TUV(歐盟)認(rèn)證要求加油機(jī)汽油槍的流量不允許超過38 L/min。

1.2.2 國內(nèi)的相關(guān)規(guī)定

出于安全方面的考量，一是國家標(biāo)準(zhǔn)GB50156—2012《汽車加油加氣站設(shè)計(jì)與施工規(guī)范》(以下簡稱GB50156)中6.2.2規(guī)定“加油槍應(yīng)采用自封式加油槍，汽油加油槍的流量不應(yīng)大于50 L/min”；條文說明中指出：油箱加滿油時(shí)自動(dòng)關(guān)閉加油槍，避免“油品從油箱口溢出而導(dǎo)致的能源浪費(fèi)及可能發(fā)生火災(zāi)和污染環(huán)境”。考慮到柴油的危險(xiǎn)性較小，在GB50156中未對(duì)柴油加油的最大流量做特別規(guī)定；GB50156標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定地下復(fù)合輸油管道的流速限制為不超過2.8 m/s，計(jì)算7/8吋普通膠管的最大流速約為64 L/min，汽油加油槍油氣回收膠管最大流速約為45 L/min。二是國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 9081—2008《機(jī)動(dòng)車燃油加油機(jī)》中未規(guī)定具體流速和流量的數(shù)值，但指出“額定流量由制造廠商標(biāo)定的在設(shè)計(jì)工作條件下，應(yīng)保證的輸出流量”。

1.2.3 設(shè)備因素的影響

(1)帶油氣回收的加油機(jī)的使用降低了流量。一是汽油加油槍的膠管內(nèi)有直徑12 mm的油氣回收管，使膠管流通的截面積縮小33 %左右，流量同比例減少。二是油氣回收加油槍流速低于同一口徑的普通加油槍。三是加油槍的真空泵會(huì)隨著使用時(shí)間的加長被逐步磨損，抽氣能力會(huì)持續(xù)下降。四是為了確?；厥沼蜌獾臍庖罕冗_(dá)標(biāo)，有時(shí)不得不在加油槍內(nèi)部裝設(shè)限流板以降低流速達(dá)到35～45 L/min范圍。

(2)加油機(jī)在油泵選用上，對(duì)自帶泵的設(shè)計(jì)需考慮流量限制，在潛油泵設(shè)計(jì)上是一機(jī)帶多槍，這兩種情況都會(huì)影響實(shí)際流速和流量。

(3)加油機(jī)流速高在加油過程中會(huì)頻繁跳槍，導(dǎo)致出現(xiàn)無法正常加油的故障。

(4)加油機(jī)的濾網(wǎng)和濾芯。一是清潔狀態(tài)程度，尤其是紙濾芯對(duì)加油流速和流量的影響很大。二是部分省市采用防水濾芯代替?zhèn)鹘y(tǒng)濾芯，防水濾芯遇水后膨脹，造成流通面積減小，阻力增大，加油流速降低。

(5)實(shí)際情況中，輸油管線的距離會(huì)對(duì)多數(shù)油槍的實(shí)際加油速度產(chǎn)生影響。

除了上述的影響因素之外，計(jì)量器、膠管、拉斷閥等均會(huì)產(chǎn)生一定的壓力損失。對(duì)于具備油氣回收功能的汽油加油機(jī)而言，同軸膠管、油氣分離閥、機(jī)械式氣液比調(diào)節(jié)閥等所產(chǎn)生的壓力損失比普通加油機(jī)大。

1.3 加油機(jī)流速對(duì)經(jīng)營和安全的影響

(1)汽油流速越高造成靜電累積會(huì)越多，意味著起火風(fēng)險(xiǎn)也越大。服務(wù)人員實(shí)際見證了多起正常加油起火的現(xiàn)象(專業(yè)解釋見NFPA美國消防協(xié)會(huì)的學(xué)術(shù)文章)。

