孫玲玲，竺柏康，徐金丹

浙江海洋學(xué)院石油化工學(xué)院，浙江杭州 316000

0 引言

加油站卸油加油同時(shí)作業(yè)對(duì)數(shù)量影響研究，主要針對(duì)加油站加油卸油同時(shí)進(jìn)行與單獨(dú)加（卸）油時(shí)的油罐內(nèi)的液位以及溫度進(jìn)行計(jì)量，根據(jù)油罐的相關(guān)體積表換算體積數(shù)量[2]，同時(shí)對(duì)加油機(jī)向外加油的數(shù)量進(jìn)行實(shí)時(shí)記錄，得出各個(gè)階段損耗量的相對(duì)精確的數(shù)據(jù)，并且對(duì)各組的數(shù)量進(jìn)行比較，從而得出卸油加油同時(shí)進(jìn)行對(duì)于數(shù)量的影響（增加或減少了損耗的數(shù)量）。

1 加油站油品損耗原因及計(jì)量方法

油蒸汽是油品中的輕組分揮發(fā)到空氣中形成的，溫度、大氣壓、風(fēng)力以及油罐進(jìn)（出）油的速率都影響著油品的損耗量[1]。排除外界因素，油罐內(nèi)油品本身的擾動(dòng)是造成油品損耗的最主要原因。加油站卸油加油同時(shí)進(jìn)行的情況，相比加油站單獨(dú)對(duì)外加油或者單獨(dú)卸油作業(yè)過程中的擾動(dòng)更為復(fù)雜也更為劇烈，并且在卸油加油同時(shí)進(jìn)行的過程中，罐內(nèi)的壓力雖然會(huì)比單獨(dú)卸油時(shí)的壓力來的低，但是幅度不大，所以按此推論其損耗量會(huì)增加。

加油站卸油加油同時(shí)進(jìn)行對(duì)于油品損耗蒸發(fā)數(shù)量的影響，首要解決的問題便是對(duì)于油品數(shù)量的計(jì)量問題。國際上最常用的液體及油品計(jì)量的方法主要有3種：體積法、體積重量法、重量法[5]。根據(jù)實(shí)驗(yàn)室以及加油站所能提供的條件，我們對(duì)以上3種方法進(jìn)行了可行性的比較，最后決定采用體積法進(jìn)行計(jì)量。

2 加油站油品損耗實(shí)驗(yàn)方案

對(duì)于加油站的數(shù)量影響主要是針對(duì)油氣損耗而言，所以通過對(duì)油品數(shù)量的測定，對(duì)損耗數(shù)量進(jìn)行測定?？偣部梢苑譃樗慕M實(shí)驗(yàn)，加油站只進(jìn)行加油作業(yè)，加油站只進(jìn)行卸油作業(yè)不對(duì)外加油，加油站油罐靜置狀態(tài)（即不卸油也不對(duì)外加油作業(yè)）及加油站卸油加油同時(shí)作業(yè)時(shí)對(duì)于油氣損耗量的計(jì)量，對(duì)各個(gè)狀況下的損耗量進(jìn)行分析比較，從而得出結(jié)論。

3 計(jì)算理論依據(jù)

3.1 油品高度測量及其修正

由于量油尺的尺帶易受溫度的影響，所以應(yīng)對(duì)量油尺所測量的油高根據(jù)JJG1014《罐內(nèi)液體石油產(chǎn)品計(jì)量技術(shù)規(guī)范》進(jìn)行溫度修正。當(dāng)油罐的油品的溫度與標(biāo)準(zhǔn)溫度20攝氏度的差值大于±10攝氏度時(shí)，要對(duì)量油尺測量所得的高度H進(jìn)行修正[1]：

