邱 明

〔中國石化安徽石油分公司 安徽合肥 230009〕

1 集成設(shè)計的必要性

隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展，對加油站建設(shè)的安全和環(huán)保要求迅速提高[1，2]，促進了對安全和環(huán)保設(shè)備的投入。近幾年，隨著雙層罐和雙層管線改造的推進，滲泄漏檢測系統(tǒng)及設(shè)備得到了廣泛應(yīng)用。京津冀及周邊地區(qū)部分加油站率先使用了油氣回收在線監(jiān)測設(shè)備[3]。這些設(shè)備的應(yīng)用，使加油站的安全水平大幅提高，環(huán)保也得到實時監(jiān)控和有效管理，但各類設(shè)備的增多，給加油站的管理帶來一系列問題。

加油站目前使用的安全與環(huán)保設(shè)備有液位儀及油氣回收、雙層油罐測漏和雙層管線測漏的設(shè)備，還有在部分區(qū)域投入運行的油氣回收在線監(jiān)測設(shè)備等。由于這些設(shè)備擁有獨立的顯示終端，導(dǎo)致布線浪費和報警器數(shù)量冗余，并帶來施工時間和資金的浪費。尤其是多個監(jiān)控設(shè)備的共存給加油站的管理帶來了許多困擾。因此，若能設(shè)計一套加油站安全與環(huán)保設(shè)備的集成系統(tǒng)，將會給石油公司和加油站設(shè)備的使用與管理帶來方便，也使工程的投資和時間得到節(jié)約，加油站的信息化管理更科學(xué)。

2 集成的設(shè)計方案

針對上述多個獨立監(jiān)控顯示的問題，可以采取分段集成的解決方案：第一階段可將地罐液位儀、雙層罐(含防滲池和FF、SF油罐)、雙層管線、人孔井和加油機底盤等的測漏設(shè)備進行集成設(shè)計?？紤]到油氣回收在線監(jiān)測設(shè)備在很多加油站還尚未安裝，在集成的方案中需為其安裝線路預(yù)留。第二階段將液位儀、測漏設(shè)備和油氣回收在線監(jiān)測設(shè)備進行集成設(shè)計。第三階段將油氣回收、油氣回收在線監(jiān)測和加油機進行有機集成。

2.1 第一階段：地罐監(jiān)控多合一集成設(shè)計

將地罐液位儀和多種測漏傳感器進行集成，終端用于各類傳感器的數(shù)據(jù)集成、處理、存儲、顯示、控制及數(shù)據(jù)上傳等。集成信息包括油液位、水液位、液位報警、油罐測漏報警以及雙層管線測漏報警，預(yù)留人孔井和加油機底盤測漏、可燃氣體濃度探測傳感器的接口，以滿足未來的拓展需求。

集成與未集成現(xiàn)狀的比較：

(1)顯示器終端一體化。減少了兩個獨立的油罐測漏和管線測漏的報警器，省去了當(dāng)前從室內(nèi)報警器到罐區(qū)傳感器的多條布線，地罐監(jiān)控多合一集成設(shè)計將節(jié)省約一半的投資。

(2)設(shè)備使用管理集約化。加油站通過一個終端對地罐計量信息和各種泄漏信息進行監(jiān)管，對使用者來說簡單直觀、方便易學(xué)；對于設(shè)備后期的運行維護更加方便。

(3)系統(tǒng)設(shè)計考慮未來。預(yù)留人孔井測漏、加油機底盤測漏可燃氣體濃度探測傳感器接口。同時應(yīng)預(yù)留油氣回收在線監(jiān)測設(shè)備的接口和軟件顯示方面升級的能力。

(4)信息管理集中化。系統(tǒng)集成終端支持加油站各類傳感器數(shù)據(jù)上傳功能，使測漏設(shè)備不再是信息管理的盲點，實現(xiàn)對加油站各種數(shù)據(jù)的遠程管理，為加油站減少管理人員打下了基礎(chǔ)。

