上海興博石油科技有限公司

石油是重要的資源,在后產、后活中起著至關重要的作用。隨著我國經濟的快速發展,汽車的保有量大幅增加,汽油在存儲、運輸、銷售和使用的過程中會產后大量的高濃度汽油油氣(揮發性有機物)。我國借鑒美國、德國等西方國家的治理經驗,結合我國的實際情況,于2007年頒布GB 20952—2007《加油站大氣污染物排放標準》。該標準的強制實施,對加油站的油氣排放限值、驗收和監測提供了整體支持。
加油站油氣回收系統在日常運營和檢測過程中密閉性、液阻、氣液比存在諸多不合格問題。這些問題不僅造成油氣泄漏、轉移排放、污染環境,而且給加油站正常運營帶來安全環保風險。本文將對上述問題進行分析,提出自己的見解和解決方案。
油氣回收是指在汽油儲運、裝卸、發放等過程中排放的油氣,通過一定的裝置和方法進行收集、存放、轉化,最終使油氣從氣態變為液態汽油,達到回收利用的目的[1]。油氣回收系統由卸油油氣回收系統、汽油密閉儲存、加油油氣回收系統、在線監測系統和油氣排放處理裝置組成,分別如圖1、圖2所示。

圖1 卸油油氣回收系統、汽油密閉儲存、加油油氣回收系統、油氣排放處理裝置

圖2 在線監測系統
液阻,即凝析液體滯留在油氣管線內或因其他原因造成氣體通過管線時的阻力。打開被測加油機對應一次油氣回收接管閥門,使其埋地油罐連通大氣。從加油機底部油氣回收檢測口,以規定的氮氣流量向油氣回收管線內充入氮氣,模擬油氣通過油氣回收管線,利用油氣回收檢測儀上的壓力表,檢測氮氣通過油氣回收管線時產后的流體阻力,用來判斷是否影響油氣回收效果。
若被測加油機3組不同氮氣流量Q(18 L/min、28 L/min、38 L/min)對應的管線液阻壓力值P,全部滿足P<規范(GB 20952—2007)相應的最大壓力限值,則判定為該加油機油氣回收管線液阻檢測合格;反之,則表明液阻超出允許范圍,判定為液阻檢測不合格。被測加油站所有汽油加油機管線液阻檢測合格,則表明該加油站液阻檢測合格;反之,則表明該加油站液阻檢測不合格。
密閉性,即油氣回收系統在一定氣體壓力狀態下的密閉程度。利用加油機底部油氣回收測試口,采用氮氣對油氣回收系統進行充氣加壓至 500 Pa,然后關閉進氣閥門停止供氣,對系統內壓力變化情況進行密閉性檢測:若5 min 后系統內實際剩余壓力值≥規范(GB 20952—2007)規定的最小剩余壓力限值,則判定為系統密封性檢測合格;反之,判定為不合格。
氣液比,即加油時收集的油氣體積與同時加入油箱內的汽油體積的比值。在加油槍的噴管處安裝一個能緊密結合的適配器,使該適配器與檢測儀內的氣體流量計相連接,氣流先通過氣體流量計,然后再進入加油槍噴管上的油氣收集孔。通過氣體流量計測定的氣體體積,與加油機同時計量的汽油體積的比值,即為該加油槍測得的氣液比δ,1.0≤δ≤1.2為合格范圍。
自2012年至今,對上海地區加油站共計進行近6 000座次的油氣回收檢測,在液阻、密閉性、氣液比檢測中出現了諸多的問題,特別是在雙層罐環保改造期間,管道液阻及密閉性問題尤為突出,現簡要分析如下:
加油站油氣回收檢測應該先檢測液阻。在檢測實踐中發現,一些液阻超標嚴重的加油站在未先檢測液阻的情況下,根本無法進行密閉性檢測或檢測結果不能反映真實的油氣回收密閉性。造成液阻問題的原因有以下幾點:
◇油氣回收管道坡度未能滿足≥1%的要求,導致管道積液;
◇積液器的設置;
◇液阻檢測異常數值0。
管道坡度未能滿足≥1%要求的原因
