加油站油气回收在线监控校准规范的探讨

中机生产力促进中心□刘江涛 顾 坚 杨 焕 王宝超 管 鑫 南光熙

油气回收在线监控是油气回收治理改造的最后一道防线，也是加油站环保设备的自动体检报告系统。完整的油气回收包括油气回收设备、手动检测设备、自动监控设备，油气回收设备负责回收在加油、卸油、储油过程中挥发油气，减少加油站大气污染物的排放；手动检测设备是对回收设备进行人工检测，判定其工作是否正常的检测仪器，一般配备给环保部门、第三方检测机构使用出具检测报告；自动监控设备是不需要人工参与，实时测试油气回收设备运行状态，可以发现问题并停止加油工作的设备。从2007年起，我国加油站油气回收改造采用的是 “油气回收设备+手动检测设备”两者相结合模式。随着时代的发展和技术的进步，从2017年开始，加油站油气回收改造逐步采取“油气回收设备+手动检测设备+自动监控设备”三维一体模式，进一步扎紧了加油站污染物排放的袋子。

1 加油站油气回收和相关的标准规范

加油站油气回收在线监控系统 （以下简称“在线监控”），由气体流量传感器、压力传感器、数据采集器和数据监管平台构成，主要监测加油枪的加油量、真空泵的回气量、埋地油罐的压力及回气管路的压力等参数，计算出回气量与加油量匹配值 （1～1.20），判断出回收设备工作状态和油罐、管路、阀门等连通单元的密闭程度。当发现异常时，可提醒操作人员采取相应的措施，同时记录、存储、处理和传输监控数据。

目前，在国内出现的在线监控是新生事物。安装了在线监控的加油站，具备了对站内油气回收设备全天候体检的能力，然而面对每天给出的一份体检报告，其可信度、准确性、稳定性及长期有效性难以保障。面对在线监控这样的新生事物，还需要出台新的计量校准规范。

油气回收领域具备一定的规范基础。 “油气回收设备+手动检测设备”相结合模式，两者具备相应的计量校准规范：针对 “油气回收设备”，有 《加油站油气回收系统校准规范》 （报批稿），针对 “手动检测设备”，有JJG 126（苏）—2011《油气回收检测仪》等。然而，针对 “油气回收设备+手动检测设备+自动监控设备”三维一体模式，欠缺 “一维” （即 “自动监控设备”）的计量校准规范，在线监控属于自动监控设备，在线监控系统的校准还没有相关校准规范。

2 编制规范目的和意义

在线监控具有一定特殊性，需要校准，适宜采用在线校准。在线监控已开始在国内大量安装，已安装几千只压力传感器和上万台气体流量传感器。近两年，众多省市都已经或正在着力部署在线监控的实施，如：北京市、浙江省、重庆市、广东省、上海市、山东省等，每年安装的数量正成倍的增长。由于没有对应的技术规范和产品要求，各厂家的传感器在安装之前，大都没有进行实验室的计量校准，即使有极少数传感器经过计量院测试，也与现场的情况大相径庭。在线监控涉及到的传感器设备众多，现场测试和实验室测试差别很大，这些问题值得进一步研究。

针对测试差距较大的问题，可以从以下几个方面考虑。首先，加油站安装的传感器种类不统一，主要包括体积式流量传感器、热式质量流量传感器和涡流流量传感器等，种类不同的气体流量传感器工作原理各不相同，除了体积流量传感器能够直接测出气体体积，热式质量流量传感器和涡流流量传感器都需要进行热量、质量、温度、电信号等参数的转换，才能计算出体积流量，中间环节太多的传感器在稳定理想环境和复杂现场环境中的性能表现难以统一；其次，拆下流量传感器 （如热式流量计、涡流流量计等）或送取全新的传感器，在实验室进行计量，只能测试出流量传感器的精度，无法获得传感器信号经过配套算法后的系统误差，其检测结果也不能反应真实情况，因此加剧了非体积式传感器的不确定性；最后，现场流量传感器安装需要根据加油站情况确定，加油机内部空间有限，甚至有些可以说非常局促，加油泵、电机、回气泵、出油管路、回气管路交织着一起，工作时，电机、马达此起彼伏，震动、噪音、气源位置对于普通气体流量传感器，甚至体积式流量传感器都有很大的影响，安装在现场的传感器不确定性再一次放大；在线监控所使用的传感器工作原理不同、在线监控配套算法各异、安装环境复杂等因素造成了误差多次叠加，致使其不确定性不断加大。

经过一年以上的现场使用后，缺乏校准的问题越来越突出。中华人民共和国生态环境部要求对已安装在线监控的加油站开展定期检测，一旦在线监控系统数据准确，将成为执法依据。然而实际情况距离政府部门要求还有差距，在线监控的数据不稳定， “手动检测设备”与 “自动监控设备”的数据相差较大，检测单位与在线监控厂家互相质疑的问题越来越多。由此可见，在加油站现场开展计量校准工作，制定相应的校准规范迫在眉睫。

3 加油站现场计量校准规范方案

针对加油站 “油气回收设备+手动检测设备+自动监控设备”三维一体模式，从技术方面入手，研究三者关系。

首先是 “油气回收设备”与 “自动监控设备”关系：1）检测的对象不同， “油气回收设备”现场检测的是气液比、密闭性、液阻等指标， “自动监控设备”现场检测其流量计、压力表是否准确；2）检测的过程和条件不同，在工作状态检测 “油气回收设备”气液比，管路、油罐处于密闭状态，在理想状态检测 “自动监控设备”的流量计、压力表性能，消除加油站现场差异性、排除温度湿度影响，因此需要研究测试的 “理想状态”方案；3）测试加油量不同， “油气回收设备”检测打油量为15升，这个级别的加油量对于 “自动监控设备”的检测明显偏小，加油站一般加油速度为38L/分钟，加入15L的油时间不到24秒，24秒时间过短，气量还没有稳定，无法保证计量的重复性和稳定性，因此需要研究现场计量所需的加油量、加油时间。

其次是 “手动检测设备”与 “自动监控设备”关系：需要确定 “手动检测设备”能否满足“自动监控设备”的计量校准要求， “自动监控设备”本身仪表的流量精度2%左右，而 “手动检测设备”的仪表精度也在2%，同级别的精度是不符合计量校准要求。如果现有的 “手动检测设备”不能胜任对 “自动监控设备”的计量，需要重新开发精度更高、针对性更强，具备校准证书的检测设备。

为了规范在线监控系统的计量校准工作，为各计量检定部门提供统一的校准方法以及不确定度分析的参照，解决生产厂家、加油站、执法部门有据可依的问题，制定此校准规范具有重要意义。

4 结束语

机械科学研究总院是最早开展油气回收相关标准、规范、检测及设备全体系研究的大型国有科研院所。早在2007年，专门申请科技部的院所专项，开展相关的技术研究与产业化，参与国标GB、地标DB、环标HJ/T等标准制修订，研发了油气回收相关的系列产品，包括油气回收检测仪及在线监控，同时增项了加油站油气回收检测资质，至今检测加油站油气回收超过2000站次。这些都为在线监控校准规范的制修订打下了坚实的技术基础和人员基础。