南海区加油站油气回收改造措施

2023-02-23

一、概述

随着经济持续快速的发展, 人民生活水平的提高, 中国汽车保有量特别是家庭用轿车数量快速增长, 对成品油的需求不断扩大。但油料周转过程中不仅产生损耗, 油气排放到大气中还会造成大气污染。油料经油库、油罐车、加油站、加油机到用户车上, 装油次数和卸油次数都不少于3次, 由此造成的损耗超过了0.4%。从全国考虑, 每年至少排放油气1.45×108m3, 造成2.9×1011m3大气污染[1]。

通常1 L汽油能挥发形成100-400 L体积的油气, 可扩散到很大的空间。汽油蒸发所产生的油气有很大的危害, 具体表现在如下几方面:

1.油料挥发产生的油气为易燃易爆物质, 与空气混合后形成可爆炸性气体 (如果烃浓度在1%-7%之间, 则处于爆炸范围) , 它们沉聚在低洼地或管沟内, 一遇明火即刻发生可怕的爆炸事故, 并引发火灾, 给油品贮存环节造成重大生命和财产损失。

2.油气的主要成分是气相烃类, 有毒, 人吸入后会引起急性或慢性中毒。这些烃类可危害人的呼吸系统、神经中枢系统以及造血系统。由于重度大于空气, 可长期漂浮在地面上, 对环境和人体健康造成严重影响。油气还是形成PM2.5导致灰霾天气、产生城市光化学烟雾及其它多种环境问题的一个重要因素。

3.浪费能源, 造成严重的经济损失。珠三角地区温度高, 汽油储、运、销过程中的蒸发损耗大, 排放损耗因子为0.99%, 即每消耗1 t汽油排放9.9 kg油气。

据统计, 南海区09年汽油消耗量达33.35万吨以上, 按照排放损耗因子0.99%估算, 南海区每年排入大气的油气达3300吨。随着南海区汽车保有量的增加, 南海区油气排放量将进一步加大, 既造成了大气环境污染, 又浪费了宝贵的油品资源, 也带来了潜在的安全问题。

为此, 国家环保部及各地方政府相继出台政策, 要求成品油销售企业进行油气回收改造。国家强制性标准《加油站大气污染物排放标准》 (GB20952-2007) 2008年5月1日已在京津冀加油站实施, 长三角、珠三角地区则在2010年1月1日开始实施。

二、南海区加油站油气回收改造实施情况

1.改造时间与范围

南海区现有备案加油站173家, 其中21家加油站因道路扩建或重新规划布点等因素已停业, 余下152家加油站按广东省文件要求全部于2010年9月30日前完成了油气回收施工改造。152家加油站共计1848支汽油加油枪, 发油量约为30万吨每年。

2.改造实施措施

加油站油气回收系统由两级油气回收系统和末端油气回收系统组成。一级油气回收系统是收集油罐车向地下油罐卸油时产生的油气;二级油气回收系统是收集加油枪给车辆加油过程中产生的油气;末端油气回收系统是将收集的油气转化为油[2]。油气回收实际上也就是将卸油、加油时产生的油气通过密闭收集, 最后变回汽油的过程。

(1) 一级油气回收系统

一级油气回收系统, 即油罐车通过卸油口将油卸入储油罐中, 在油罐车卸油的同时, 排出的汽油油气通过专门排气口回收到油罐车, 在此过程中形成一个密闭循环式卸油和油气回收过程。配合油罐车的改造, 加油站对每一个汽油储油罐敷设回气管线、手动阀、快速接头, 采取密闭措施, 形成一个回气管路, 确保油罐车卸油时均可将油气充分回收。同时, 加油站卸油口与一次油气回收管接口按照DN100的规格设置截留阀、密封式快速接头和帽盖。必须注意阀门的选型、安装, 杜绝阀门处于不正常开闭状态, 避免密封装置受到磨损和老化, 造成油气泄漏于卸油槽内并大量积聚, 而形成爆炸危险区和重大安全隐患。

(2) 二级油气回收系统

二级油气回收系统主要是改造加油枪, 将原来单向加油管路改为双向带回气的管路[3], 也就是油品走同轴软管的外层, 回收的油气走同轴软管的内层。加油枪枪头四周设有小孔并与同轴软管内层相通, 内层又连真空泵。加油时油气受到抽吸作用进入油气分离器被回收, 再经油气回收管路按一定的坡度回收到低标号汽油储油罐中, 在此过程形成一个密闭循环式加油和油气回收过程。汽油加油机必须采用带回气管的油气回收型加油枪, 加装油气分离接头、拉断阀。油气回收装置分为集中式和分散式两种形式。前者一台真空泵配多只枪, 真空泵集中布置在罐区;后者一只枪或两只枪配一台真空泵, 真空泵就布置在加油机内。南海区中石化加油站多采用分散式回收装置, 但其他加油站有不少是采用集中式装置的。集中式真空泵如果出现故障, 多只加油枪同时受到影响, 从这一点看分散式可靠性更高一些。密闭储油方式需按照不小于1%的坡度埋设回气管线, 回收的油气进入低标号的汽油储油罐中, 若加油机距离地下油罐较远或者油罐埋深不够时, 回油管路就没有足够的坡度让油回流, 这种情况下可在罐区附近设置集油井, 再配上虹吸阀, 油品就能自动回流了。另外, 为防止回油导致油罐内液位超限, 应当在罐内安装可报警的液位仪。

