加油站油气回收系统的应用

加油站油气回收系统的应用陈锡剑（广东省江门力达石油设备工程公司江门５２９０３０］摘要：介绍了加油站油气回收技术的原理、特点，加油站油气回收系统性能的检测方法，并就油气回收设备的安装及应注意的事项进行了说明。采用有油气回收系统的加油站具有明显的环境生态效益、经济效益和社会效益。关键词：加油站密闭式卸油油气回收环境保护近年来，随着人民生活水平的提高，人们的环保意识也逐渐增强。加油站的设施虽为大家提供了便利，但因其卸油、加油时油气的排放和挥发，严重污染了周围环境，影响到周围人员的身心健康，也增加了加油站自身的安全隐患，因此，在城镇内的加油站推广和应用油气回收技术已势在必行。１油气回收系统概述应用在加油站内的油气回收系统一般分为两个阶段的油气回收。第一阶段油气回收是指油罐车卸油时采用密封式卸油，减少油气向外界溢散。其基本原理是：油罐车卸下一定数量的油品，就需吸人大致相等的气体补气，而加油站内的埋地油罐也因注入油品而向外排出相当数量的油气，此油气经过导管重新输回油罐车内，完成油气循环的卸油过程，工艺流程见图１。回收到油罐车内的油气，可由油罐车带回油库后，再经冷凝、吸附或燃烧等方式处理。图１第一阶段油气回收系统示意图ｌ～卸油管；２一油气回收管；３一油气回收快速接头；４一排气管；５一阻火器；６一真空压力帽第二阶段油气回收是指汽车加油时，利用加油枪上的特殊装置，将原本会由汽车油箱溢散于空气中的油气，经加油枪、抽气马达、回收入油罐。目前广泛使用非燃烧系统运作方法，是将回收的油气储存在油罐内饱压，不排放。要达到个效果，汽油与油气相互交换比例需接近于ｌ比ｌ。在理论上就是在加油时，每发ｌＬ油，油罐液位下降产生的空间，同时由油气回收枪回收相当于１Ｌ体积的油气，送回油罐内填补该空间而达到压力平衡。回收的饱和油气补入油罐也可以少油罐内汽油的挥发。目前国内外普遍使用的回收设备为真空辅助式油气回收系统。真空辅助式油气回收系统的工作原理是利用外加的辅助动力（真空马达）在加油运转时产生约３５～４０英寸水柱或６５～７５英寸水柱（８．７～１０．０ＫＰａ或ｌ６．２～１８．７ＫＰａ）的中央真空压力，通过回收管、回收油枪将油气回收。当油罐内压力过大时，油罐通气孔上的真空压力帽会自动打开，由排气口排出过压的气体。工艺流程见图2２油气回收系统设备的简介２．１真空泵所谓的油气回收，其实就是利用真空泵运转产生真空将原本向外溢散的油气吸回油罐内。因此，真空泵是整套油气回收系统的核心设备。根据其形式的不同，可分为中央吸取式真空泵及分散加油机吸取式真空泵，进一步还可分为有电式和无电式。其中，以中央吸取式真空泵应用最为广泛。中央吸取式真空泵结构简单，安装方便，一般与潜油泵相接并一起安装于入孔盖板上（见图２），无需电力供应，靠潜油泵动作时产生动力的油品推动其喷射器而产生真空吸力，并透过油气回收管道将加油机该油品的油气吸收回油罐。２．２油气回收系统监控器为了对油气回收系统进行有力监控，确保其运作正常，加油站油气回收系统一般需在油站监察室内安装一个油气回收系统监控器。其监控系统分为两部分，真空泵前段为真空度监控，后段为油罐及管线内油品压力的监控。若系统内真空吸力不够或油罐油气向外过度排放时，监控器会亮起警示灯并作记录，油站工作人员可根据每天的打印记录，判别回收系统运作是否正常。若不正常，需对系统作进一步检查，找出故障原因，排除故障。２．３油气回收专用油枪要实现油气回收功能，加油作业时需使用油气回收专用油枪，此油枪的基本功能与一般自动油枪相同，具有三段出油速度调整功能，加油满至枪头回气孔时，可自动跳脱，另在回气孔之后有一圈八个油气回收孑Ｌ，真空泵由这些孑Ｌ将油气吸回油罐。