謝小芳 萬(wàn) 勇 李焯健 張達(dá)遠(yuǎn)

(廣州能源檢測(cè)研究院，廣州 510170)

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加油站油氣回收系統(tǒng)檢測(cè)數(shù)據(jù)的分析與測(cè)評(píng)*

謝小芳 萬(wàn) 勇 李焯健 張達(dá)遠(yuǎn)

(廣州能源檢測(cè)研究院，廣州 510170)

對(duì)加油站油氣回收系統(tǒng)歷史檢測(cè)數(shù)據(jù)(密閉性、液阻、氣液比)進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)分析及測(cè)評(píng)，歸納了一些有益的檢測(cè)結(jié)論，用以提高檢測(cè)人員的工作能力，指導(dǎo)技術(shù)機(jī)構(gòu)更好地開(kāi)展油氣回收系統(tǒng)驗(yàn)收及周檢工作，具有重要的參考意義。

油氣回收系統(tǒng); 檢測(cè)儀; 密閉性; 液阻; 氣液比; 測(cè)評(píng)

0 引言

汽油具有揮發(fā)特性，其在儲(chǔ)、運(yùn)、銷(xiāo)過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生揮發(fā)性混合烴類(lèi)氣體(簡(jiǎn)稱(chēng)油氣)。油氣的揮發(fā)是揮發(fā)性有機(jī)物(Volatile Organic Compound，VOC)排放的重要來(lái)源之一[1]，儲(chǔ)油庫(kù)和加油站因儲(chǔ)、銷(xiāo)過(guò)程而產(chǎn)生的VOC排放對(duì)健康、環(huán)境、安全以及油品質(zhì)量等帶來(lái)了一系列負(fù)面影響[2]，油氣揮發(fā)也造成資源浪費(fèi)和經(jīng)濟(jì)損失。為此，我國(guó)于2007年針對(duì)油氣排放問(wèn)題頒布了GB 20950—2007《儲(chǔ)油庫(kù)大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》、GB 20951—2007《汽油運(yùn)輸大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》、GB 20952—2007《加油站大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》等國(guó)家強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)，并規(guī)定了完成儲(chǔ)油庫(kù)、加油站油氣治理達(dá)到排放要求的時(shí)間表。據(jù)此，各地先后開(kāi)展了儲(chǔ)油庫(kù)、加油站油氣回收系統(tǒng)改造、新建、驗(yàn)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(jìn)而開(kāi)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(shí)際上分為卸油油氣回收系統(tǒng)(稱(chēng)為一次回收系統(tǒng))與加油油氣回收系統(tǒng)(稱(chēng)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(cè)數(shù)據(jù)分析與測(cè)評(píng)問(wèn)題。

圖1 一次和二次油氣回收系統(tǒng)

2 檢測(cè)項(xiàng)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(cè)項(xiàng)目主要是密閉性、液阻和氣液比三個(gè)項(xiàng)目；檢測(cè)主要使用的計(jì)量器具為加油站綜合檢測(cè)儀(以下簡(jiǎn)稱(chēng)檢測(cè)儀)，外觀及部件如圖2所示；具體檢測(cè)內(nèi)容、標(biāo)準(zhǔn)器及檢測(cè)要求如表1所示。

圖2 檢測(cè)儀外觀及部件圖

目前行業(yè)內(nèi)較多研究是針對(duì)油氣回收系統(tǒng)存在的問(wèn)題所進(jìn)行的描述與探討[3-5]，而對(duì)實(shí)際的檢測(cè)數(shù)據(jù)缺乏必要的關(guān)注與分析。

表1 加油站油氣回收系統(tǒng)檢測(cè)指標(biāo)、設(shè)備和要求

3 機(jī)構(gòu)檢測(cè)情況

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

4 檢測(cè)數(shù)據(jù)的分析與測(cè)評(píng)

4.1 密閉性檢測(cè)

4.1.1 標(biāo)準(zhǔn)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(cè)最小剩余壓力限值，對(duì)于給定受影響加油槍數(shù)條件下，如1～6支時(shí)，儲(chǔ)罐油氣空間與最小剩余壓力限值成一定相關(guān)關(guān)系，如圖3所示。

圖3 儲(chǔ)罐油氣空間與最小剩余壓力限值的關(guān)系

通過(guò)擬合得知，它們之間呈指數(shù)分布關(guān)系。依據(jù)GB 20592—2007附錄B的方法，對(duì)加油站油氣回收系統(tǒng)用氮?dú)獬鋲褐?00Pa，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(jìn)行對(duì)比。

4.1.2 數(shù)據(jù)分析

通過(guò)對(duì)已完成的141項(xiàng)密閉性檢測(cè)所得剩余壓力值進(jìn)行分析，其結(jié)果如圖4所示。

圖4 儲(chǔ)罐油氣空間與實(shí)測(cè)剩余壓力的關(guān)系

其擬合曲線(xiàn)指數(shù)形式為：

y=Aex/B+C

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

可見(jiàn)此結(jié)果從側(cè)面驗(yàn)證了油氣空間大小與剩余壓力限值呈指數(shù)關(guān)系的合理性。

4.1.3 測(cè)評(píng)結(jié)論

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

2)依據(jù)GB 20592—2007表2儲(chǔ)油罐油氣空間與最小剩余壓力限值成指數(shù)關(guān)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(diǎn)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(yīng)考慮檢測(cè)儀本身的密封情況，若檢測(cè)儀本身存在泄露，對(duì)密閉性、液阻及氣液比檢測(cè)均會(huì)有較大的影響，因此檢測(cè)前的試漏工作顯得尤為重要。

4.2 液阻檢測(cè)