式中：Ht-量油尺所測的實(shí)際高度，mm；

H-量油尺所測的油高的讀數(shù)值，mm；

α-量油尺材質(zhì)的線膨脹系數(shù)，℃-1；

t -罐內(nèi)油品計(jì)量溫度，℃。

通常α取值為0.0000125℃-1,代入公式1，則：

當(dāng)計(jì)量時(shí)罐內(nèi)的油品溫度與標(biāo)準(zhǔn)溫度20℃之間的差值小于±10℃時(shí)，即計(jì)量溫度在10～30℃之間時(shí)，量油尺的讀數(shù)就不需要進(jìn)行修正，即

3.2 油品體積計(jì)算及修正

得出油罐內(nèi)的實(shí)際油高后，就可以通過查該油罐的容積表計(jì)算得出油罐中的表載容積Vtb，在必要的時(shí)候還需要對(duì)Vtb進(jìn)行修正。加油站的油罐一般為臥式油罐，應(yīng)為臥罐的編表時(shí)是按照沒隔1cm有一個(gè)對(duì)應(yīng)的體積值，介于厘米數(shù)之間的體積值，按照內(nèi)插法來計(jì)算。計(jì)算式表述如下[1]：

式中：Vtb-臥式罐的油品容積表表載體積，m3（L）；

Ht-臥式罐內(nèi)實(shí)際油高，cm；

Ha-與Ht相鄰的較小的高度，cm；

Hb-與Ht相鄰的較大的高度，cm；

Va-與相對(duì)應(yīng)的表載容積值，L；

Vb-與相對(duì)應(yīng)的表載容積值，L。

當(dāng)罐壁的平均溫度與20℃之間的差值超過±10℃時(shí)，油罐內(nèi)的油品的計(jì)量體積需要進(jìn)行修正，公式如下：

式中：t-罐壁平均溫度，℃。

若罐壁的平均溫度與標(biāo)準(zhǔn)溫度20℃相差的值小于±10℃時(shí)，成品油的體積按以下公式計(jì)算：

即容積表載體積Vtb就是油品的計(jì)量體積Vt。

4 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及處理

本實(shí)驗(yàn)對(duì)某城市加油站進(jìn)行了六小時(shí)的不間斷監(jiān)測，每小時(shí)對(duì)加油站3#油罐（93#）測量四次油高以及油溫，其中15:13-15:45這段時(shí)間油罐車正在對(duì)3#罐（93#）進(jìn)行卸油作業(yè)卸油量為14 000L，加油機(jī)對(duì)外加油作業(yè)不停歇，得到的數(shù)據(jù)如下表（1、2、3）：

表1

表2

表3

在得到初始數(shù)據(jù)后，可以對(duì)數(shù)據(jù)開始分析。由表1、表2、表3可知其各個(gè)時(shí)段的油溫在15℃～18℃之間，計(jì)量溫度在10℃～30℃之間，量油尺的讀數(shù)就不需要進(jìn)行修正，即：

得出油罐內(nèi)的實(shí)際油高后，就可以通過查該油罐的容積表（圖1）計(jì)算得出油罐中的表載容積Vtb。按照臥罐的容積表，并按計(jì)算式7計(jì)算得出油罐內(nèi)的油品表載體積：

由于該臥罐罐壁的平均溫度與20℃之間的差值小于±10℃時(shí)，油罐內(nèi)的油品的計(jì)量體積不需要進(jìn)行修正，即：

即容積表載體積Vtb就是油品的計(jì)量體積Vt，數(shù)據(jù)填于表（4、5、6）。

有數(shù)據(jù)Vt可以描繪出油罐內(nèi)油品數(shù)量隨著時(shí)間的變化曲線，如圖1。由該折線圖我們可以非常直觀清楚的看到，在每個(gè)時(shí)段中3#油罐中油品的儲(chǔ)存情況，其中在15:13～15:45之間的折線呈陡升狀態(tài)，此時(shí)的油罐正處于卸油狀態(tài)。

