油气排放控制战略研讨会发言-史小春-上海环科院

我国油站量油技术与油气排放浅析我国油站量油技术与油气排放浅析汇报人：史小春时间：2011.08.08项目基金：国家环保部环保公益性专项科研项目（200809003）——加油站排放控制及管理措施研究ContentsContents前言1我国油气排放控制与量油方式的关系2加油站卧式储罐量油方式类型3展望4在加油站，油罐车向地下储油罐卸油和加油枪向汽车油箱加油过程中汽油极易挥发从而造成损耗。例如：我国2010年汽油消费量为7158.2万t，根据《散装液态石油产品损耗（GB11085-89）》国家标准。汽油的损耗率为0.47%（按上海地区加油站损耗率计算，损耗率包括卸油损耗（0.29%）和加油损耗（0.18%），忽略了地下油罐的小呼吸），则这两个过程将造成全国33.6万t汽油的损耗1.前言1.前言1.前言1.前言同时，随着成品油价格的上升，对油品销售企业而言，如不注意排放控制，挥发一升汽油就意味着7~8元钱左右的经济损耗；1.前言1.前言因此，加油站需要对送来的油和加出的油进行经济核算，这就必须对进出加油站的油品进行准确计量，否则会影响正常营业和经济核算。总之，加油站作为石油产品销售的末端环节，需要对油罐车运来的油品及地下储油罐内的存油进行及时定量和计量管理。如何实现对油罐车运来的油品及地下储油罐内的存油进行及时定量和计量，以及准确的测量每天的汽油的存量和销量?•量油可以实现及时定量和计量管理油品所以，有必要了解目前的加油站量油方式应用现状及其发展趋势，以便将目前的加油站油气密闭性回收工作有机的与液位仪自动量油方式结合起来。2.我国油气排放控制与量油方式的关系2.我国油气排放控制与量油方式的关系2007年，国家环保部开始重视汽油挥发引发的一系列环境问题，颁布了《油库大气污染物排放标准》（GB20950－2007）《油罐车大气污染物排放标准》（GB20951－2007）《加油站大气污染物排放标准》（GB20952－2007）此3项标准实施4年来，北京、天津、河北省、上海、广州和深圳等地区完成了加油站一阶段、二阶段，及油库、油罐车的油气回收密闭性改造。2.我国油气排放控制与量油方式的关系2.我国油气排放控制与量油方式的关系而油气回收密闭性改造就意味着实行密闭性地罐交接，就要求每座加油站都必须完成安装液位仪（或其他形式多功能高科技装置）自动量油系统否则，基于油气密闭性的油气回收就不能正常进行；理由有二如计量油罐车运油量，手工量油将打开油罐顶上的人孔盖，一日多次，势必损伤人孔盖的密封垫圈，将会破坏具有油气回收功能人孔盖的密闭性，从而使一阶段回收油气的效率降低，严重的会使已经收回的油气在罐车返回油库途中逐步释放，增加油罐车返途风险性。如要对加油站地下油罐储油量进行计量，假如不装自动量油系统，仍然使用手工量油，则当打开量油口时，通过油枪回收回油罐内的具有一定压力的油气将会经由地下储油罐量油口逃逸，从而使此前回收的油气重新被释放，如此，加油站污染排放控制就不能达到预期的减排目的。213.加油站卧式储罐量油方式类型3.加油站卧式储罐量油方式类型3.1人工量油(Manualmetering)：原理：利用一些物质遇油或遇水显示痕迹的性质，直接从不锈钢或铜量尺上读出液位，同时取样测量油温和密度，再查询石油计量表（GB/T1885—1998）得到温度修正系数和静压力修正系数，昀终再根据罐容表计算得到储油罐所储液体体积和重量特点：直观，使用的设备造价低，但是人为读数误差较大，对操作工人的素质要求较高，且员工的劳动强度较大，同时存在不安全及降低油罐车人孔盖密闭性。难以实现在线实时测量，数据需手工处理并会带来人为因素干扰，不利于数据的计算机管理3.加油站卧式储罐量油方式类型3.加油站卧式储罐量油方式类型3.1人工量油(Manualmetering)：应用现状：目前还有未改造的加油站以及偏远地区使用这样的量油方式。