油氣回收在線監測系統在加油站中的應用

＊邢巍巍 姜峰 李玉璞 朱新宇

（大連市生態環境事務服務中心 遼寧 116023）

隨著國家深入打好污染防治攻堅戰工作的持續開展，對揮發性有機物和氮氧化物協同減排要求日益嚴格，加油站油氣揮發作為揮發性有機物的來源之一，因為油氣主要的構成成分包括芳香烴、烷烴、苯及二甲苯等有害物質，揮發過程中會對環境產生不同程度的污染，嚴重威脅人們的生命安全與健康[1]，如何有效回收和處理油氣成為加油站面臨的重要問題。

加油站油氣回收是指在裝卸汽油和給車輛加油的過程中，將揮發的汽油油氣收集起來，通過吸收、吸附或冷凝等工藝中的一種或兩種方法，或減少油氣的污染，或使油氣從氣態轉變為液態，重新變為汽油，達到回收利用的目的。油氣回收裝置一般由吸附劑、吸收劑或化學反應劑等組成，通過不同的工作原理實現油氣回收。

伴隨著油氣回收技術的不斷提升，在線監測系統應運而生，以解決加油站在油氣回收方面的問題。在線監測系統主要是用于加油站油氣回收系統運行情況的監測信息化管理系統，實時監測加油油氣回收過程中的氣液比、油氣回收系統的密閉性及管線液阻等參數[2]。

1.安裝油氣回收在線監測系統的意義

（1）提高油氣回收效率。通過安裝油氣回收在線系統，可以實現對油氣回收過程的實時監測，了解油氣回收設備的運行狀況，同時，系統還能夠將數據傳輸到云平臺進行集中監控和分析。及時發現油氣回收裝置的故障或效率下降等問題，一旦發現異常情況，可以及時采取相應措施進行維修或調整，提高油氣回收效率，確保油氣得到有效回收，防止高濃度的油氣直接排放到大氣中，從而降低環境污染。減少揮發性有機化合物的排放，進而降低對大氣環境和生態系統的危害[3]。

（2）降低企業經濟成本。油氣回收在線監測系統的應用，對企業經濟效益有著積極的影響。首先，通過實時監測油氣回收設備的運行狀況，可以及時發現設備故障或異常情況，避免因設備故障造成的生產停滯和損失。其次，這種監測系統可以優化油氣回收過程，提高回收效率，從而降低生產成本和能源消耗。此外，隨著環保法規的日益嚴格，企業采用環保技術和設備可以獲得更多的政策支持和市場競爭力，進一步推動企業的發展和經濟效益的提高。

（3）優化加油站運營管理。首先，油氣回收在線監測系統的應用，能夠為加油站運營管理提供重要數據支持，幫助管理人員制定更加合理的經營策略，提高加油站的經濟效益和社會效益。推動行業向更加環保、高效方向發展。其次，通過這種監測系統的應用，可以加強政府對油氣回收行業的監管和管理，推動行業規范化、標準化發展。最后，這種技術的應用還可以提高公眾對環保的認識和關注度，增強社會責任感和參與意識，對構建和諧社會、推動可持續發展具有積極的意義。

綜上所述，油氣回收在線監測系統的社會和經濟影響深遠而重要。通過推廣和應用這一技術，可以促進環境保護意識的提高，推動企業經濟效益的提升，促進行業和社會的發展和進步。

2.油氣回收在線監測系統的基本原理與組成

（1）基本原理。油氣回收在線監測系統主要利用傳感器技術、數據采集技術、通信技術等手段，實現對加油站油氣回收過程的實時監測。該系統通過安裝在加油槍上的傳感器，檢測每次加油時油氣的產生量，同時監測油氣回收裝置的工作狀態，如油氣分離效果、回收氣體的純度等。

（2）系統組成。油氣回收在線監測系統主要由以下幾部分組成：

傳感器：用于采集油氣回收設備的運行數據，如壓力、溫度、流量等。包括加油槍上的油氣傳感器和溫度傳感器、油氣回收裝置上的壓力傳感器和液位傳感器等。

數據采集器：用于對傳感器數據進行采集、處理和存儲，并進行初步處理，將實時數據上傳至監控中心。

監控中心或云平臺：用于對接收到的數據進行實時分析，及時發現異常數據，并發出預警提示，同時可對設備運行狀態進行遠程監控。

通信裝置：將處理后的數據發送至監控中心或云平臺，同時接收來自監控中心或云平臺的指令。

報警裝置：當監測數據異常時，報警裝置會發出警報，通知工作人員及時處理。

（3）工作流程。在線監測系統在加油站中的具體工作流程如圖1所示。首先，安裝在油氣回收設備上的傳感器會實時采集設備的運行數據，如溫度、壓力、流量等。這些數據被數據采集器接收并處理后，會被存儲起來，并實時上傳至監控中心。監控中心會對接收到的數據進行實時分析，根據設定的閾值判斷油氣回收設備的運行狀態是否正常。一旦發現異常情況，監控中心會立即啟動預警機制，通過通信網絡（如電話、短信、電子郵件等）通知相關人員及時處理。同時，與監控中心相連的報警裝置在接收到異常信號后，會發出警報，以聲音或燈光等形式通知工作人員及時處理。

圖1 在線監測系統工作流程圖

（4）關鍵技術和算法的解析。在線監測系統的關鍵技術和算法包括數據采集、數據處理和分析、實時監測和預警等。其中，數據處理和分析是整個系統的核心部分，需要對采集到的數據進行清洗、去噪、計算等處理，以得到準確的設備運行狀態信息。實時監測和預警則是保證設備正常運行的關鍵，需要對監測數據進行實時分析，發現問題及時預警。此外，算法的選擇和優化也對整個系統的性能和精度有著重要影響。