4.2.1 標(biāo)準(zhǔn)方法分析

油氣回收液阻檢測(cè)是用氮?dú)夥謩e以18L/min、28L/min、38L/min流量充入油氣管路，以檢測(cè)凝析液體滯留在管線(xiàn)內(nèi)或因其他原因造成氣體通過(guò)管線(xiàn)時(shí)的阻力，若測(cè)得壓力為分別小于40Pa、90Pa、150Pa，則油氣回收系統(tǒng)管線(xiàn)通暢，不阻礙油氣的回收利用。

4.2.2 數(shù)據(jù)分析

對(duì)已完成的141家加油站共543個(gè)油氣管路液阻檢測(cè)的阻力值進(jìn)行分析，其結(jié)果如圖5～圖7所示。經(jīng)分析，543個(gè)油氣管路在氮?dú)饬髁繛?8L/min下測(cè)得液阻平均壓力18.6Pa，最大液阻為38Pa，其中液阻壓力值超過(guò)30Pa的油線(xiàn)管路為34個(gè)；氮?dú)饬髁吭?8L/min下測(cè)得液阻平均壓力33.5Pa，最大液阻為78Pa，其中液阻壓力值超過(guò)70Pa的油線(xiàn)管路為9個(gè)；氮?dú)饬髁吭?8L/min下測(cè)得液阻平均壓力53.4Pa，最大液阻為125Pa，其中液阻壓力值超過(guò)120Pa的油線(xiàn)管路為4個(gè)。

圖5 18L/min下測(cè)得液阻壓力值

圖6 28L/min下測(cè)得液阻壓力值

圖7 38L/min下測(cè)得液阻壓力值

4.2.3 測(cè)評(píng)結(jié)論

1)液阻檢測(cè)符合要求時(shí)，說(shuō)明管路存在較少或無(wú)凝析液，管路通暢；反之不符合要求時(shí)，說(shuō)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(shí)也會(huì)直接影響氣液比的檢測(cè)結(jié)果。

2)檢測(cè)用氮?dú)饬髁吭酱?，回收管線(xiàn)所受到的壓力越大。

3)檢測(cè)用氮?dú)饬髁枯^大時(shí)，管線(xiàn)內(nèi)即使有少許雜質(zhì)堵塞，也很容易被沖開(kāi)，進(jìn)而通過(guò)檢測(cè)；反之大流量檢測(cè)不合格，則小流量檢測(cè)往往也會(huì)不合格。因此檢測(cè)液阻時(shí)可先在大流量點(diǎn)進(jìn)行檢測(cè)，能起到管路疏導(dǎo)作用，之后再進(jìn)行小流量點(diǎn)檢測(cè)。

4)由于檢測(cè)儀上的流量與壓力指標(biāo)具有一定的相關(guān)性，因此要求檢測(cè)儀上流量與壓力的相關(guān)性不能太大，否則容易將檢測(cè)儀本身的誤差帶入到系統(tǒng)檢測(cè)中，對(duì)油氣回收系統(tǒng)檢測(cè)結(jié)果造成影響，嚴(yán)重者誤判系統(tǒng)檢測(cè)不合格。

4.3 氣液比檢測(cè)

4.3.1 標(biāo)準(zhǔn)方法分析

氣液比是評(píng)估加油站揮發(fā)性有機(jī)物(VOC)排放控制中非常重要的參數(shù)[6]，氣液比檢測(cè)是通過(guò)測(cè)出加油槍內(nèi)通過(guò)的汽油體積及系統(tǒng)回收的油氣體積，通過(guò)計(jì)算兩者的比值從而得到氣液比。GB 20592—2007規(guī)定每個(gè)加油槍檢測(cè)為1.0≤氣液比≤1.2時(shí)滿(mǎn)足要求。

4.3.2 數(shù)據(jù)分析

通過(guò)對(duì)141家加油站共1941支加油槍氣液比檢測(cè)數(shù)據(jù)的分析，統(tǒng)計(jì)結(jié)果如圖8所示。從圖上可以看出，90%的加油槍檢測(cè)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(jì)

4.3.3 測(cè)評(píng)結(jié)論

1)氣液比檢測(cè)結(jié)果直接表明每支加油槍加油時(shí)，油氣回收的比例，根據(jù)置換法則以及油氣帶入情況，標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了1.0～1.2之間的氣液比數(shù)值。

2)為了計(jì)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(cè)儀上的氣體流量計(jì)(1.5級(jí))得出；后者由被檢加油槍(0.3級(jí))計(jì)量得出。顯然氣體流量計(jì)的準(zhǔn)確度較差，實(shí)際應(yīng)用時(shí)氣體流量計(jì)讀數(shù)必須進(jìn)行修正，且要求其具有較好的穩(wěn)定性與重復(fù)性。

5 結(jié)束語(yǔ)

本文通過(guò)對(duì)實(shí)際開(kāi)展的油氣回收系統(tǒng)檢測(cè)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析與專(zhuān)業(yè)測(cè)評(píng)，得出了一些有用的結(jié)論，包括了對(duì)標(biāo)準(zhǔn)方法的分析與應(yīng)用、檢測(cè)過(guò)程注意事項(xiàng)的陳述；其中重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)了檢測(cè)儀自身的性能要求，這就要求必須對(duì)檢測(cè)儀進(jìn)行定期溯源，因此急需制定統(tǒng)一的檢測(cè)儀檢定規(guī)程或校準(zhǔn)規(guī)范，以指導(dǎo)技術(shù)機(jī)構(gòu)開(kāi)展此項(xiàng)目。

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*廣州市質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局科技項(xiàng)目(2014kj11)

10.3969/j.issn.1000-0771.2015.12.03