提高加油機汽油槍流速可行性的探討

劉 棟

〔中國石化銷售股份有限公司 北京 100728〕

加油機是加油站的主要設備，是其面向社會為機動車輛加注各種汽油和柴油的生產工具，具有輸油、計量、稅控和安全供油的復合性功能。為了探討提高加油效率和經營效益與安全生產的關系及其可行性，結合國內外加油機的相關規范、文獻資料進行了加油機、潛液泵等關鍵部件的分析和調研，提出了一些建議。

1 調研情況

1.1 加油機的流速

據行業經營部門反映，加油站日常運行中對加油槍進行實測時有流量太小的現象，很多加油槍流量不足30 L/min。

1.2 影響加油流速的因素

關于加油槍的出口流速國內外還沒有明確的限制，但是有對管道流速的限制。

1.2.1 國際上的相關規定

一是國際標準ISO9158對道路車輛無鉛汽油用加油槍管嘴的流量要求≤50 L/min，國際上現有的加油槍也是基于此標準進行設計。二是英國規定最大的加油流量汽油不應超過50 L/min，柴油不應超過130 L/min。三是根據CARB(美國加州空氣標準委員會)的建議，為了保證油氣回收系統的回收效率(CARB認證回收效率為90 %)，加油流量要小于10加侖，即38 L/min；同時TUV(歐盟)認證要求加油機汽油槍的流量不允許超過38 L/min。

1.2.2 國內的相關規定

出于安全方面的考量，一是國家標準GB50156—2012《汽車加油加氣站設計與施工規范》(以下簡稱GB50156)中6.2.2規定“加油槍應采用自封式加油槍，汽油加油槍的流量不應大于50 L/min”；條文說明中指出：油箱加滿油時自動關閉加油槍，避免“油品從油箱口溢出而導致的能源浪費及可能發生火災和污染環境”。考慮到柴油的危險性較小，在GB50156中未對柴油加油的最大流量做特別規定；GB50156標準規定地下復合輸油管道的流速限制為不超過2.8 m/s，計算7/8吋普通膠管的最大流速約為64 L/min，汽油加油槍油氣回收膠管最大流速約為45 L/min。二是國家標準GB/T 9081—2008《機動車燃油加油機》中未規定具體流速和流量的數值，但指出“額定流量由制造廠商標定的在設計工作條件下，應保證的輸出流量”。

1.2.3 設備因素的影響

(1)帶油氣回收的加油機的使用降低了流量。一是汽油加油槍的膠管內有直徑12 mm的油氣回收管，使膠管流通的截面積縮小33 %左右，流量同比例減少。二是油氣回收加油槍流速低于同一口徑的普通加油槍。三是加油槍的真空泵會隨著使用時間的加長被逐步磨損，抽氣能力會持續下降。四是為了確保回收油氣的氣液比達標，有時不得不在加油槍內部裝設限流板以降低流速達到35～45 L/min范圍。

(2)加油機在油泵選用上，對自帶泵的設計需考慮流量限制，在潛油泵設計上是一機帶多槍，這兩種情況都會影響實際流速和流量。

(3)加油機流速高在加油過程中會頻繁跳槍，導致出現無法正常加油的故障。

(4)加油機的濾網和濾芯。一是清潔狀態程度，尤其是紙濾芯對加油流速和流量的影響很大。二是部分省市采用防水濾芯代替傳統濾芯，防水濾芯遇水后膨脹，造成流通面積減小，阻力增大，加油流速降低。

(5)實際情況中，輸油管線的距離會對多數油槍的實際加油速度產生影響。

除了上述的影響因素之外，計量器、膠管、拉斷閥等均會產生一定的壓力損失。對于具備油氣回收功能的汽油加油機而言，同軸膠管、油氣分離閥、機械式氣液比調節閥等所產生的壓力損失比普通加油機大。

1.3 加油機流速對經營和安全的影響

(1)汽油流速越高造成靜電累積會越多，意味著起火風險也越大。服務人員實際見證了多起正常加油起火的現象(專業解釋見NFPA美國消防協會的學術文章)。

(2)加油機流速會使油氣回收合格率受到影響，影響經營的同時更易受到處罰。《加油站大氣污染排放標準》GB 20952中規定：“各種加油油氣回收系統的氣液比均應在大于等于1.0和小于等于1.2的范圍內”，當加油機流速過高超過標準規定流量時，整個系統的油氣比就無法滿足上述國家標準的規定值。如果加大流量就要求油氣回收泵的回氣量高，會造成油氣回收系統使用一段時間后回氣能力滿足不了要求，氣液比超標嚴重的情況。另外，在線監測系統也對加油流速有要求，在美國基本也是按照CARB的要求，在38 L/min的流速內保證在線監測系統的有效運行，同樣，高于40 L/min的加油流速也會造成在線監測系統氣液比監測異常的情況。

(3)加油機為了防止加油中現出雜質并減少油液雜質對流量計的影響，多數加油機設置了過濾裝置。加油機必須保持濾芯干凈才能滿足正常流量出油。過濾裝置未定期清洗或更換對加油槍的流量影響較大。清洗周期應根據油質和地下管線的干凈程度而定，對邊卸邊發的加油站，過濾網堵塞過程相對更快，需要檢查清理得更頻繁。

