蒲 鶴，王振中，丁莉麗，修德欣，張衛(wèi)華

(中國石化安全工程研究院，山東青島 266071)

加油站二次油氣回收系統(tǒng)效率測試方法

蒲 鶴，王振中，丁莉麗，修德欣，張衛(wèi)華

(中國石化安全工程研究院，山東青島266071)

通過分析二次油氣回收系統(tǒng)的油氣逸散通道，利用氣體流量計(jì)、壓力表和溫度計(jì)搭建效率測試工藝流程，將測得油氣體積轉(zhuǎn)化為標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的體積。根據(jù)各測試點(diǎn)的質(zhì)量排放因子得到二次油氣回收系統(tǒng)的質(zhì)量回收效率，為二次油氣回收系統(tǒng)的整體評價(jià)方法提供了科學(xué)指導(dǎo)。

二次油氣回收 揮發(fā)油氣 加油站 回收效率

隨著經(jīng)濟(jì)迅速發(fā)展，加油站數(shù)量不斷增加，目前我國加油站約10萬座，覆蓋全國各個(gè)角落。加油站內(nèi)油氣揮發(fā)嚴(yán)重，浪費(fèi)大量油氣資源，危害工作人員身體健康，同時(shí)存在嚴(yán)重的安全隱患。為減少加油站VOCs氣體的排放，國內(nèi)大部分加油站基本都完成了二次油氣回收改造治理。

二次油氣回收也稱為加油油氣回收，是指汽車在加油時(shí)，利用加油槍上雙層管道的特殊裝置，將汽車油箱中的逸散油氣經(jīng)加油槍、真空泵、油氣回收管道回收到油罐內(nèi)，維持罐內(nèi)的壓力平衡。目前國內(nèi)外普遍使用真空輔助式油氣回收系統(tǒng)，利用外加的輔助動(dòng)力在加油過程中產(chǎn)生約為8～10 kPa的真空壓力將油氣收集到油罐內(nèi)。當(dāng)油罐內(nèi)的油氣壓力過大時(shí)，油罐通氣管上的真空壓力閥開啟，油氣由排放口排除超壓氣體。

二次油氣回收系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，加油槍進(jìn)氣口封堵、油氣回收膠管氣路壓癟、真空泵真空度下降、回氣管路液阻增大都會(huì)導(dǎo)致回收系統(tǒng)回氣不暢，我國《加油站大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》[1]規(guī)定加油站二次油氣回收氣液比控制在1～1.2之間，但目前國內(nèi)尚無一套科學(xué)的檢測方法用于加油站二次油氣回收效率測試，無法判斷卸油油氣回收設(shè)備的實(shí)際工況是否與設(shè)定工況符合，易導(dǎo)致回收效率低于規(guī)定值。本文通過分析影響加油站二次油氣回收效率的關(guān)鍵部位，綜合國內(nèi)油氣回收實(shí)際情況，設(shè)計(jì)出可行的二次油氣回收效率測試方案，對油氣回收設(shè)備的實(shí)際運(yùn)行效果作出科學(xué)評價(jià)，有助于對加油站油氣回收系統(tǒng)進(jìn)行正確指導(dǎo)。

1 測試分析

加油站向汽車加注汽油時(shí)，回收油氣會(huì)不斷沿著氣相系統(tǒng)擴(kuò)散，油氣的逸散通道主要有3個(gè)：通過膠管氣路回收的油氣；通過埋地儲(chǔ)罐排氣管的PV閥排放的油氣；后處理裝置排放的油氣，如圖1所示[2-5]?？梢灾苯油ㄟ^測試以上各點(diǎn)的油氣濃度得到二次油氣回收系統(tǒng)的質(zhì)量回收效率。

圖1 加油站二次油氣回收系統(tǒng)油氣測試點(diǎn)

