关键词：油气回收；在线监测；加油站；流量计
加油站在储存，运输，销售汽油期间将产生挥发性有机化合物，活性强的VOCs可以在一定条件下与氮氧化物（NOx）发生光化学反应，促使臭氧（O3）的浓度增加，形成光化学烟雾，对环境造成污染，为了减少空气污染，节约石油资源，减少安全隐患，国内一些地区开始推动成品油回收设备及后处理设备。
目前正在使用的油气回收设备可以对石油和天然气的油气排放进行控制，可以节约成本，减少污染，还能减少对车站工作人员和客户健康的危害，无论是在经济和环境方面都发挥了显著的作用。由于设备管理制度不健全，操作该设备不规范及稳定性差等问题，致使操作油气回收设备的效果难以达到原来的水平。
通过本文对在线监测系统的研究，主要介绍该系统的监测功能，分析和数据传输功能，报警标准及校准方法这几个方面。与加油站监控效果相结合，分析存在的一些在线监测系统的问题，提出了相关建议。
1在线监测系统概述。
1.1在线监测系统框架
在线油气回收监测系统总体架构通常包括三个方面：
(1) 现场仪表。气体流量计，压力传感器，浓度传感器，温度传感器等，用于收集油气回收的相关流量，压力，浓度和温度等参数。
(2) 数据采集模块。包括加油数据采集模块和环境信息采集模块。加油数据采集模块，用于收集油气流量的信息，并具有一定的数据处理，存储和传输的功能。环境信息采集模块主要用于检测石油和天然气管道的石油回收系统中的系统管道、油罐气体压力罐中的油气压力，监测该加油站区域，卸载区域的油气排出量及排放情况。
(3) 中心控制台。 主要用来监控整个系统的工作情况，是安装在加油站的网上监控软件，具有获得数据，显示数据，数据导出，数据分析，记录，检查等功能。
1.2在线监测系统功能
在线监测系统是基于石油和天然气系统，对油气运行参数进行在线监督。加油站油气回收原理是指通过油气回收型加油枪、加油胶管、真空泵等设备，将加油过程中产生的油气通过密闭的方式收集回到地下储油罐的过程。关键是保持适当的油和气液比，主要是通过机械控制阀或电子式气液比例调节阀来控制。
由于加油站在操作过程中真空泵的频繁打开的，对在线监测系统数据收集会产生一定的影响。在线监测系统对于需求文档，能够实时监测这些参数，并能控制所述数据记录，存储，处理和传输。
1.3在线监测系统的流量计类型
1）主流厂商的在线监测系统的区别主要在于油气流量计的选用，不同流量计的安装，维护和措施等方面都具有各自的优势和局限性。主要油气流量计的类型：
①罗茨流量计。它采用体积式计量，具有高精度，高可靠性，性能稳定的特点。在实际使用中发现，流量计安装位置罗茨对流体体积测量有一定的影响，诸如真空泵安装在前有比较大的真空度，从而导致测量体积变大。因此，在安装完成应根据加油机是不同的，在安装软件是设置补偿因子。
②热式流量计。它采用热传递原理监测流量，即通过与流体的热交换关系直接测量气体质量流理。由于热式流量计测量回气体积时需根据油气密度和比热等参数推算得出，因此需要根据实际情况进行调整，并且油气密度和油气比热不是恒定的，因而该流量计的校准工作比较复杂。
③涡街流量计。它是利用卡门涡街原理测量介质的体积流量。该流量计具有不可移动部件，空气阻力小，结构紧凑，易于安装等优点。缺点是涡流频率的测量易受外界的振动，需要采用减震措施来避免振动较大的设备对流量测量造成的影响。
2在线监测系统的校准
2.1校准方法
由于气液比、密闭性和液阻等在相应的规范中已有标准的检测说明，但由于各个生产厂家在线监测系统设计和设备选型上存在着差异，这可能导致在线监测系统的的气液比和压力数据和实际测量数据有一定的误差，因此在线监测系统需要验证准确性。
各加油站试点的在线监测系统在使用前需要进行校准测试，并且测试结果与在线监测系统测量值进行比较，如果两者差值在允许范围内，该系统被认为是符合测量精度要求。