(2)加油機(jī)流速會(huì)使油氣回收合格率受到影響，影響經(jīng)營的同時(shí)更易受到處罰?！都佑驼敬髿馕廴九欧艠?biāo)準(zhǔn)》GB 20952中規(guī)定：“各種加油油氣回收系統(tǒng)的氣液比均應(yīng)在大于等于1.0和小于等于1.2的范圍內(nèi)”，當(dāng)加油機(jī)流速過高超過標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定流量時(shí)，整個(gè)系統(tǒng)的油氣比就無法滿足上述國家標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定值。如果加大流量就要求油氣回收泵的回氣量高，會(huì)造成油氣回收系統(tǒng)使用一段時(shí)間后回氣能力滿足不了要求，氣液比超標(biāo)嚴(yán)重的情況。另外，在線監(jiān)測系統(tǒng)也對(duì)加油流速有要求，在美國基本也是按照CARB的要求，在38 L/min的流速內(nèi)保證在線監(jiān)測系統(tǒng)的有效運(yùn)行，同樣，高于40 L/min的加油流速也會(huì)造成在線監(jiān)測系統(tǒng)氣液比監(jiān)測異常的情況。

(3)加油機(jī)為了防止加油中現(xiàn)出雜質(zhì)并減少油液雜質(zhì)對(duì)流量計(jì)的影響，多數(shù)加油機(jī)設(shè)置了過濾裝置。加油機(jī)必須保持濾芯干凈才能滿足正常流量出油。過濾裝置未定期清洗或更換對(duì)加油槍的流量影響較大。清洗周期應(yīng)根據(jù)油質(zhì)和地下管線的干凈程度而定，對(duì)邊卸邊發(fā)的加油站，過濾網(wǎng)堵塞過程相對(duì)更快，需要檢查清理得更頻繁。

(4)拉斷閥脫落及加油機(jī)逆流影響。目前帶油氣回收的加油槍的實(shí)際工作流速多在40 L/min以下，平均流速32 L/min左右，若提高到50 L/min，在自封速度不變的情況下，水擊沖擊力會(huì)提升56 %以上。目前拉斷閥的拉斷力標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)鎖定，不能無限提高，如直接提高，拉斷閥脫離的風(fēng)險(xiǎn)會(huì)成倍增加。同時(shí)，膠管的彈性會(huì)因流速過快造成油品逆流，對(duì)加油機(jī)造成較大沖擊，帶來計(jì)量不準(zhǔn)、加油機(jī)故障增加等很多問題。

2 調(diào)研的推論

2.1 流速不能突破現(xiàn)有各種標(biāo)準(zhǔn)及要求提高

(1)沒有依據(jù)能提高。沒有可靠、穩(wěn)定、安全的技術(shù)和實(shí)踐驗(yàn)證不能盲目提高。

(2)提高會(huì)有重大安全風(fēng)險(xiǎn)。

2.2 有合理提高空間，需要日常維護(hù)保持

(1)概念錯(cuò)誤。這不是流速問題，是流量問題。

(2)理論上流量可以提高。提高有條件，使用中如何保持理論流量也同樣有很多制約因素。

2.3 流速提高的負(fù)面影響

(1)流速高易使加油機(jī)出現(xiàn)故障。

(2)流量大對(duì)加油機(jī)汽油部分的影響。國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的氣液比范圍為1.0～1.2，油氣回收系統(tǒng)異常增大、系統(tǒng)平衡被打破，還必須考慮油氣回收和在線監(jiān)測系統(tǒng)的匹配性。

(3)對(duì)經(jīng)營的影響。一是頻繁跳槍造成加油機(jī)故障、油氣回收不合格等，影響加油站的正常經(jīng)營。二是設(shè)備能耗加大，經(jīng)營成本加大。

(4)對(duì)安全的影響。易產(chǎn)生油品靜電危害，會(huì)引起火災(zāi)。

(5)根據(jù)局部檢測結(jié)果而盲目換設(shè)備，不能解決系統(tǒng)問題，運(yùn)行一段時(shí)間維護(hù)不到位，會(huì)造成更大的投資浪費(fèi)。