地罐監(jiān)控設(shè)備集成設(shè)計見圖1。

圖1 地罐監(jiān)控設(shè)備集成設(shè)計

2.2 第二階段：安全環(huán)保設(shè)備總集成設(shè)計

在第一階段基礎(chǔ)上，增加油氣回收在線監(jiān)測，構(gòu)成加油站安全與環(huán)保設(shè)備總集成的設(shè)計方案。設(shè)計方案包括：液位儀、各種測漏傳感器、可燃氣體濃度傳感器以及油氣回收在線監(jiān)測所包含的壓力傳感器和氣體流量計等(圖2)。

圖2 安全環(huán)保設(shè)備總集成設(shè)計

在這個集成設(shè)計方案中，油氣回收在線監(jiān)測控制器與液位儀及測漏控制器采用級聯(lián)擴展方式，各自管理其下的傳感器，并完成數(shù)據(jù)采集、運算、存儲、邏輯處理和上傳。采用模塊化設(shè)計，各自滿足相關(guān)法規(guī)的要求。其中油氣回收在線監(jiān)測需要符合環(huán)保部門的要求，并為將來可能與環(huán)保部門的聯(lián)網(wǎng)做好準(zhǔn)備。

2.3 第三階段：環(huán)保系統(tǒng)和加油機的集成設(shè)計

在第二階段基礎(chǔ)上，油氣回收和油氣回收在線監(jiān)測可以成為加油機的一個固有部分與加油機集成設(shè)計(前提是國家加油機標(biāo)準(zhǔn)得到更新)，從而省去加油機內(nèi)為油氣在線監(jiān)測而增加的控制板和輔助單元。加油機的控制包括了油氣回收系統(tǒng)的自動調(diào)整。油氣回收在線監(jiān)測的信息可以和目前加油機通往后臺的信息系統(tǒng)相集成，省去了為油氣回收而單獨增加的加油機至后臺的通訊。

由于油氣回收和油氣回收在線監(jiān)測的集成設(shè)計，使油氣回收系統(tǒng)可以自動調(diào)整氣液比，保證系統(tǒng)工作在最佳狀態(tài)。如果由于系統(tǒng)硬件或者加油機外部原因，比如造成回收罐泄漏、回收管路泄漏或者堵塞等，系統(tǒng)可以實時遠程報送信息，通知維修人員及時維修。

3 加油站安全與環(huán)保設(shè)備集成設(shè)計的意義

當(dāng)前，正處于加油站防滲改造進行之時，如若能夠在當(dāng)前階段對加油站的安全與環(huán)保設(shè)備進行集成設(shè)計，將會為企業(yè)帶來事半功倍的成效。

3.1 經(jīng)濟效益好

目前加油站的安全與環(huán)保方面所包括的設(shè)備和應(yīng)用范圍如表1所示。

表1 安全環(huán)保方面的設(shè)備和應(yīng)用情況

由于目前防滲改造正在進行當(dāng)中，油氣回收在線監(jiān)測設(shè)備的安裝量不是很大。因此在當(dāng)前階段把安全與環(huán)保的設(shè)備進行集成，是非常適時的。若待所有設(shè)備被大量安裝到加油站之后再做集成，將會導(dǎo)致大量的投資和工程浪費。

3.2 解決設(shè)備使用與管理的實際問題

實現(xiàn)加油站安全與環(huán)保設(shè)備的集成意味著統(tǒng)一顯示、統(tǒng)一報警、統(tǒng)一管理、統(tǒng)一上傳，統(tǒng)一分析、相互聯(lián)動，減少了設(shè)備數(shù)量、降低了加油站員工對使用系統(tǒng)的要求、也減少了設(shè)備安裝的空間和時間。這不僅解決了加油站操作和設(shè)備管理的實際問題，也對企業(yè)管理成本的降低起到作用。