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2.2在线监测系统校准数据分析
在进行监测系统校准试验过程中需要采用标准综合检测箱，可以检测气液比、气密性、耐液性等参数。其中密闭性和液阻需综合检测箱配合氮气瓶进行测试。
3在线监视系统中存在的问题
1）液位电阻测量问题。根据相关标准要求，当液阻在固定流量和打开卸油口回气阀门进行测量，但在加油站运行时，卸油口回气阀门就会关闭。各厂家的液位电阻测量设计基本上都是在在离罐区较远的加油机的回气总管处和后处理进气管处分别设置压力传感器，以取得两者的显示差值。该设计测量出的液阻值与标准相差较大。
2）加油时脉冲采集问题。目前，各在线监测厂家通过信号采集器采集加油机编码器输出的加油脉冲。数据采集器一般采用光电隔离方式，避免了对加油脉冲的影响，效果良好。但这一办法尚未得到有关部门的批准。为了可以大规模推广在线监测系统，需要和有关部门进行沟通。
3）罗茨流量计堵塞问题。造成这一问题的原因是罗茨流量计的腰轮配合紧密，气路中的固体杂质会造成流量计的堵塞。建议垂直安装罗茨流量计，在流量计安装前安装滤网，这将对加油机安装空间要求更高，增加改造难度。
4）数据收集中的数据丢失问题。一些厂家的信号采集器运行不够稳定，在充油量较低或其他情况下可能会出现数据丢失，因此需要进一步改进油气流量计和信号采集器。
5) 在线监测与人工检测误差
本标准的报警功能要求在线监测系统检测的气液比合格范围为1.0-1.2，允许在线监测系统与手动检测气液比误差为±0.15。但人工检测的气液比合格范围也在1.0-1.2之间，会导致部分加油枪误报警。
从技术角度分析，由于存在随机的±0.15误差，即使真实气液比为1.0～1.2的情况下，在线监测系统测量到的气液比也会落在0.85～1.35的范围内，这就造成了加油枪气液比合格且在线监测系统误差也合格的情况下，依然出现预警报警现象。
据石油公司已经提交的数据来看，气液比的失败率要远远低于规定数值，也就是说在报警范围下会出现部分误报警的情况。
4在线监测系统的发展建议
根据在线监测系统标定测试条件下，结合加油站油气回收系统的运行状况，对在线监测系统的发展提出以下建议：
1）现在加油机内部除了加油管路及流量计等设备外，还需要加装油气回收设备和在线监测设备，造成了加油机的内部空间较为紧张，所以必须调整加油机的出厂标准，预留一个在线系统监测安装空间。
2）通过对油气流量计、信号采集器和监控机程序的改进，并进一步提高了在线监测系统的精度和稳定性。
3）明确区分人工测试和在线监测
在此阶段，环保部门的对加油站的监管属于人工检测和在线监测并行，在线监测和人工测试的资格标准是不同的，因此不能完全等同。建议在过渡时期之后，以在线监测系统作为油气回收运行状况的日常判断标准，人工检测作为年检项目，共同在加油站油气回收设备监管方面发挥作用。
5结束语
从各地运行的油气回收情况来看，目前仅通过常规、人工的年度检测难以保证油气回收回收效率，各地要尽快建立以油气回收在线监测为主，其他检查、检测为辅助的油气回收科学、高效监管模式，以确保油气回收实效。
提高油气回收系统和在线监测系统的应用意识。加油站和他们的员工在油气回收系统和在线监测系统运行维护管理中负有主要责任。要加强相关的教育和培训政策引导和宣传组织，提高车站和员工的意识，增加安装油气回收系统和在线监测系统中的重要性，并建立环保，节约能源主体意识。
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论文作者:周波
论文发表刊物:《科学与技术》2019年第22期
论文发表时间:2020/4/29
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