3.在線監測系統技術要求

(1)一般要求

系統要求：系統應具備軟件、數據安全管理功能。如果儀器受到外界強烈干擾或意外斷電導致程序中斷，它應具備自動重新啟動的能力，并能自動恢復運行狀態。此外，儀器還應能記錄故障發生的時間及恢復運行的時間，以幫助用戶更好地了解儀器的運行狀況。在線監測系統應具有故障診斷功能，對壓力傳感器、流量傳感器、油氣泄漏監測傳感器等關鍵零部件的斷電、短路等非正常狀況進行預警、報警；相關視頻錄像能夠保留至少24h[4]。

檢測/測量器件：應具有出廠質量合格證書，按照要求進行檢定，并取得計量行政管理部門出具的計量器具合格證書。

傳感器技術要求：應能夠適應不同溫度、濕度、壓力等環境條件。精度和穩定性要能夠滿足準確監測油氣回收設備的運行狀態和油氣排放情況。

(2)預警、報警要求

氣液比監測：在24h內，有效氣液比（每次連續加油量≥15L）監測數據＜0.9或＞1.3的次數超過該槍加油總次數的25%時，系統應對該條加油槍預警，連續7天處于預警狀態應報警；或有效氣液比＜0.6或＞1.5連續超過24h應報警，同步上傳對應加油槍的狀態、參數等具體內容[5]。

壓力監測：在線監測系統采樣間隔應≤30s監測分析油氣回收系統壓力狀態，如在24h內，出現監測到的系統壓力與大氣壓差值在-50～50Pa的連續時間超過12h，系統應預警，若連續7天處于預警狀態應及時報警。

濃度監測：當監測結果≥4000μmol/mol時，則說明可能存在系統油氣泄漏情況，應開展預警，如連續7天處于預警狀態應報警；當監測結果≥8000μmol/mol時，應立即報警。

(3)數據采集和傳輸要求

在線監控系統應配有數據采集和傳輸設備，并具備存儲功能，將采集到的數據進行處理并輸入主控機。在線監控系統應至少具有以下功能：中文數據采集、記錄、處理和控制軟件；具備數字信號輸出功能；顯示、設置系統時間和時間標簽功能；顯示實時數據及查詢歷史數據的功能；具備防篡改功能；具備1年以上數據的存儲能力。

如遇特殊原因系統停電，應能自動采集和保存氣液比監測數據；恢復供電后系統可自動啟動，應能夠繼續與之前的數據進行連續計算。恢復運行狀態并正常開始工作后，系統應支持自動或手動方式進行零點漂移的校準。應能保持重啟前的預警、報警狀態和補充傳遞相關數據到系統主機中。加油意外中斷后重新加油時，應分別保存對應的加油量、回氣量及氣液比等數據。

(4)數據通訊功能要求

監測系統需要具備數據遠程傳輸的能力，以便于上傳數據和接收相關部門的指令。同時，它應能夠按照既定的格式、內容及時間間隔對監測數據進行打包，并上傳至指定的平臺或設備，數據傳輸應滿足《污染物在線監控（監測）系統數據傳輸標準》（HJ 212）的要求。上傳時鐘設置應與我國北京時間保持一致。上報的監測數據中至少應包括：加油站在線監測系統的設置信息、系統操作日志、監測地點的識別碼、油泵和噴嘴的標識、地下儲油罐的標記、各油槍的氣體與液體比例、油氣系統的壓力等監控參數以及預先警告的數據。數據包的大小按照傳輸方式自主確定[6]。

4.對比傳統方法的優勢和不足

與傳統的手動監測方法相比，在線監測系統的優勢和不足也值得我們關注。

(1)優勢

①自動化程度高：該系統能夠自動采集并分析油氣回收過程的各類數據，大大減少了人工操作的成本和時間。

②準確性和可靠性高：油氣回收在線監測系統采用先進的傳感器和數據處理算法，能夠獲得更準確和可靠的數據。

③可遠程監控：該系統可以通過網絡實現對油氣回收過程的遠程監控和數據采集，方便管理者及時掌握加油站的運營情況。

(2)不足

①技術門檻較高：由于該系統的技術含量較高，對于一些技術水平較低的加油站來說，使用該系統可能存在一定的困難。

②成本較高：油氣回收在線監測系統的采購成本和維護成本相對較高，對于一些小型加油站來說，投資該系統可能存在一定的經濟壓力。

5.油氣回收在線監測系統的展望

未來，隨著技術的不斷發展和進步，油氣回收在線監測系統將朝著更加智能、高效、可靠和低成本的方向發展。

一是繼續研究和開發更先進、更可靠的在線監測系統。通過進一步的技術創新和研發，新型傳感器技術和人工智能算法的應用將提高監測數據的準確性和實時性，從而更好地滿足加油站的實際需求。

二是加強管理和維護方面的工作。由于在線監測系統需要專業的維護和管理，因此需要加強對該系統的管理和維護方面的工作。例如，可以定期對系統進行檢查和維護，以確保系統的正常運行。

三是整合多套系統，提高監管水平。目前加油站都具有油氣回收在線監測系統、雙層油罐和復合管道滲漏監測系統、油氣排放處理裝置等多套環保監測設備，可以開發將多套環保系統整體接入綜合監管平臺，進一步提高加油站油氣回收系統工作效率[7]。