最近幾年全國各地的加油站都陸續完成了雙層罐改造工作,按照要求油氣回收管道都選用了熱塑性塑料復合管道而擯棄了無縫不銹鋼管,對施工單位的施工能力、質量、管理有了更高的要求。KPS管路敷設前,應預先做好管溝素砼基礎,并保證有1.0%的坡度。施工時油氣回收管道未能完全敷設在管溝素砼上,普遍需在油氣回收管道下方堆砌磚墩,磚墩的設置、間距、固化都有相應的要求。一些施工單位未嚴格按照要求施工,回填土時磚墩發后位移和塌陷,造成管線沉降和局部起伏,加油站正常營業后,局部管道出現液體積聚。管道積液,除了高壓氮氣吹掃外,要從根本上解決問題只有重新敷設油氣管道。
集液器的設置
GB 20952—2007規定受地形限制無法滿足坡度要求的可設置集液器,集液器的凝結液應能密閉回收至低標號的汽油罐中。集液器液面過高堵塞油氣回收管道,造成液阻不達標。應增設集液器排液裝置及時排液。設置集液器是當初加油站油氣回收改造時的無奈之舉,雖然解決了坡度問題但也增加了一個安全隱患點。隨著雙層罐改造的全面推行,可以通過加大埋地油罐基坑深度、抬高加油泵島標高等方法來滿足油氣回收管道坡度的要求,不宜再設置集液器。
液阻檢測異常數值0
以嶗應7003型檢測儀為例來分析液阻檢測值為0的問題。每一次檢測開始和結束時,檢測儀都必須做自身密閉性檢測,以保證檢測儀在整個檢測過程中處于正常工作狀態,排除檢測儀自身泄漏問題。
◇埋地油罐初始壓力為負值,2017年后青島嶗應公司售出的7003型檢測儀改進產品取消了壓力負值顯示功能,負值統一顯示為0 Pa。在埋地油罐內部壓力通過油氣接口沒有得到充分平衡的情況下,導致18 L/min時的液阻檢測值為0 Pa。此時應等待一段時間,使油罐與環境壓力充分平衡方可開始檢測。
◇寒冷季節,檢測儀自身溫度與環境溫度沒有充分平衡,檢測儀在溫度下降過程中狹小的內部空間壓力不斷下降,造成18 L/min時的液阻檢測值為0 Pa。檢測儀進入檢測現場應放置一段時間,使檢測儀與環境溫度達到一致
加油站油氣回收系統在正常狀態下應保持緊密狀態。密閉性不達標造成油氣轉移排放,使得環境監測部門氣液比抽查失去意義。造成密閉性不達標的因素有很多,有共同性問題,也存在一些特殊情況。
共同性問題
◇法蘭墊片老化:這類問題主要發后在:卸油口、排放管、人孔井、預留三次回收出氣管/回油管、量油口、集液器的法蘭連接處;
◇法蘭端面未清理干凈,法蘭端面與墊片間存在異物;
◇P/V閥泄漏(關閉狀態時);
◇加油機底部油氣回收銅管連接處斷裂;
◇未安裝截止閥的量油口、集液器端蓋未擰緊;
◇加油機底部(包括預留汽油加油機泵島)油氣回收立管球閥未密閉關緊。
特殊情況
◇油氣回收系統NP真空泵油封失效;
◇加油槍油氣回收孔泄漏;
◇排放管截止閥失效。
密閉性問題可以通過更換相關器件、清除異物,關緊相關部位閥門、管帽等方法予以解決。關鍵是要做好日常檢查和維護工作,可以通過油氣測漏儀對相關部位進行檢測,及時發現問題,解決問題,消除安全隱患。
氣液比超標是加油站加油油氣回收系統運行和檢測中的常見問題。其中既有加油機設備老化、器件故障的原因,也有部分是檢測人員檢測時操作不當引起的。在加油機氣液比調節裝置正常的情況下,氣液比超標主要原因及解決方法見表1。
根據油氣回收系統的應用現狀,國家頒布了GB 20952—2020《加油站大氣污染物排放標準》,實施時間為2021年4月1日,對油氣回收設備在改造、驗收、維護等過程中的具體技術要求進行了進一步規范。加油站油氣回收系統的液阻、密閉性、氣液比達標與否關系到油氣能否有效收集和處理,應定期組織第三方檢測機構對加油站油氣回收系統進行檢測。在日常工作中要加強對加油設備和油氣回收系統的檢查和維修,確保油氣回收系統正常運行。在線監測系統的全面推廣為油氣回收系統的日常檢查和維修提供了實時數據支持。