未来发展趋势：随着《油库》、《油罐车》、《加油站》3项国标的发布实施，国内加油站与油库之间油品的定量交接必将发生历史性的变化。为了保证stage1/stage2油气回收正常进行（stage1卸油产生的油气要接管），保证油气回收系统的密闭性是必要前提，为此，必须在加油站实行液位仪量油和地罐交接即液位仪密闭性自动检测，所以在已开展油气回收的地区必须杜绝、淘汰人工量油计量方式。政府环保行政主管部门要制定加油站油气回收监管规范进行监督。3.加油站卧式储罐量油方式类型3.加油站卧式储罐量油方式类型3.2液位仪自动量油方式(Automaticmeasurebyliquidlevelmeter)：3.2.1电容式液位仪（Capacitivelevelmeter）：原理：利用自身电极（棒式电极、缆式电极、板式电极等）与容壁（非金属容器应设置参考电极）构成的电容，如图1所示，电容随被测介质液位的变化而变化，通过测定电容的变化值来得到液位的变化值图1电容式液位仪的工作原理图3.加油站卧式储罐量油方式类型3.加油站卧式储罐量油方式类型3.2.1电容式液位仪（Capacitivelevelmeter）：特点：灵敏性好、输出电压高、安装容易。我国大陆的汽油普遍比较“脏”，含有较多杂质，这些杂质容易附着和污染电极和电容器，使得液位仪的精度下降。未来发展趋势：1979年，美国维德路特公司应阿莫科石油公司的要求开发的第一台卧式油罐液位仪就为电容式液位仪，精确度很高，但制造较为复杂，进入20世纪90年代，各大石油公司为提高油品的效能，纷纷在其成品油中加入各种添加剂（如抗暴剂、清净剂、助燃剂等），这使油品的导电性能发生了变化，电容式开始不再能适应这一行业的应用。目前，这种液位仪已经不在于加油站汽油液位测定领域应用。3.加油站卧式储罐量油方式类型3.加油站卧式储罐量油方式类型3.2.2超声波液位仪（Ultrasoniclevelmeter）：原理：由超声波发射探头发出超声波，在介质中传播，遇到液面后被反射，由接收探头接收反射回波，通过公式（1）可以计算出探头距液面垂直高度。图2超声波液位仪工作原理图式中：ν----超声波声速，m/s；t----表示超声波传播时间，t；θ----为超声波的入射和反射之间的夹角，)1(2cos2vtL3.加油站卧式储罐量油方式类型3.加油站卧式储罐量油方式类型3.2.2超声波液位仪（Ultrasoniclevelmeter）：特点：不仅能够定点和连续测液位，而且安全性好，安装和维护较方便，价格适中，一般在1万元左右。超声波能在气体、液体或固体中传播，因而超声波液位仪有较广的适用范围，但是超声波的传播速度受被测液体的密度、压力、温度、浓度等因素影响，这些因素导致了超声波液位仪测量精度较低。未来发展趋势：目前国内外都对超声波液位仪进行了较为广泛而深入的研究和应用，是非接触式液位仪中发展昀快的液位仪之一，但其精度较低，推出后并没有在行业中普及。3.加油站卧式储罐量油方式类型3.加油站卧式储罐量油方式类型3.2.3磁致伸缩液位仪（Magnetostrictivelevelmeter）：原理：传感器磁致伸缩波导丝“初始”电脉冲信号波导丝的磁场+=浮子中的磁场形成螺旋磁场根据磁致伸缩原理，磁致伸缩波导丝会产生沿螺旋形磁场的伸缩变形，导致波导丝产生扭曲形变，从而激发扭转波，这个扭转波在波导管中以固定的速度向两端传播。传到末端时，其能量将被阻尼器吸收，传到传感器一端时，扭转波被传感器中回波接受装置接受并转化为“昀终”电脉冲波扭转波水浮子“昀终”电脉冲信号油浮子“昀终”电脉冲信号水浮子油浮子水浮子“昀终”电脉冲信号与油浮子“昀终”电脉冲信号之间的时间差就是对应油水界面和油气界面的高度。阻尼器3.加油站卧式储罐量油方式类型3.加油站卧式储罐量油方式类型3.2.3磁致伸缩液位仪（Magnetostrictivelevelmeter）：特点：优点是测量精度高，工作寿命长，安装方便，测量的重复性好，无须定期维修和重新标定。