3 解決方案的建議

3.1 可能的方法

(1)減少壓力損失。一是管線距離盡量短。二是減少不必要的彎頭接頭。

(2)增大油泵的壓力。

(3)減少油泵帶的槍數(shù)。

(4)定期清洗或更換加油機(jī)過濾裝置。

(5)加油槍口和管直徑加大。

3.2 可行性分析及建議

(1)采取縮短管線距離等減少壓力損失的措施，需要設(shè)計(jì)、施工整體布置時(shí)要同步考慮。一是設(shè)計(jì)和施工中要有懂技術(shù)、有實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)、會(huì)把關(guān)的人員主持。二是需要思想上統(tǒng)一認(rèn)識(shí)，審圖、監(jiān)理等施工管理落實(shí)到位。三是新建或改造站時(shí)可以做到，已經(jīng)改完的站要想解決投入會(huì)很大，時(shí)機(jī)合適逐步提高。

(2)增大油泵的壓力?？梢钥紤]換功率大的潛泵，目前成熟的有2.0匹的潛泵。潛泵的工作壓力可以從2 kg提高到3 kg，即將現(xiàn)有的0.75匹或1.5匹的潛泵升級(jí)為2.0匹的增強(qiáng)型潛泵。3 kg的壓力是限值，因?yàn)榧佑蜋C(jī)設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)承壓是3 kg的壓力。從實(shí)際應(yīng)用看，用2匹潛泵的情況下，油槍流速能達(dá)到50 L/min。問題是造價(jià)提高，要和經(jīng)營的盈利能力相匹配，大站、盈利站可優(yōu)先選用。

(3)減少油泵帶動(dòng)的加油槍數(shù)量。一是自帶泵將普通流量的直聯(lián)泵更換為大流量直聯(lián)泵，流量應(yīng)該有提升，需要經(jīng)試驗(yàn)驗(yàn)證。二是潛泵需要根據(jù)罐的位置及所帶加油槍數(shù)量綜合考慮匹配，但實(shí)際中是矛盾的。銷量大的加油槍多，但對(duì)應(yīng)的油罐數(shù)罐口位置少，具體要看有沒有位置安裝更多的泵。銷量小的站加油槍數(shù)少，安裝油泵匹配的槍不多，但為增大流量會(huì)浪費(fèi)設(shè)備能力，因此建議按照經(jīng)濟(jì)性考慮。

(4)定期清洗或更換加油機(jī)過濾裝置。定期檢查濾網(wǎng)的狀態(tài)，正常保養(yǎng)清洗濾網(wǎng)，避免濾網(wǎng)堵塞影響流速。需要根據(jù)使用情況定期進(jìn)行流速測試和更換濾網(wǎng)，如果油槍最大的加油流速低于30 L/min，那么可以針對(duì)本文提到的各種因素進(jìn)行逐項(xiàng)排查。濾芯廠家建議，水濾芯使用3個(gè)月或當(dāng)加油流速降至初始流速的60 %時(shí)，建議更換濾芯；當(dāng)加油流速降至初始流速的40 %時(shí)，則必須更換濾芯。

(5)加油槍口和管直徑加大。加油槍膠管：現(xiàn)有尺寸已經(jīng)因?yàn)橛蜌饣厥諒?/4吋增加到7/8吋的改進(jìn)空間已經(jīng)不大。鑒于柴油有1吋的膠管，原則上汽油也可以用更大尺寸膠管，但需要綜合評(píng)估加油機(jī)和油槍的適應(yīng)性。大尺寸膠管會(huì)造成的影響是重量大，易在加油過程中造成油槍脫落的風(fēng)險(xiǎn)。

(6)其他因素。加油機(jī)內(nèi)部管路設(shè)計(jì)、電磁閥、加油站內(nèi)部管路設(shè)計(jì)雖然也對(duì)加油流速造成一定影響，但由于涉及成本、管理問題，可改變的可能性不大，不能作為主要因素考慮。

4 結(jié)語

綜上所述，通過以上措施，能夠?qū)⒓佑驼酒蜆尩牧魉偬嵘?0～45 L/min。需要從可實(shí)施的便捷性、投入成本等方面綜合考慮。根據(jù)加油站的具體情況，在設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)充分考慮潛油泵的選型，以滿足多把加油槍同時(shí)加油時(shí)對(duì)流量的需要。針對(duì)站點(diǎn)的忙閑程度、加油槍同時(shí)使用的概率等條件，配置合理功率和出口壓力的潛油泵，保持加油流速的穩(wěn)定和安全，才能保障合理的流量。