圖1

想要得出油罐的損耗量，就必需算出油罐內(nèi)每15min 的油品總量之差Vc（L），計(jì)算公式如下：

得出的Vc的數(shù)據(jù)填入表（4、5、6）。

3#油罐對(duì)應(yīng)的加油機(jī)每15min對(duì)外加油的數(shù)量V15如表（4、5、6）所示。

則每15min油蒸汽損耗量Vs就是油罐內(nèi)每15min的油品總量之差Vc與加油機(jī)對(duì)外加油的數(shù)量V15之間的差值，公式如下：

得出的Vc的數(shù)據(jù)填入表（4、5、6）。

表4

Vt（L） 13466 13213 12751 12317 11985 11694 11348 10987 Vc（L） 253 462 434 332 291 346 361 V15 0 253 461 433 331 290 345 360 Vs （L）0 0 1 1 1 1 1 1

表5

表6

由以上表（4、5、6）可以得出每15 min油氣損耗的情況，已用柱形圖形式做成圖2。不難看出，在15:15～15:45之間的損耗量突然猛增，然而這段時(shí)間恰好處于油罐車卸油的時(shí)間段。這說明了在加油站卸油加油同時(shí)進(jìn)行的時(shí)候，油蒸汽急劇增加。但是我們不能以此就論斷加油站卸油加油同時(shí)進(jìn)行的狀況下，油品損耗量比單獨(dú)加油或卸油狀況下要多。由于這是一個(gè)結(jié)合了加油與卸油兩個(gè)過程的行為，應(yīng)該與單獨(dú)加油30min與單獨(dú)卸油30min之間的油蒸汽損耗量之和來比較。

圖2

該加油站有兩個(gè)93#罐，所以我們可以在加油站不停止對(duì)外加油的狀況下進(jìn)行比較試驗(yàn)（也是卸93#汽油14 000L），在3#罐進(jìn)行卸油作業(yè)時(shí)，不對(duì)外加油。并在卸油前（此時(shí)對(duì)外加油作業(yè)已結(jié)束）和卸油結(jié)束后15min對(duì)油罐內(nèi)的油品的油高和溫度進(jìn)行了計(jì)量。得到的數(shù)據(jù)是13:31分時(shí)測得的數(shù)據(jù)是：溫度15.9℃，油高為814.2mm。14：05分時(shí)測得的數(shù)據(jù)是：溫度16.6℃，油高為1 819.5mm。和數(shù)據(jù)組一中一樣的處理方法得到油品總量為8 382L與22 376L。有可以算出加入油罐的油品為13 996L，即損耗量為6L。按圖二中所表示的那樣，在加油卸油同時(shí)進(jìn)行的30 min內(nèi)，損耗量為9L,而單獨(dú)卸油的30min內(nèi)，油品損耗量為6L，并且加上每15min內(nèi)的損耗量為1L，相加的總的損耗量為8L。

5 數(shù)據(jù)分析及解決方法

數(shù)據(jù)產(chǎn)生是在不影響加油站正常營業(yè)的狀況下，充分利用加油站可提供的條件，對(duì)加油站內(nèi)的油氣損耗是通過對(duì)油品高度以及油品的溫度的測量來確定的。

5.1 數(shù)據(jù)結(jié)論分析

一般每個(gè)油罐車會(huì)載有12 000L～15 000L油品來加油站卸油，也就是說加油站油罐內(nèi)有12 000L～15 000L的混合油蒸汽將會(huì)在油品液面升高的情況下被擠壓排入大氣，我們卻不能對(duì)該部分的油蒸汽進(jìn)行測量，另外，我們實(shí)際可測得的損耗量是油品的蒸發(fā)量，并非油品逸散到空氣中的損耗量，所以從該角度講，我們的試驗(yàn)并不完整。除此之外還有幾方面的因素影響著我們的實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確度：

1）油罐車在油庫加油時(shí)，油品數(shù)量是按照流量計(jì)的讀數(shù)來計(jì)算的，然而在裝車時(shí)就有一個(gè)裝車損耗，這部分損耗未記錄在油品的損耗內(nèi)；