与一般自动油枪不同的，也是该油枪最大的优点：不论全速加油或慢速加油均可将加油与吸气比例调整到接近ｌ：ｌ。此优点非常重要，它能保证每发ｌＬ油可回收相当于ｌＬ体积的油气，确保第二阶段油气回收顺利完成。２．４其它油气回收专用件（１）皮管脱离器。设计在承受１００～２００KG拉力时即被分为两截，避免加油机受损。脱离器被拉开时，油及气的通路同时被封住，消除油品喷出，提高油站工作人员及客户的安全。（２）油气回收快速接头。该接头只用于第一阶段油气回收系统，集回气管线快速接头与放空管线开关于一体。卸油时，油车回气管接上时，自动顶开回气管。卸油作业完成后，油车回气管取出时，自动关闭一次回收管线，可避免卸油时油气外泄。（３）同轴皮管。它是油气回收专用油枪的专用软管，采用套管式结构，中间是油气回收气管，外圈是输油管。（４）油气分离转换接头。通过该接头可将油和气一齐接入油气回收专用油枪内。（５）浮球阀。将它安装在人孔盖板上，连接放空管线，卸油时，油位到达浮球阀位置时，浮球阀内部的浮球会浮起，阻止油品流入放空管线内。３油气回收系统设备的安装装有油气回收系统的加油站在进行管道安装时，除了铺设正常的油品管线外，还要加设油气回收主管。加设油气回收主管一般可采取两种方法，一是多台真空泵共用一条油气回收主管，二是每台真空泵各设独立的油气回收主管。第二种方法成本略高，但回收效果相对好些。采用第一种方法时，每支油气回收枪的油气回收支管均与唯一的油气回收主管相接，而采用第二种方法时，不同油品油枪的油气回收支管只能与相应油品的油气回收主管相接。但不管采用何种方法，铺设油气回收管道时，均应保证油气回收管道有一定的倾斜坡度坡向油罐，好让管内积油能顺流回油罐内，若管线没有倾斜坡度，管内油气回收凝结油过多时，将产生管线液阻，油气不能通过，油气回收功能就会失效。另外，为了使油罐内能提供最大空间来储存回收的油气，可将所有汽油类油罐的排气管道连通（见图３）。图３加油站油气回收系统安装示意图ｌ～油气回收快速接头；２一潜油泵；３一真空泵；４一油气回收主管；５一油气回收支管；６～输油管具有油气回收功能的加油机与普通的加油机在油路安装方面是一样的，只在油气回收方面增加了相应的油气回收管，并通过油气分离转换接头可将油和气一齐接入油气回收专用油枪内（见图２）。油气回收系统监控器安装在加油站监察室内，用两根监控电缆连接至安装在真空管线上的真空开关，另用两根监控电缆连接至放空管线上的排气监控开关（见图３）。４油气回收系统性能检测油气回收系统安装完工后，为保证系统能正常运转，可对系统进行以下三项测试。（１）系统压力减退泄漏测试。该项检测目的为测试整个油气回收系统，从加油枪油气回收管至油气回收管线、到储油罐以及最后到真空压力帽整个油气回收管路是否有泄漏情形，确保整套回收系统不因漏气而丧失回收油气的功能及污染环境。根据的标准为美国资源委员会的ＣＴＰ２０１、３标准方法，首先确定地下储罐的确实容积（Ｌ），由储油罐上的液位仪读出储罐内的油品量再换算油气空间，油气空间必须是２０００Ｌ或２５％以上的空罐，才可进行压力泄漏测试。将压力泄漏测试仪器一端接到油气回收管，另一端接三通管连氮气瓶。打开氮气瓶，待系统压力达２英寸水柱４９８Ｐａ并维持稳定时，关闭氮气瓶，按下码表开始计时，记录每分钟系统的压力变化，测试５ｒａｉｎ后计算压力值降低情形，再根据ＣＡＲＢ（美国资源委员会）的规定，由油气空间及压力读数来定是否符合标准，如果最终压力低于允许范围（即压力降偏大），表示油气回收管路呈现不密闭状态，应以测漏技术协助检查油气回收系统所有接头及排气孔位置，找出泄漏位置加以修理，并重复测试。