3.3 適應(yīng)未來智能型加油站建設(shè)的需要

互聯(lián)網(wǎng)、移動通訊以及即將來臨的物聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)改變了人們所處的環(huán)境。加油站作為現(xiàn)代生活的重要組成部分，使設(shè)備操作方便、安全和快捷，已經(jīng)成為社會的需要。智能型加油站除了為使用者提供現(xiàn)代化的與人機界面安全操作外，還可提供各類傳統(tǒng)信息和大數(shù)據(jù)，包括運用數(shù)據(jù)、設(shè)備數(shù)據(jù)、使用者數(shù)據(jù)和實時公共數(shù)據(jù)等，幫助企業(yè)通過數(shù)據(jù)進行市場營銷分析、設(shè)備狀態(tài)分析，對加油站安全和環(huán)保、進銷存和設(shè)備的智能化管理，從而提高銷售，減低運營風(fēng)險。萬物互聯(lián)的本質(zhì)是基于數(shù)據(jù)的感知和傳輸，而它的基礎(chǔ)就是各種可靠的傳感器和最底層的通訊及信息處理。進行加油站安全與環(huán)保設(shè)備的集成設(shè)計，不僅可以節(jié)約改造資金、促進加油站美觀，同時也是適應(yīng)建設(shè)未來智能型加油站的需要。

4 總結(jié)和建議

目前部分設(shè)備廠家正在研發(fā)加油站設(shè)備集成的技術(shù)方案，但由于出發(fā)點不同，對最終目標(biāo)的理解也不相同。個別廠家的液位儀和測漏傳感器集成系統(tǒng)已在部分地區(qū)測試，取得了一定效果。在此基礎(chǔ)上中國石化如果能夠從需求方角度出發(fā)，整合各方技術(shù)力量，明確技術(shù)路線，規(guī)范加油站安全與環(huán)保系統(tǒng)集成的標(biāo)準(zhǔn)，可以實現(xiàn)加油站安全與環(huán)保設(shè)備總集成的最佳技術(shù)方案。

(1)定義加油站安全環(huán)保設(shè)備接口。安全和環(huán)保系統(tǒng)可以作為加油站的子系統(tǒng)，單獨定義其結(jié)構(gòu)、內(nèi)部接口和通信協(xié)議。傳感器節(jié)點以上到控制臺的接口協(xié)議可以采用工業(yè)總線甚至以太網(wǎng)結(jié)構(gòu)，并定義其通訊的信息層協(xié)議，這樣既保障系統(tǒng)的統(tǒng)一，又不限制科技的發(fā)展。其中傳感器節(jié)點，可以是一個智能單元帶一個或者多個傳感元件，構(gòu)成傳感系統(tǒng)的一次和二次同體，鼓勵專業(yè)廠商發(fā)揮各自的長處，發(fā)展新技術(shù)，實現(xiàn)系統(tǒng)集成的最優(yōu)化。

(2)將設(shè)備技術(shù)指標(biāo)寫入采購要求。召集有技術(shù)能力的廠家和行業(yè)專家，討論和制定系統(tǒng)接口和協(xié)議。將協(xié)議下發(fā)或者放入下一次招標(biāo)文件，并在招標(biāo)過程中嚴(yán)格執(zhí)行。

(3)在加油站改造中做好設(shè)備線路與接口的預(yù)留。目前，油氣回收在線監(jiān)測系統(tǒng)只有少數(shù)區(qū)域或達到銷量要求的加油站應(yīng)用，仍然有很大部分的加油站尚未安裝，而人孔井測漏傳感器、加油機底盤測漏傳感器以及可燃氣體濃度傳感器的采用則只有在少數(shù)試點站進行。因此，加油站在改造中超前預(yù)留油氣回收在線監(jiān)測設(shè)備以及人孔井測漏和加油機底盤測漏等傳感器的線路可以省去未來重新布線的麻煩。