提高加油机汽油枪流速可行性的探讨

刘 栋

〔中国石化销售股份有限公司 北京 100728〕

加油机是加油站的主要设备，是其面向社会为机动车辆加注各种汽油和柴油的生产工具，具有输油、计量、税控和安全供油的复合性功能。为了探讨提高加油效率和经营效益与安全生产的关系及其可行性，结合国内外加油机的相关规范、文献资料进行了加油机、潜液泵等关键部件的分析和调研，提出了一些建议。

1 调研情况

1.1 加油机的流速

据行业经营部门反映，加油站日常运行中对加油枪进行实测时有流量太小的现象，很多加油枪流量不足30 L/min。

1.2 影响加油流速的因素

关于加油枪的出口流速国内外还没有明确的限制，但是有对管道流速的限制。

1.2.1 国际上的相关规定

一是国际标准ISO9158对道路车辆无铅汽油用加油枪管嘴的流量要求≤50 L/min，国际上现有的加油枪也是基于此标准进行设计。二是英国规定最大的加油流量汽油不应超过50 L/min，柴油不应超过130 L/min。三是根据CARB(美国加州空气标准委员会)的建议，为了保证油气回收系统的回收效率(CARB认证回收效率为90 %)，加油流量要小于10加仑，即38 L/min；同时TUV(欧盟)认证要求加油机汽油枪的流量不允许超过38 L/min。

1.2.2 国内的相关规定

出于安全方面的考量，一是国家标准GB50156—2012《汽车加油加气站设计与施工规范》(以下简称GB50156)中6.2.2规定“加油枪应采用自封式加油枪，汽油加油枪的流量不应大于50 L/min”；条文说明中指出：油箱加满油时自动关闭加油枪，避免“油品从油箱口溢出而导致的能源浪费及可能发生火灾和污染环境”。考虑到柴油的危险性较小，在GB50156中未对柴油加油的最大流量做特别规定；GB50156标准规定地下复合输油管道的流速限制为不超过2.8 m/s，计算7/8吋普通胶管的最大流速约为64 L/min，汽油加油枪油气回收胶管最大流速约为45 L/min。二是国家标准GB/T 9081—2008《机动车燃油加油机》中未规定具体流速和流量的数值，但指出“额定流量由制造厂商标定的在设计工作条件下，应保证的输出流量”。

1.2.3 设备因素的影响

(1)带油气回收的加油机的使用降低了流量。一是汽油加油枪的胶管内有直径12 mm的油气回收管，使胶管流通的截面积缩小33 %左右，流量同比例减少。二是油气回收加油枪流速低于同一口径的普通加油枪。三是加油枪的真空泵会随着使用时间的加长被逐步磨损，抽气能力会持续下降。四是为了确保回收油气的气液比达标，有时不得不在加油枪内部装设限流板以降低流速达到35～45 L/min范围。

(2)加油机在油泵选用上，对自带泵的设计需考虑流量限制，在潜油泵设计上是一机带多枪，这两种情况都会影响实际流速和流量。

(3)加油机流速高在加油过程中会频繁跳枪，导致出现无法正常加油的故障。

(4)加油机的滤网和滤芯。一是清洁状态程度，尤其是纸滤芯对加油流速和流量的影响很大。二是部分省市采用防水滤芯代替传统滤芯，防水滤芯遇水后膨胀，造成流通面积减小，阻力增大，加油流速降低。

(5)实际情况中，输油管线的距离会对多数油枪的实际加油速度产生影响。

除了上述的影响因素之外，计量器、胶管、拉断阀等均会产生一定的压力损失。对于具备油气回收功能的汽油加油机而言，同轴胶管、油气分离阀、机械式气液比调节阀等所产生的压力损失比普通加油机大。

1.3 加油机流速对经营和安全的影响

(1)汽油流速越高造成静电累积会越多，意味着起火风险也越大。服务人员实际见证了多起正常加油起火的现象(专业解释见NFPA美国消防协会的学术文章)。

(2)加油机流速会使油气回收合格率受到影响，影响经营的同时更易受到处罚。《加油站大气污染排放标准》GB 20952中规定：“各种加油油气回收系统的气液比均应在大于等于1.0和小于等于1.2的范围内”，当加油机流速过高超过标准规定流量时，整个系统的油气比就无法满足上述国家标准的规定值。如果加大流量就要求油气回收泵的回气量高，会造成油气回收系统使用一段时间后回气能力满足不了要求，气液比超标严重的情况。另外，在线监测系统也对加油流速有要求，在美国基本也是按照CARB的要求，在38 L/min的流速内保证在线监测系统的有效运行，同样，高于40 L/min的加油流速也会造成在线监测系统气液比监测异常的情况。

(3)加油机为了防止加油中现出杂质并减少油液杂质对流量计的影响，多数加油机设置了过滤装置。加油机必须保持滤芯干净才能满足正常流量出油。过滤装置未定期清洗或更换对加油枪的流量影响较大。清洗周期应根据油质和地下管线的干净程度而定，对边卸边发的加油站，过滤网堵塞过程相对更快，需要检查清理得更频繁。