其缺点是与被测液体接触，易受到腐蚀，如不安装液体密度sensor,密度变化会带来测量误差，并且浮子沿着波导管上下移动，容易被卡住，也较易出现被压扁或变形的问题应用现状：作为主流技术设备已经广泛应用在石油、化工、冶金等行业，中石油、中石化两大集团所属的加油站液位仪自动量油系统中70%为磁致伸缩液位仪，在上海则几乎全部使用它。未来发展趋势：随着我国加油站油气排放控制工作的不断推进和要求的逐步提升，这类液位仪不但在数量上在质量上都将会有进一步发展.3.加油站卧式储罐量油方式类型3.加油站卧式储罐量油方式类型3.2.3磁致伸缩液位仪（Magnetostrictivelevelmeter）：以上海为例，详细的说明磁致伸缩液位仪的性能•截止2011年1月，已经有800座加油站向环保局提交了加油站改造方案，实现了油气回收并已经全部安装了液位仪，所用液位仪的品牌主要为美国VR、青岛澳科和美国OPW。•目前，这三家公司的液位仪在上海的占有率分别约为70%、20%和7%。•三家液位仪的探棒和控制台主要性能比较见表1、表2。表1-VR、澳科和OPW液位仪探棒性能比较表1-VR、澳科和OPW液位仪探棒性能比较表2-VR、澳科和OPW液位仪控制台性能比较公司名称 Veeder‐Root 青岛澳科 OPW 型号 TLS‐2网络型油站液位仪控制台、TLS‐450智能型液位仪控制台； PD‐3/PD‐3N触摸屏控制台、PM‐1触摸屏控制台；神探1号（SS1）控制台；油罐实时库存检测 1）TLS‐2：可显示精确的油位、水位和温度，并可打印实时库存报告； 2）TLS‐450：在TLS‐2功能的基础上，可以备份3年的库存报告。1）PD‐3/PD‐3N：油品体积/油位高度/水位高度/水体积/油品五个点温度/平均温度和空容体积；2）PM‐1：在PD‐3/PD‐3N功能的基础上，还有检测油品标准体积和油品质量的功能。 可为所有油罐生成库存报表，报表内容包括：油位和水位、油温、油罐容积或温度校正后的油罐容积、以及罐内空间。 测漏功能 1）TLS‐2：与MagPlus1探棒结合，可实现0.38 L/h和0.76 L/h的静态油罐测漏检测，经第三方认证性能优于美国环保署对密闭油罐泄漏检测的要求； 与MagPlus2探棒结合，可实现 0.76 L/h的静态油罐测漏检测，经第三方认证性能优于美国环保署对密闭油罐泄漏检测的要求； 2）TLS‐450：安装连续油罐监测软件（CSLD）‐0.76 L/h，可实现11.4 L/h、0.76 L/h和0.38 L/h的罐内泄漏监测。 1）PD‐3/PD‐3N：具备油罐0.76 L/h和0.38 L/h动静态测漏警报功能； 2）PM‐1：具备油罐0.76 L/h和0.38 L/h或自定义标准的静态、定时、动态测漏报警功能。 1）可以选择配备具备静态和动态测漏双重功能；2）测漏性能超过美国环境保护总署的法定要求，支持0.38 L/h、0.76 L/h静态和动态测漏标准。  自动校正容积表 1）TLS‐2：需要输入20个点的罐容积表，就能够达到期望的容积准确性； 2）TLS‐450：安装了VR公司专利自动油罐校正算法程序‐AccuchartTM二代技术，通过对比加油机的销售数据，可以精确地进行自动油罐容积表矫正。 只有PM‐1与加油机联网后可自动校正容积表 手动校正：根据油罐容积表线性进行设置，昀多可达45个设置点，可任选设置点，并对液位线差的某一段进行校正，准确反映液位与容积的关系。 4.展望4.展望随着经济的发展及人们生活水平的提高，汽车保有量正以前所未有的速度增长。相应地，为汽车提供燃料补给的加油站的数量也逐年增长，如，截至2009年5月，全国加油站的数量达9.7万座（不包括部队、内部加油站）。而加油站正常运营过程中产生的油气会造成较大的环境、经济和社会损失；•我国2010年汽油消费量按7158.2万t计，如不进行油气回收，则一年约损耗57.27万t汽油产生的直接经济损