油氣回收在線監(jiān)測技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀及改進(jìn)建議

加油站在油品接卸、儲存、銷售等各環(huán)節(jié)不可避免的存在油氣蒸發(fā)、泄漏等情況。蒸發(fā)和泄漏的油氣是烴類VOCs與空氣的混合物，是形成化學(xué)污染和臭氧生成的前體物質(zhì)，不僅污染大氣環(huán)境，而且造成資源浪費(fèi)，并且存在安全隱患。為了減少和控制油品運(yùn)輸、儲存、銷售各環(huán)節(jié)發(fā)生的油氣蒸發(fā)和泄漏，原國家環(huán)境保護(hù)總局在2007年發(fā)布實(shí)施了GB20952—2007《加油站大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》，要求全國范圍內(nèi)的加油站需在2015年1月1日前完成油氣回收改造，規(guī)定年銷售汽油量大于8000t及臭氧濃度超標(biāo)城市年銷售量大于5000t的加油站應(yīng)安裝油氣回收在線監(jiān)測系統(tǒng)。部分學(xué)者對京津冀一帶的20多個加油站安裝的油氣回收系統(tǒng)進(jìn)行檢測，發(fā)現(xiàn)國內(nèi)加油站安裝的油氣回收系統(tǒng)氣液比（A／L）和密閉性不合格率偏高，油氣回收系統(tǒng)運(yùn)行效果及油氣回收效率很難保障。因此，按照國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范要求，建設(shè)并運(yùn)行油氣回收在線監(jiān)測系統(tǒng)運(yùn)用在線監(jiān)測手段代替人工監(jiān)測，實(shí)時、連續(xù)對油氣回收系統(tǒng)運(yùn)行情況進(jìn)行監(jiān)測，確保油氣回收系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行、油氣回收效率有效是非常必要的。

1、國外油氣回收在線監(jiān)測技術(shù)現(xiàn)狀

20世紀(jì)80年代以來，美國、德國等發(fā)達(dá)國家陸續(xù)頒布法令要求加油站對蒸發(fā)、泄漏油氣進(jìn)行處理，安裝油氣回收處理裝置（二次油氣回收），實(shí)現(xiàn)油氣零排放。為確認(rèn)油氣回收處理裝置運(yùn)行效果，美國環(huán)保署（EPA）對安裝了油氣回收處理裝置的加油站開展了檢測研究，發(fā)現(xiàn)油氣回收系統(tǒng)平均回收效率僅為60％左右。通過對各項(xiàng)指標(biāo)分析結(jié)果可知，因A／L不合格造成油氣回收效率低的占24％，油罐壓力過高導(dǎo)致油氣泄漏排放，回收效率低的占29％，油罐或輸油管道泄漏引起油氣泄漏回收效率低的34％。美國加州空氣資源委員會（CARB）在1999年開展的加油站現(xiàn)場檢測結(jié)果表明，油氣回收系統(tǒng)有90％出現(xiàn)泄漏，油氣回收系統(tǒng)設(shè)備故障率4．8％～47．4％，加州地區(qū)有相當(dāng)一部分加油站油氣回收系統(tǒng)處在低于認(rèn)證效率的狀況工作。1998年，德國對加油站油氣回收系統(tǒng)應(yīng)用情況進(jìn)行了全面的檢查，情況與美國相似，大部分設(shè)備偏離了正常工作狀態(tài)。因此，EPA認(rèn)為僅完成加油站油氣回收改造尚不能根本解決加油站油氣泄漏排放的問題，需要使用在線監(jiān)測的手段，對油氣回收系統(tǒng)進(jìn)行長期、連續(xù)監(jiān)測，依據(jù)監(jiān)測結(jié)果對不合格的處理單元進(jìn)行修復(fù)處理，才能有效保證油氣回收系統(tǒng)運(yùn)行效果及油氣回收效率。

