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[摘 要]在汽车类工厂设计中，经常遇到汽油、柴油、机油的油品的储存及管道输送，且储存规模较小，按照GB50074《石油库设计规范》，可定义为企业附属油库，及车间供油站两类。本文介绍了某汽车类工厂车间供油站系列改造方案及实施效果，为今后的设计工作提供参考。
[关键词]供油站 压力控制 油气回收 OPW 监测系统
中图分类号：TS319 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）32-0110-02
1 引言
某汽车工厂总装供油站，油罐区面积142.50m2，控制室、泵房58.55m2，为一层砖混结构，建筑高度4.65m，耐火等级二级，抗震设防烈度6度。该站为总装车间下线加注服务，根据工艺提供的耗量，汽、柴油单车使用量均为10L/min。针对供油站系统中安全、消防、计量等方面的隐患与不足，进行了系列改造。
2 供油站系统构成及问题
供油站依据生产大纲、工艺等需求，根据相关规范和标准而设计，设容积8m3汽油罐和容积15m3柴油罐各一个，均为卧式地埋式钢质轻油罐。汽油、柴油输送泵采用气动隔膜泵，一备一用。供油站系统由卸油、油品存储、供应加油机三部分组成。由于某新品投产，汽油罐被启用，供油系统问题凸显，存在的隐患及问题有：压缩空气压力不稳定，油罐锈蚀严重，计量系统误差大，缺少油气回收系统，卸油无法实现“自流”，消防系统不完善，静电防护措施配套不全等。
3 系列改造方案
3.1 建立压缩空气压力控制系统
改造前，原执行系统一直处于开环状态，一度供油站隔膜泵压缩空气的供给由旁通管路进行，此时所输出压力为厂区管网压力为0.7MPa左右，导致气动隔膜泵一直工作在不稳定的“供气压力”状态，而且也不满足燃油加油机输入压力参数的要求，故需对该系统进行稳压控制。改造方案采用闭环系统。新的系统由控制器、压力传感器、先导薄膜式压力调节阀（气动执行机构，配有电气阀门电位器）组成。通过设定工作压力，并对输出空气压力信号进行检测，使气动阀门位置能按系统输出的信号进行正确定位，实现站内压缩空气压力的自动控制，从而为隔膜泵提供稳定的压力，也能满足加油机输入油压规定要求。压力实行自动控制，控制原理见图1所示。
3.2 设立神探监测系统
原液位系统采用UHZ-517型磁性液位计、XGTH系列液位显示调节报警仪，它能将罐内油位参数的变化转换成标准电流信号，远传至操作室供二次仪表显示。由于系统结构简单、液位检测受工艺条件变化的影响大，气液相介质的变化都会使液位检测结果产生较大的误差。
经分析，提出下列解决问题的方案：
（1）选用磁致伸缩型探棒
采用高精确度的磁致伸缩型探棒924B，其技术指标：油位测量精度±0.5mm；水位测量精度<0.5mm；温度测量精度<±0.02℃；测量范围20mm～3760mm；工作温度为-40℃～60℃，探棒信号最大传输距离可达305m。磁致伸缩液位传感器，反映绝对位置输出，信号采用4～20mA标准电流信号，沿罐区穿管暗埋，直接接入控制室。采用国际领先的磁致伸缩技术，具有测漏功能。测量介质包括汽油、煤油、乙醇汽油、水和柴油。可准确测量油位、库存、水位、余空和油温。五个不同位置的溫度感应元件可提供对油量作精确的温度补偿，以抵消油品热胀冷缩造成的误差。精确的库存管理、罐内渗漏探测，可按要求设置成每日、每周、每月及每年进行自动渗漏探测。
（2）OPW神探一号液位仪系统
基于有效解决供油站油位测量问题并极大程度满足加油站管理者的不同需求，率先引入OPW神探一号液位监测系统（又称液位仪）。地埋罐传感器与OPW神探1号SS1Touch控制器连接，可用于监测油罐和监测井等处的油品和油气泄漏。