（２）油气回收管液阻的测试，该测试应与气管施工同时进行，方法是从加油机底部的回气管处，注入一定数量的液体，在回收管道的另一端油罐人孔口处，用容器接住液体，比较与注入的数量是否相近，判断气管是否会形成液阻。若注入液体在管道中残余过多，可在加油机底部回气管处，用气压仪检测气管是否有背压，若有背压可断定有液阻存在。此时应检查管道斜度是否正确，管线是否凹凸不直，纠正后再作试验，直至消除液阻。若气管中有液阻，残余液体留在管线内无法回流至油罐，将造成管线堵塞使油气回收系统功能不良，其后果会导致：回收率无法达到９５％；真空泵不停空转，无法将油气输送回油罐内，造成真空泵转子及叶片损坏。（３）系统油气回收比率的测试。油气回收比率即抽气与加油量的比。该项检测是根据美国源委员会的标准，加油枪油气回收率检验法，利用微压力计量测油枪油气压力，再经过出油速度换算为抽气与加油量的比率。检测时根据不同厂商的产品，抽气与加油量的比率有一定合格范围，超出或不足则不合格。ＨＥＡＬＹ６００油枪的合格标准为１．０～１、２。５油气回收系统的应用效果在加油站系统内应用和推广油气回收技术，不仅可以减少油气的损耗，减少对环境污染，而且可提高加油站自身的安全性，具有明显的环境生态效益、经济效益和社会效益。油蒸气是气相烃类的有毒物质，相对密度大于空气而漂浮在地面上，从而加剧对人及周围环境的影响。实测数据表明：汽车油箱加油口排放的油气浓度为１０５０ｇ／ｍ３，加油站附近空间的油气浓度为２．９ｇ／ｍ３。人若长期处于此环境下工作和生活，健康会受到影响。而安装了油气回收系统的加油站，在卸油作业的过程中，产生的油蒸气在第一阶段油气回收直接补充回油罐车内，接卸现场没有油气，极大地改善了卸油作业的周边环境。在加油作业时，原四处飘逸的油气经第二阶段油气回收，被重新吸收回地下储油罐内，加油现场也闻不到油气味，为顾客提供了一个安全舒适的加油环境。在油气损耗方面，安装了油气回收系统的加油站油蒸气损耗只有极少的一部分。卸油作业时，产生的油蒸气不再经大呼吸排放到大气中，而是直接进入油罐车，这种已经接近饱和的油蒸气进入油罐内，气液两相已经基本达到平衡，液面不再生成新的油蒸气，大大地减少了油气蒸发。根据日本能源厅的资料介绍，一般的密闭卸油工艺年平均汽油损失系数为８６０ｇ／ｍ３，而具有油气回收功能的加油站采用密封式卸油，实测的油气损耗系数仅为４５ｇ／ｍ３。按一座中等加油站年经营汽油５０００ｔ估算，每年节油５．６ｔ。同样原理，加油时，原四处飘逸的油蒸气被吸回地下油罐内，补充油罐液位下降而产生的空间，气液两相重新达到平衡，液面不再生成新的油蒸气，大大地减少了地下油罐的油气蒸发。根据实测数据：加油时从油罐排出的油气约为发出油品体积的１．１倍。同样按一座中等加油站年经营汽油５０００ｔ估算，每年油蒸气排放损耗为ｌ１．３ｔ。与汽车油箱加油口排放的油气相加，可见加油站安装油气回收系统具有十分明显的经济效益。安装了油气回收系统的加油站，加油环境安全舒适，必定会引起社会的认可和称赞，由此引发的社会效益很大。６结语随着人们安全和环保意识的增强，以及受到越来越严格的环保法规的制约，在城镇内的加油站推广和应用油气回收技术已势在必行。但也应该清晰地意识到加装油气回收系统投资大、回报期长。希望政府有关部门对此类有利环保、有利民生的事业给予政策上的优惠，降低成本，以利于此项技术在国内的推广和应用。