目前，商品化的油氣回收在線監(jiān)測設(shè)備以國外產(chǎn)品居多，有美國Veeder－Root公司的ISD系統(tǒng)、Franklin的INCONVRM系統(tǒng)、德國FAFNIR公司的VAPORIX系統(tǒng)以及法國的TOKHEIM公司的ECVR－SCS系統(tǒng)。美國Veder－Root公司的ISD系統(tǒng)是唯一通過美國CARB認(rèn)證的加油站油氣在線監(jiān)測設(shè)備，由羅茨流量計、壓力傳感器、ISD內(nèi)存擴(kuò)展卡和ISD接口模塊等組成，其工作原理是將流量計和壓力傳感器采集數(shù)據(jù)傳輸至加油機(jī)TLS控制臺，同時采集加油量脈沖信號，計算A／L；羅茨流量計可自動補(bǔ)償因罐壓和溫度變化導(dǎo)致的誤差；具有非正常工作狀態(tài)報警及強(qiáng)制鎖定加油機(jī)功能，督促加油站管理人員對故障進(jìn)行維修，保持系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。德國FAFNIR公司的VAPORIX系統(tǒng)由VAPORIXFlow（油氣傳感器）、VAPORIXControl（控制器）、VA－PORIXMaster（操作面板）組成，其工作原理為通過在線測量油氣濃度、溫度、流量及流速等參數(shù)，結(jié)合加油量脈沖信號，計算A／L；同樣具有非正常工作狀態(tài)報警及故障自動控制功能。

2、國內(nèi)油氣回收在線監(jiān)測技術(shù)現(xiàn)狀

2008年，北京市、天津市、河北省設(shè)市城市加油站開展并完成了油氣回收改造工作；長江三角洲、珠江三角洲地區(qū)加油站也于2010年陸續(xù)完成油氣改造工作。但是，由于我國在油氣回收改造及系統(tǒng)安裝、運(yùn)維方面的經(jīng)驗(yàn)欠缺，再加上銷售企業(yè)和加油站對油氣回收系統(tǒng)應(yīng)用的重視程度不夠，油氣回收系統(tǒng)安裝之后，系統(tǒng)運(yùn)行效果及油氣回收效率不能得到保證。嚴(yán)龍等對京津冀一帶的20多個加油站安裝的油氣回收系統(tǒng)進(jìn)行檢測發(fā)現(xiàn)，液阻合格率為95．4％，A／L和密閉性兩項(xiàng)指標(biāo)的合格率僅59．8％和47．6％。由此可以看出，國內(nèi)加油站安裝的油氣回收系統(tǒng)A／L和密閉性不合格率偏高，油氣回收系統(tǒng)運(yùn)行效果及油氣回收效率很難保障，需要盡快按照GB20952—2007《加油站大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》要求，安裝并運(yùn)行油氣回收在線監(jiān)測系統(tǒng)，對油氣回收系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行長期、連續(xù)、在線監(jiān)測，對非正常工作狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時報警，確保能夠及時發(fā)現(xiàn)并處理設(shè)備故障。

針對歐美油氣回收在線監(jiān)測系統(tǒng)監(jiān)測參數(shù)少（僅能監(jiān)測A／L、油罐壓力兩項(xiàng)參數(shù)），不具備無線遠(yuǎn)程傳輸數(shù)據(jù)功能，且價格過高、后期維護(hù)困難等不足，國內(nèi)部分研究機(jī)構(gòu)與學(xué)者對照國家規(guī)范要求，結(jié)合國內(nèi)加油站現(xiàn)狀，開展了加油站油氣回收在線監(jiān)測系統(tǒng)研究。中國機(jī)械科學(xué)研究總院開發(fā)研制的RSS系統(tǒng)，可以對A／L、油罐密閉性、外排VOCs濃度等技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行實(shí)時、在線監(jiān)測，遠(yuǎn)程實(shí)時傳輸數(shù)據(jù)，并對數(shù)據(jù)進(jìn)行集中處理，實(shí)現(xiàn)了分類權(quán)限管理、資料安全控制、報警處理、數(shù)據(jù)統(tǒng)計與顯示、報表及打印、故障模式分析等功能，但是RSS系統(tǒng)尚無廣泛的市場應(yīng)用，其系統(tǒng)的穩(wěn)定性以及數(shù)據(jù)的可靠性未知。

孟振振等研制的專門用于加油站在線監(jiān)測的數(shù)據(jù)采集器，可以對加油量數(shù)據(jù)、回氣體積、油罐壓力等參數(shù)進(jìn)行采集，通過嵌入式監(jiān)控機(jī)對采集數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲、分析、報警和遠(yuǎn)距離傳輸。系統(tǒng)具有占用空間小、成本低和施工安裝方便等特點(diǎn)。盡管國內(nèi)對加油站油氣回收在線監(jiān)測系統(tǒng)研究工作起步較晚，但是隨著國家對這方面工作重視程度不斷提高，國內(nèi)研究機(jī)構(gòu)、學(xué)者在充分借鑒國外先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，國內(nèi)油氣回收在線監(jiān)測系統(tǒng)的發(fā)展應(yīng)該具有良好的前景。