3.3 新增油气回收系统
众所周知，油品存储、装卸过程，由于温度、压力、盛装油品容器的气液相体积变化等因素影响，有一部分油气会挥发并排放进入大气，形成油品蒸发损耗，造成能源浪费、污染环境、火灾危险、油品质量降低等危害。为此，我国对油气排放做出了严格规定。《储油罐大气污染物排放标准》（GB20950-2007）、《汽油运输大气污染物排放标准》（GB20951-2007）、《加油站大气污染物排放标准》（GB20952-2007）也已于2007年8月1日实施。依据上述3项标准规定，对系统所属的油罐区、加油机及油罐车进行了油气回收装置改装、管路改造。
改造包括三个部分：
1）油气回收管道（与汽油罐量油孔侧面连接，设计压力0.1MPa，）、凝液缸、汽油机加油管道，用于加油机气相回收。
2）增加汽油卸车油气回收系统，由油罐车、卸油管、卸油接口、油罐、进油管、油气回收专用接口、油气回收管（专配）构成。
3）保证原通气管口阻火器功能正常，汽油通气管口设置机械式呼吸阀，解决以往在油罐车卸油时各类不安全因素。
3.4 实现与厂区消防连锁
原来消防系统独立性较强，报警只限于供油站内部，一些信号未能连接于消防控制中心。为此，提出以下基于消防安全的解决方法：
（a）保留原消防系统的总线隔离器、输入输出控制模块，新增智能编码输入、输出模块，并进行电源改造，保证所有消防线路均穿镀锌钢管埋顶板或埋地、沿墙暗敷，将油泵房压缩空气管路所设图立的两道快速切断电磁阀接入公司消防系统，实现连锁（联动），只要发生消防报警信号动作，并可可靠切断。
（b）最终线现场手动报警按钮系统，连接至供油站控制室。
（c）现场加油机设备区域，配隔爆型可燃气体探测器，通过总装车间易燃气体泄漏报警器接入公司消防系统。
4 改造方案实施效果
4.1 消防系统进一步完善
完善了消防自动报警系统。可燃性气体检测仪实现加油机进出管路采集泄漏数据，火警声光讯响器就地报警并与供油站消防系统联动，可以实现消控中心报警、厂区消防水泵启停等。
4.2 实现了“自流方式卸料”
原用于卸油计量的LC-E40.1/A6GF-II流量计的椭圆齿轮需在介质的压差作用下，进而产生力矩转动。卸油只有“加压”才能做到，而这与“油罐车卸油操作必须熄灭发动机”相矛盾。通过进油处管路改造，结合液位仪的上马，成功地解决了安全卸油问题，实现了罐车以“自流方式卸油”并精确计量油量。
4.3 新液位监测系统管理功能凸显
系统由液位仪控制器和924B探棒组成，实现的主要功能有：实时监测油罐库存油位高、水位高和油温；油罐报警；泄漏测试；自动生成卸油历史报表、报警历史报表；罐外传感器检测等。
4.4 压缩空气压力实现自动控制
系统主要由SX90控制器、气动执行阀、采样元件等构成，实现了PID过程控制。系统将管网压力作为控制对象，压力变送器将压力转变成电信号后，送PID调节器与压力给定值进行比较，并根据差值的大小按预先设定好的PID控制模式进行运算，产生控制信号去控制气动执行阀来调节压力，从而使实际压力始终维持在给定压力上。
4.5 油气实现回收
柴油通气管口安装了SCZ40-A型阻火透气帽，汽油通气管考虑到进出料所造成的体积变化所带来的压力波动，增加了呼吸阀防挥发，也保证了油罐、供油设备的安全。加油机油气回收系统的实施，保证油输送系统油气不泄漏、不污染空气。而卸油油气回收系统的实施，避免了卸油时油罐内油气通过通气管直接排入大气可能对环境所产生的不良影响。站房的安全性得到了根本改变。
5 结语