(3) 末端油气回收系统

末端油气回收系统需要改造油罐通气管。由于改造难度相对较大, 而且我国目前并未严格要求必须配置末端油气回收系统, 从改造投入、后期维护等角度考虑, 全国大部分油站也未实施末端油气回收系统。鉴于将来可能需要, 我区加油站预留了末端油气回收装置接口。

3.验收检测项目

GB20952-2007第4.3节规定了加油站油气回收系统的气液比、密闭性和液阻的限值要求, 所有项目必须检测合格, 才能接受验收。具体说明如下:

(1) 气液比

该项目主要是为了检验加油枪的油气回收效果。由于在用加油枪类型较多, 真空泵安装后是否匹配就需要通过气液比检测来确定。GB20952-2007第4.3.3条规定, 各种加油油气回收系统的气液比应在1.0~1.2范围内。如果符合标准要求, 那么油气回收效率应在90%以上。气液比的控制取决于回收型加油枪的气液比调节阀设备技术, 我区加油站多采用Heally或ZVA品牌进口回收型加油枪, 基本满足气液比控制要求。

(2) 密闭性

密闭性是油气回收系统在一定压力状态下的密闭程度。这也是系统中最重要的部分, 如果密闭性达不到要求, 等同于油气回收系统发挥不了效果。由于密封点非常多, 要达标并不太容易。其中法兰盖、人工量油口、液位仪接口、扩口连接部位等都是容易泄漏的地方, 需要重点检查。另外, 真空压力阀也可能因故不能正常工作而影响系统密封性。检测时应先确定管道上的球阀是否关闭, 然后再利用氮气冲压到550Pa。压力稳定5min后观察压力值变化, 与GB20952-2007第4.3.2条表2数值对比就能确定密闭性是否达标了。

(3) 液阻

检测液阻可以检验加油机与地下油罐之间管线通畅情况, 如果管线坡度不够等问题存在, 管线中的汽油就会积聚而使液阻增大, 这就会导致油气回收效率下降甚至油气完全无法回收。在实际使用过程中, 车辆超载会引起地面沉降, 可能造成管线局部低凹, 引起汽油积聚而使液阻增加[4]。管线中存在集油井时, 也可能因为油液高度超过管口而使液阻增加。上述情况都需要特别留意。检测时先开启氮气, 调节压力到35k Pa, 再分别按照GB20952-2007第4.3.1条表1流量检测压力, 以此判断是否达标。

4.政府资金补助

油气回收改造包括管线改造及设备更新, 加上停业改造期间的成本, 这对一般加油站来说是一笔不小的投入。为响应国际节能减排政策, 推动企业进行油气回收改造的积极性, 共同改善我区环境空气质量, 保护市民的安全和健康, 我区政府规定实施二次油气回收治理改造工程, 治理后满足《加油站大气污染物排放标准》 (GB20952-2007) 的, 加油站可获得财政资金补助, 补助标准为每条汽油回收型加油枪给予0.6万元补助。我区152座加油站完成油气回收改造并通过验收, 共1848条汽油回收型加油枪, 企业投资共约3600万元, 政府发放资金补助共1108.8万元, 补助额占投资额约为30%。在油气回收改造综合治理工作全面完成后, 南海区90%的油气将被回收利用, 保守估计回收量达2970吨, 减少直接经济损失1800万元/年。

三、应用中遇到的问题及对策

在加油站油气回收系统的实际应用中, 在加油站汽油接卸油作业环节, 员工操作不够熟悉, 操作失误, 导致一级油气回收效果不理想。我们要求加油站加强管理, 在卸油区明确标识卸油规程, 加油工需严格按照操作规程, 规范操作。如发现汽油罐车无安装油气回收设备, 应拒绝进行卸油。同时应检查汽油罐车的油气回收软管规格、接头等是否符合要求, 密封圈是否完好, 这些情况是比较容易忽视, 需注意。在油气回收系统应用过程中, 油气回收型加油枪的故障率最高, 而辅助真空泵、气液比调节阀及反向同轴油气回收胶管故障率紧随其后。加油枪的油、气管路之间的密封最容易出现问题。气液比调节阀容易受到灰尘、杂质影响而出故障。如果油箱已满, 继续加油易出问题。辅助真空泵吸入油液后也会增加负荷, 使泵排气能力下降。油气回收型加油枪与普通油枪在结构上差别很大, 内部结构较为复杂和“脆弱”, 因此使用过程中不能碰撞和敲击。加油时杜绝强迫加油, 加油后应把枪管内的残油甩出, 油枪挂好完成加油动作。

四、展望

针对加油站油气回收设备故障率较高, 导致密闭性、液阻或气液比超标, 影响油气回收效果, 且常规的周期性油气回收监测不能及时发现的问题, 我们建议下阶段大力推进加油站安装油气回收在线监测系统, 监测油气回收系统的实时工况。运用在线的监测手段和设备, 长期连续不断地监测油气回收装置的运行状态, 有效减少油气排放。

油气回收工程是系统性工程, 除了对加油站的改造要求外, 对汽油运输罐车及汽油储油库也有严格的要求。为确保油气回收能有效运行, 必须对实施油气回收改造后的油罐车和储油库加强监督管理和技术指导。随着环保技术的不断进步, 油气回收设备的投入和监管措施的加强, 深信油气污染将得以有效控制, 切实保障环境空气质量。

摘要：介绍南海区加油站油气回收改造实施情况, 分析油气回收应用中遇到的突出问题及对策, 为各地开展实施加油站油气回收措施提供参考。

关键词：加油站,油气回收,改造措施