2）油罐車從油庫開往加油站的途中也有一定的運(yùn)輸損耗，雖然在30km以內(nèi)我們可以忽略不計(jì)，但是出于實(shí)驗(yàn)的嚴(yán)密性，我們應(yīng)該對(duì)這部分的損耗進(jìn)行的計(jì)量，而事實(shí)上，由于油品損耗的微乎其微，我們無法得出精確的數(shù)據(jù)；

3）油罐車在加油站?？繒r(shí)，加油站地面的平整程度不一，也會(huì)影響對(duì)罐車內(nèi)油品數(shù)量的計(jì)量；

4）加油站在卸油加油同時(shí)作業(yè)、卸油作業(yè)、加油作業(yè)時(shí)，油罐內(nèi)的油品液面不穩(wěn)定，對(duì)油罐內(nèi)的油品高度測量有影響。

但是在充分利用加油站現(xiàn)有條件，我們通過比較試驗(yàn)，還是可以得出加油站卸油加油同時(shí)作業(yè)對(duì)油蒸汽損耗情況的影響方向。即加油站卸油加油同時(shí)作業(yè)時(shí)產(chǎn)生的油氣損耗要比加油站單獨(dú)卸油時(shí)的油氣損耗的大。

5.2 改造油罐以減少蒸發(fā)損耗

就如前文描述，油氣損耗增加主要是由于油罐內(nèi)油品的劇烈擾動(dòng)引起的，所以降低卸油時(shí)或者發(fā)油時(shí)對(duì)油品的擾動(dòng)可以有效降低油罐內(nèi)的油品的損耗。具體可以通過在油罐內(nèi)卸油管與加油管之間增加擋板的方法加以解決。擋板在減少油品擾動(dòng)的過程中逼近減少了油氣的損耗還減少了罐底水雜的擾動(dòng)，對(duì)油品質(zhì)量保證也做出了一定的貢獻(xiàn)。

當(dāng)然，對(duì)內(nèi)的改造只是其中的一部分，雖然帶孔柵板能夠在抑制油品蒸發(fā)損耗上起到一定作用，但是卻不能阻止油品的蒸發(fā)及其向大氣中排放。若在此基礎(chǔ)上輔以我們所熟悉的油氣回收系統(tǒng)[3]，可以有效的解決該問題。

6 結(jié)論

加油站卸油加油同時(shí)作業(yè)對(duì)油品的蒸發(fā)損耗有促進(jìn)作用，在一般情況下不建議采用該種作業(yè)方式。但是對(duì)油罐加以改良或安裝油氣回收系統(tǒng)的情況下，加油站卸油加油同時(shí)作業(yè)對(duì)油品數(shù)量的影響可忽略，具有可行性。現(xiàn)今，對(duì)于加油站油罐以及加油槍的改造已在浙江省各地逐一展開，加油站無油蒸汽的時(shí)代即將到來。在經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的今天，在這個(gè)與時(shí)間賽跑的社會(huì)，加油站卸油加油同時(shí)作業(yè)必將是未來加油站發(fā)展的趨勢，在科技日新月異的今天，其面臨的問題也正逐一解決，規(guī)范的統(tǒng)一也將成為現(xiàn)實(shí)。

[1]竺柏康，徐玉朋.油庫加油站設(shè)計(jì)與管理，2009，2.

[2]楊槐青，喬雙喜，范寶貴.石油成品油計(jì)量.山西科學(xué)技術(shù)出版社，2003，5.

[3]王梅.油氣回收技術(shù)簡介.油氣出云技術(shù)論文集，2008，9.

[4]Wolf H. Koch. Refueling vapor recovery in United States[J]. Petrloleum Equipment & Technology，1988，7：26-30.

[5]Genn K.Walker,Rodger P.Grantham, Ken Allen.Fuel storage and dispensing system. United States Patene,No.7270154,Sep.18,2007.