加油站油氣回收在線監控校準規范的探討

中機生產力促進中心□劉江濤 顧 堅 楊 煥 王寶超 管 鑫 南光熙

油氣回收在線監控是油氣回收治理改造的最后一道防線，也是加油站環保設備的自動體檢報告系統。完整的油氣回收包括油氣回收設備、手動檢測設備、自動監控設備，油氣回收設備負責回收在加油、卸油、儲油過程中揮發油氣，減少加油站大氣污染物的排放；手動檢測設備是對回收設備進行人工檢測，判定其工作是否正常的檢測儀器，一般配備給環保部門、第三方檢測機構使用出具檢測報告；自動監控設備是不需要人工參與，實時測試油氣回收設備運行狀態，可以發現問題并停止加油工作的設備。從2007年起，我國加油站油氣回收改造采用的是 “油氣回收設備+手動檢測設備”兩者相結合模式。隨著時代的發展和技術的進步，從2017年開始，加油站油氣回收改造逐步采取“油氣回收設備+手動檢測設備+自動監控設備”三維一體模式，進一步扎緊了加油站污染物排放的袋子。

1 加油站油氣回收和相關的標準規范

加油站油氣回收在線監控系統 （以下簡稱“在線監控”），由氣體流量傳感器、壓力傳感器、數據采集器和數據監管平臺構成，主要監測加油槍的加油量、真空泵的回氣量、埋地油罐的壓力及回氣管路的壓力等參數，計算出回氣量與加油量匹配值 （1～1.20），判斷出回收設備工作狀態和油罐、管路、閥門等連通單元的密閉程度。當發現異常時，可提醒操作人員采取相應的措施，同時記錄、存儲、處理和傳輸監控數據。

目前，在國內出現的在線監控是新生事物。安裝了在線監控的加油站，具備了對站內油氣回收設備全天候體檢的能力，然而面對每天給出的一份體檢報告，其可信度、準確性、穩定性及長期有效性難以保障。面對在線監控這樣的新生事物，還需要出臺新的計量校準規范。

油氣回收領域具備一定的規范基礎。 “油氣回收設備+手動檢測設備”相結合模式，兩者具備相應的計量校準規范：針對 “油氣回收設備”，有 《加油站油氣回收系統校準規范》 （報批稿），針對 “手動檢測設備”，有JJG 126（蘇）—2011《油氣回收檢測儀》等。然而，針對 “油氣回收設備+手動檢測設備+自動監控設備”三維一體模式，欠缺 “一維” （即 “自動監控設備”）的計量校準規范，在線監控屬于自動監控設備，在線監控系統的校準還沒有相關校準規范。

2 編制規范目的和意義

在線監控具有一定特殊性，需要校準，適宜采用在線校準。在線監控已開始在國內大量安裝，已安裝幾千只壓力傳感器和上萬臺氣體流量傳感器。近兩年，眾多省市都已經或正在著力部署在線監控的實施，如：北京市、浙江省、重慶市、廣東省、上海市、山東省等，每年安裝的數量正成倍的增長。由于沒有對應的技術規范和產品要求，各廠家的傳感器在安裝之前，大都沒有進行實驗室的計量校準，即使有極少數傳感器經過計量院測試，也與現場的情況大相徑庭。在線監控涉及到的傳感器設備眾多，現場測試和實驗室測試差別很大，這些問題值得進一步研究。

針對測試差距較大的問題，可以從以下幾個方面考慮。首先，加油站安裝的傳感器種類不統一，主要包括體積式流量傳感器、熱式質量流量傳感器和渦流流量傳感器等，種類不同的氣體流量傳感器工作原理各不相同，除了體積流量傳感器能夠直接測出氣體體積，熱式質量流量傳感器和渦流流量傳感器都需要進行熱量、質量、溫度、電信號等參數的轉換，才能計算出體積流量，中間環節太多的傳感器在穩定理想環境和復雜現場環境中的性能表現難以統一；其次，拆下流量傳感器 （如熱式流量計、渦流流量計等）或送取全新的傳感器，在實驗室進行計量，只能測試出流量傳感器的精度，無法獲得傳感器信號經過配套算法后的系統誤差，其檢測結果也不能反應真實情況，因此加劇了非體積式傳感器的不確定性；最后，現場流量傳感器安裝需要根據加油站情況確定，加油機內部空間有限，甚至有些可以說非常局促，加油泵、電機、回氣泵、出油管路、回氣管路交織著一起，工作時，電機、馬達此起彼伏，震動、噪音、氣源位置對于普通氣體流量傳感器，甚至體積式流量傳感器都有很大的影響，安裝在現場的傳感器不確定性再一次放大；在線監控所使用的傳感器工作原理不同、在線監控配套算法各異、安裝環境復雜等因素造成了誤差多次疊加，致使其不確定性不斷加大。

經過一年以上的現場使用后，缺乏校準的問題越來越突出。中華人民共和國生態環境部要求對已安裝在線監控的加油站開展定期檢測，一旦在線監控系統數據準確，將成為執法依據。然而實際情況距離政府部門要求還有差距，在線監控的數據不穩定， “手動檢測設備”與 “自動監控設備”的數據相差較大，檢測單位與在線監控廠家互相質疑的問題越來越多。由此可見，在加油站現場開展計量校準工作，制定相應的校準規范迫在眉睫。

3 加油站現場計量校準規范方案

針對加油站 “油氣回收設備+手動檢測設備+自動監控設備”三維一體模式，從技術方面入手，研究三者關系。

首先是 “油氣回收設備”與 “自動監控設備”關系：1）檢測的對象不同， “油氣回收設備”現場檢測的是氣液比、密閉性、液阻等指標， “自動監控設備”現場檢測其流量計、壓力表是否準確；2）檢測的過程和條件不同，在工作狀態檢測 “油氣回收設備”氣液比，管路、油罐處于密閉狀態，在理想狀態檢測 “自動監控設備”的流量計、壓力表性能，消除加油站現場差異性、排除溫度濕度影響，因此需要研究測試的 “理想狀態”方案；3）測試加油量不同， “油氣回收設備”檢測打油量為15升，這個級別的加油量對于 “自動監控設備”的檢測明顯偏小，加油站一般加油速度為38L/分鐘，加入15L的油時間不到24秒，24秒時間過短，氣量還沒有穩定，無法保證計量的重復性和穩定性，因此需要研究現場計量所需的加油量、加油時間。

其次是 “手動檢測設備”與 “自動監控設備”關系：需要確定 “手動檢測設備”能否滿足“自動監控設備”的計量校準要求， “自動監控設備”本身儀表的流量精度2%左右，而 “手動檢測設備”的儀表精度也在2%，同級別的精度是不符合計量校準要求。如果現有的 “手動檢測設備”不能勝任對 “自動監控設備”的計量，需要重新開發精度更高、針對性更強，具備校準證書的檢測設備。

為了規范在線監控系統的計量校準工作，為各計量檢定部門提供統一的校準方法以及不確定度分析的參照，解決生產廠家、加油站、執法部門有據可依的問題，制定此校準規范具有重要意義。

4 結束語

機械科學研究總院是最早開展油氣回收相關標準、規范、檢測及設備全體系研究的大型國有科研院所。早在2007年，專門申請科技部的院所專項，開展相關的技術研究與產業化，參與國標GB、地標DB、環標HJ/T等標準制修訂，研發了油氣回收相關的系列產品，包括油氣回收檢測儀及在線監控，同時增項了加油站油氣回收檢測資質，至今檢測加油站油氣回收超過2000站次。這些都為在線監控校準規范的制修訂打下了堅實的技術基礎和人員基礎。