2 測試流程

通過膠管氣路回收的油氣濃度，利用加油槍采樣套筒卡緊加油管，用于回收加油過程中產(chǎn)生的逸散油氣，如圖2所示。二次油氣回收系統(tǒng)開啟后，加油機(jī)內(nèi)部的油氣回收真空泵開始運(yùn)行，回收油氣經(jīng)過采樣套筒進(jìn)行羅茨流量計(jì)(裝油品溫度計(jì)和壓力表)進(jìn)行計(jì)量后進(jìn)入埋地儲(chǔ)罐，如圖3所示。隨著回收氣體不斷進(jìn)入，埋地儲(chǔ)罐氣相空間氣壓不斷增加，逸散油氣一部分進(jìn)入后處理裝置進(jìn)行冷凝回收，另外一部分氣體通過排氣管PV閥進(jìn)入大氣中。為了通過埋地儲(chǔ)罐排氣管的PV閥排放的油氣濃度，在排氣管和PV閥之間安裝氣體流量計(jì)測量氣體流量，在PV閥之上設(shè)置采樣保護(hù)罩，將排氣孔排出的油氣輸送至濃度儀中檢測油氣濃度，如圖4所示。為了測量后處理裝置排放的油氣濃度，在后處理裝置的出口側(cè)安裝羅茨流量計(jì)測量油氣流量，利用濃度儀測量油氣濃度，如圖5所示[6-12]。

3 測試結(jié)果

加油測試結(jié)束后得到每個(gè)測試點(diǎn)的數(shù)據(jù)來確定質(zhì)量排放因子，利用質(zhì)量排放因子和油氣回收質(zhì)量計(jì)算系統(tǒng)效率。每次加油時(shí)的油氣樣品體積應(yīng)轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的值，如公式1所示[13-14]。

圖2 加油槍口套筒測試

(1)

式中：V——調(diào)整為標(biāo)準(zhǔn)條件下的體積，m3；

Vm——測得的體積，m3；

Pbar——大氣壓，Pa；

P——測得的壓力，Pa；

圖3 油氣回收真空泵回氣量測試

圖4 PV閥測試

圖5 后處理裝置出口測試

T——測得的溫度，oR(蘭氏溫度=(攝氏度+273.15)×9/5)。

每個(gè)測試點(diǎn)的質(zhì)量排放因子應(yīng)按照下式計(jì)算[15]：

(2)

式中：Mrate——加油時(shí)的排放因子，kg/L；

Vi——加油時(shí)調(diào)整到標(biāo)準(zhǔn)條件下的體積，m3；

Ci——加油時(shí)油氣濃度，×10-6；

MW——?dú)怏w的分子量，mol/kg；

Gi——加油體積，L。

式中385為1 mol理想氣體在標(biāo)準(zhǔn)溫度和壓力下的標(biāo)準(zhǔn)體積，單位m3。

二次油氣回收系統(tǒng)測試效率應(yīng)按照下式計(jì)算：

(3)

式中：E——油氣回收系統(tǒng)測試效率，%；

M1——測試點(diǎn)1的質(zhì)量排放因子，kg/L；

M2——測試點(diǎn)2的質(zhì)量排放因子，kg/L；

M3——測試點(diǎn)3的質(zhì)量排放因子，kg/L。

4 結(jié)語

利用加油站二次油氣回收效率測試系統(tǒng)可以得到各測試點(diǎn)的質(zhì)量排放因子，通過測試數(shù)據(jù)可以計(jì)算出系統(tǒng)運(yùn)行效率，該方法可以對二次油氣回收效率進(jìn)行科學(xué)評價(jià)。通過運(yùn)行效率判斷可及時(shí)查找回收系統(tǒng)中存在的問題，進(jìn)行維護(hù)保養(yǎng)確保二次油氣回收系統(tǒng)高效運(yùn)作，對增加加油站經(jīng)濟(jì)效益和節(jié)能減排具有積極推動(dòng)作用。

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TheMethodofTestingtheOperatingEfficiencyoftheGasolineStationPhaseⅡVaporRecoverySyste

Pu He, Wang Zhenzhong, Ding Lili，Xiu Dexin, Zhang Weihua

(SINOPEC Research Institute of Safety Engineering, Shandong, Qingdao, 266071)

By analyzing the channel of vapor, the technical process for testing the operating efficiency of the PhaseⅡvapor recovery system has been built by using the gas flow meters, pressure gauges and thermometers, the measured volume of vapor has been converted to standard state. According to the mass emission factors for each test point, we can get the quality efficiency of the PhaseⅡvapor recovery system and provide the overall evaluation for the PhaseⅡvapor recovery system.

phaseⅡvapor recovery; vapor; gasoline station; efficiency of the vapor recovery system

2016-02-29

蒲鶴，助理工程師，2014年畢業(yè)于西南石油大學(xué)油氣儲(chǔ)運(yùn)專業(yè)，現(xiàn)在中國石化安全工程研究院從事加油站加氣站安全方面的工作。