总装车间供油站系列改造，自投入使用以来，系统运行稳定，油站的消防安全得到了根本改善。由于自动化程度的提高，操作变得简单，维护更加方便。而液位计系统的实施，使得计量数据的准确性得到保证，能源统计更加便利。操作界面人性化，也给生产管理和操作人员带来了极大的方便。
[关键词]供油站 压力控制 油气回收 OPW 监测系统
中图分类号：TS319 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）32-0110-02
1 引言
某汽车工厂总装供油站，油罐区面积142.50m2，控制室、泵房58.55m2，为一层砖混结构，建筑高度4.65m，耐火等级二级，抗震设防烈度6度。该站为总装车间下线加注服务，根据工艺提供的耗量，汽、柴油单车使用量均为10L/min。针对供油站系统中安全、消防、计量等方面的隐患与不足，进行了系列改造。
2 供油站系统构成及问题
供油站依据生产大纲、工艺等需求，根据相关规范和标准而设计，设容积8m3汽油罐和容积15m3柴油罐各一个，均为卧式地埋式钢质轻油罐。汽油、柴油输送泵采用气动隔膜泵，一备一用。供油站系统由卸油、油品存储、供应加油机三部分组成。由于某新品投产，汽油罐被启用，供油系统问题凸显，存在的隐患及问题有：压缩空气压力不稳定，油罐锈蚀严重，计量系统误差大，缺少油气回收系统，卸油无法实现“自流”，消防系统不完善，静电防护措施配套不全等。
3 系列改造方案
3.1 建立压缩空气压力控制系统
改造前，原执行系统一直处于开环状态，一度供油站隔膜泵压缩空气的供给由旁通管路进行，此时所输出压力为厂区管网压力为0.7MPa左右，导致气动隔膜泵一直工作在不稳定的“供气压力”状态，而且也不满足燃油加油机输入压力参数的要求，故需对该系统进行稳压控制。改造方案采用闭环系统。新的系统由控制器、压力传感器、先导薄膜式压力调节阀（气动执行机构，配有电气阀门电位器）组成。通过设定工作压力，并对输出空气压力信号进行检测，使气动阀门位置能按系统输出的信号进行正确定位，实现站内压缩空气压力的自动控制，从而为隔膜泵提供稳定的压力，也能满足加油机输入油压规定要求。压力实行自动控制，控制原理见图1所示。
3.2 设立神探监测系统
原液位系统采用UHZ-517型磁性液位计、XGTH系列液位显示调节报警仪，它能将罐内油位参数的变化转换成标准电流信号，远传至操作室供二次仪表显示。由于系统结构简单、液位检测受工艺条件变化的影响大，气液相介质的变化都会使液位检测结果产生较大的误差。
经分析，提出下列解决问题的方案：
（1）选用磁致伸缩型探棒
采用高精确度的磁致伸缩型探棒924B，其技术指标：油位测量精度±0.5mm；水位测量精度<0.5mm；温度测量精度<±0.02℃；测量范围20mm～3760mm；工作温度为-40℃～60℃，探棒信号最大传输距离可达305m。磁致伸缩液位传感器，反映绝对位置输出，信号采用4～20mA标准电流信号，沿罐区穿管暗埋，直接接入控制室。采用国际领先的磁致伸缩技术，具有测漏功能。测量介质包括汽油、煤油、乙醇汽油、水和柴油。可准确测量油位、库存、水位、余空和油温。五个不同位置的溫度感应元件可提供对油量作精确的温度补偿，以抵消油品热胀冷缩造成的误差。精确的库存管理、罐内渗漏探测，可按要求设置成每日、每周、每月及每年进行自动渗漏探测。
（2）OPW神探一号液位仪系统
基于有效解决供油站油位测量问题并极大程度满足加油站管理者的不同需求，率先引入OPW神探一号液位监测系统（又称液位仪）。地埋罐传感器与OPW神探1号SS1Touch控制器连接，可用于监测油罐和监测井等处的油品和油气泄漏。
3.3 新增油气回收系统