(4)拉斷閥脫落及加油機逆流影響。目前帶油氣回收的加油槍的實際工作流速多在40 L/min以下，平均流速32 L/min左右，若提高到50 L/min，在自封速度不變的情況下，水擊沖擊力會提升56 %以上。目前拉斷閥的拉斷力標準已經鎖定，不能無限提高，如直接提高，拉斷閥脫離的風險會成倍增加。同時，膠管的彈性會因流速過快造成油品逆流，對加油機造成較大沖擊，帶來計量不準、加油機故障增加等很多問題。

2 調研的推論

2.1 流速不能突破現有各種標準及要求提高

(1)沒有依據能提高。沒有可靠、穩定、安全的技術和實踐驗證不能盲目提高。

(2)提高會有重大安全風險。

2.2 有合理提高空間，需要日常維護保持

(1)概念錯誤。這不是流速問題，是流量問題。

(2)理論上流量可以提高。提高有條件，使用中如何保持理論流量也同樣有很多制約因素。

2.3 流速提高的負面影響

(1)流速高易使加油機出現故障。

(2)流量大對加油機汽油部分的影響。國家標準規定的氣液比范圍為1.0～1.2，油氣回收系統異常增大、系統平衡被打破，還必須考慮油氣回收和在線監測系統的匹配性。

(3)對經營的影響。一是頻繁跳槍造成加油機故障、油氣回收不合格等，影響加油站的正常經營。二是設備能耗加大，經營成本加大。

(4)對安全的影響。易產生油品靜電危害，會引起火災。

(5)根據局部檢測結果而盲目換設備，不能解決系統問題，運行一段時間維護不到位，會造成更大的投資浪費。

3 解決方案的建議

3.1 可能的方法

(1)減少壓力損失。一是管線距離盡量短。二是減少不必要的彎頭接頭。

(2)增大油泵的壓力。

(3)減少油泵帶的槍數。

(4)定期清洗或更換加油機過濾裝置。

(5)加油槍口和管直徑加大。

3.2 可行性分析及建議

(1)采取縮短管線距離等減少壓力損失的措施，需要設計、施工整體布置時要同步考慮。一是設計和施工中要有懂技術、有實踐經驗、會把關的人員主持。二是需要思想上統一認識，審圖、監理等施工管理落實到位。三是新建或改造站時可以做到，已經改完的站要想解決投入會很大，時機合適逐步提高。

(2)增大油泵的壓力。可以考慮換功率大的潛泵，目前成熟的有2.0匹的潛泵。潛泵的工作壓力可以從2 kg提高到3 kg，即將現有的0.75匹或1.5匹的潛泵升級為2.0匹的增強型潛泵。3 kg的壓力是限值，因為加油機設計的標準承壓是3 kg的壓力。從實際應用看，用2匹潛泵的情況下，油槍流速能達到50 L/min。問題是造價提高，要和經營的盈利能力相匹配，大站、盈利站可優先選用。

(3)減少油泵帶動的加油槍數量。一是自帶泵將普通流量的直聯泵更換為大流量直聯泵，流量應該有提升，需要經試驗驗證。二是潛泵需要根據罐的位置及所帶加油槍數量綜合考慮匹配，但實際中是矛盾的。銷量大的加油槍多，但對應的油罐數罐口位置少，具體要看有沒有位置安裝更多的泵。銷量小的站加油槍數少，安裝油泵匹配的槍不多，但為增大流量會浪費設備能力，因此建議按照經濟性考慮。

(4)定期清洗或更換加油機過濾裝置。定期檢查濾網的狀態，正常保養清洗濾網，避免濾網堵塞影響流速。需要根據使用情況定期進行流速測試和更換濾網，如果油槍最大的加油流速低于30 L/min，那么可以針對本文提到的各種因素進行逐項排查。濾芯廠家建議，水濾芯使用3個月或當加油流速降至初始流速的60 %時，建議更換濾芯；當加油流速降至初始流速的40 %時，則必須更換濾芯。

(5)加油槍口和管直徑加大。加油槍膠管：現有尺寸已經因為油氣回收從3/4吋增加到7/8吋的改進空間已經不大。鑒于柴油有1吋的膠管，原則上汽油也可以用更大尺寸膠管，但需要綜合評估加油機和油槍的適應性。大尺寸膠管會造成的影響是重量大，易在加油過程中造成油槍脫落的風險。

(6)其他因素。加油機內部管路設計、電磁閥、加油站內部管路設計雖然也對加油流速造成一定影響，但由于涉及成本、管理問題，可改變的可能性不大，不能作為主要因素考慮。

4 結語

綜上所述，通過以上措施，能夠將加油站汽油槍的流速提升到40～45 L/min。需要從可實施的便捷性、投入成本等方面綜合考慮。根據加油站的具體情況，在設計環節充分考慮潛油泵的選型，以滿足多把加油槍同時加油時對流量的需要。針對站點的忙閑程度、加油槍同時使用的概率等條件，配置合理功率和出口壓力的潛油泵，保持加油流速的穩定和安全，才能保障合理的流量。