众所周知，油品存储、装卸过程，由于温度、压力、盛装油品容器的气液相体积变化等因素影响，有一部分油气会挥发并排放进入大气，形成油品蒸发损耗，造成能源浪费、污染环境、火灾危险、油品质量降低等危害。为此，我国对油气排放做出了严格规定。《储油罐大气污染物排放标准》（GB20950-2007）、《汽油运输大气污染物排放标准》（GB20951-2007）、《加油站大气污染物排放标准》（GB20952-2007）也已于2007年8月1日实施。依据上述3项标准规定，对系统所属的油罐区、加油机及油罐车进行了油气回收装置改装、管路改造。
改造包括三个部分：
1）油气回收管道（与汽油罐量油孔侧面连接，设计压力0.1MPa，）、凝液缸、汽油机加油管道，用于加油机气相回收。
2）增加汽油卸车油气回收系统，由油罐车、卸油管、卸油接口、油罐、进油管、油气回收专用接口、油气回收管（专配）构成。
3）保证原通气管口阻火器功能正常，汽油通气管口设置机械式呼吸阀，解决以往在油罐车卸油时各类不安全因素。
3.4 实现与厂区消防连锁
原来消防系统独立性较强，报警只限于供油站内部，一些信号未能连接于消防控制中心。为此，提出以下基于消防安全的解决方法：
（a）保留原消防系统的总线隔离器、输入输出控制模块，新增智能编码输入、输出模块，并进行电源改造，保证所有消防线路均穿镀锌钢管埋顶板或埋地、沿墙暗敷，将油泵房压缩空气管路所设图立的两道快速切断电磁阀接入公司消防系统，实现连锁（联动），只要发生消防报警信号动作，并可可靠切断。
（b）最终线现场手动报警按钮系统，连接至供油站控制室。
（c）现场加油机设备区域，配隔爆型可燃气体探测器，通过总装车间易燃气体泄漏报警器接入公司消防系统。
4 改造方案实施效果
4.1 消防系统进一步完善
完善了消防自动报警系统。可燃性气体检测仪实现加油机进出管路采集泄漏数据，火警声光讯响器就地报警并与供油站消防系统联动，可以实现消控中心报警、厂区消防水泵启停等。
4.2 实现了“自流方式卸料”
原用于卸油计量的LC-E40.1/A6GF-II流量计的椭圆齿轮需在介质的压差作用下，进而产生力矩转动。卸油只有“加压”才能做到，而这与“油罐车卸油操作必须熄灭发动机”相矛盾。通过进油处管路改造，结合液位仪的上马，成功地解决了安全卸油问题，实现了罐车以“自流方式卸油”并精确计量油量。
4.3 新液位监测系统管理功能凸显
系统由液位仪控制器和924B探棒组成，实现的主要功能有：实时监测油罐库存油位高、水位高和油温；油罐报警；泄漏测试；自动生成卸油历史报表、报警历史报表；罐外传感器检测等。
4.4 压缩空气压力实现自动控制
系统主要由SX90控制器、气动执行阀、采样元件等构成，实现了PID过程控制。系统将管网压力作为控制对象，压力变送器将压力转变成电信号后，送PID调节器与压力给定值进行比较，并根据差值的大小按预先设定好的PID控制模式进行运算，产生控制信号去控制气动执行阀来调节压力，从而使实际压力始终维持在给定压力上。
4.5 油气实现回收
柴油通气管口安装了SCZ40-A型阻火透气帽，汽油通气管考虑到进出料所造成的体积变化所带来的压力波动，增加了呼吸阀防挥发，也保证了油罐、供油设备的安全。加油机油气回收系统的实施，保证油输送系统油气不泄漏、不污染空气。而卸油油气回收系统的实施，避免了卸油时油罐内油气通过通气管直接排入大气可能对环境所产生的不良影响。站房的安全性得到了根本改变。
5 结语
总装车间供油站系列改造，自投入使用以来，系统运行稳定，油站的消防安全得到了根本改善。由于自动化程度的提高，操作变得简单，维护更加方便。而液位计系统的实施，使得计量数据的准确性得到保证，能源统计更加便利。操作界面人性化，也给生产管理和操作人员带来了极大的方便。