(4)拉断阀脱落及加油机逆流影响。目前带油气回收的加油枪的实际工作流速多在40 L/min以下，平均流速32 L/min左右，若提高到50 L/min，在自封速度不变的情况下，水击冲击力会提升56 %以上。目前拉断阀的拉断力标准已经锁定，不能无限提高，如直接提高，拉断阀脱离的风险会成倍增加。同时，胶管的弹性会因流速过快造成油品逆流，对加油机造成较大冲击，带来计量不准、加油机故障增加等很多问题。

2 调研的推论

2.1 流速不能突破现有各种标准及要求提高

(1)没有依据能提高。没有可靠、稳定、安全的技术和实践验证不能盲目提高。

(2)提高会有重大安全风险。

2.2 有合理提高空间，需要日常维护保持

(1)概念错误。这不是流速问题，是流量问题。

(2)理论上流量可以提高。提高有条件，使用中如何保持理论流量也同样有很多制约因素。

2.3 流速提高的负面影响

(1)流速高易使加油机出现故障。

(2)流量大对加油机汽油部分的影响。国家标准规定的气液比范围为1.0～1.2，油气回收系统异常增大、系统平衡被打破，还必须考虑油气回收和在线监测系统的匹配性。

(3)对经营的影响。一是频繁跳枪造成加油机故障、油气回收不合格等，影响加油站的正常经营。二是设备能耗加大，经营成本加大。

(4)对安全的影响。易产生油品静电危害，会引起火灾。

(5)根据局部检测结果而盲目换设备，不能解决系统问题，运行一段时间维护不到位，会造成更大的投资浪费。

3 解决方案的建议

3.1 可能的方法

(1)减少压力损失。一是管线距离尽量短。二是减少不必要的弯头接头。

(2)增大油泵的压力。

(3)减少油泵带的枪数。

(4)定期清洗或更换加油机过滤装置。

(5)加油枪口和管直径加大。

3.2 可行性分析及建议

(1)采取缩短管线距离等减少压力损失的措施，需要设计、施工整体布置时要同步考虑。一是设计和施工中要有懂技术、有实践经验、会把关的人员主持。二是需要思想上统一认识，审图、监理等施工管理落实到位。三是新建或改造站时可以做到，已经改完的站要想解决投入会很大，时机合适逐步提高。

(2)增大油泵的压力。可以考虑换功率大的潜泵，目前成熟的有2.0匹的潜泵。潜泵的工作压力可以从2 kg提高到3 kg，即将现有的0.75匹或1.5匹的潜泵升级为2.0匹的增强型潜泵。3 kg的压力是限值，因为加油机设计的标准承压是3 kg的压力。从实际应用看，用2匹潜泵的情况下，油枪流速能达到50 L/min。问题是造价提高，要和经营的盈利能力相匹配，大站、盈利站可优先选用。

(3)减少油泵带动的加油枪数量。一是自带泵将普通流量的直联泵更换为大流量直联泵，流量应该有提升，需要经试验验证。二是潜泵需要根据罐的位置及所带加油枪数量综合考虑匹配，但实际中是矛盾的。销量大的加油枪多，但对应的油罐数罐口位置少，具体要看有没有位置安装更多的泵。销量小的站加油枪数少，安装油泵匹配的枪不多，但为增大流量会浪费设备能力，因此建议按照经济性考虑。

(4)定期清洗或更换加油机过滤装置。定期检查滤网的状态，正常保养清洗滤网，避免滤网堵塞影响流速。需要根据使用情况定期进行流速测试和更换滤网，如果油枪最大的加油流速低于30 L/min，那么可以针对本文提到的各种因素进行逐项排查。滤芯厂家建议，水滤芯使用3个月或当加油流速降至初始流速的60 %时，建议更换滤芯；当加油流速降至初始流速的40 %时，则必须更换滤芯。

(5)加油枪口和管直径加大。加油枪胶管：现有尺寸已经因为油气回收从3/4吋增加到7/8吋的改进空间已经不大。鉴于柴油有1吋的胶管，原则上汽油也可以用更大尺寸胶管，但需要综合评估加油机和油枪的适应性。大尺寸胶管会造成的影响是重量大，易在加油过程中造成油枪脱落的风险。

(6)其他因素。加油机内部管路设计、电磁阀、加油站内部管路设计虽然也对加油流速造成一定影响，但由于涉及成本、管理问题，可改变的可能性不大，不能作为主要因素考虑。

4 结语

综上所述，通过以上措施，能够将加油站汽油枪的流速提升到40～45 L/min。需要从可实施的便捷性、投入成本等方面综合考虑。根据加油站的具体情况，在设计环节充分考虑潜油泵的选型，以满足多把加油枪同时加油时对流量的需要。针对站点的忙闲程度、加油枪同时使用的概率等条件，配置合理功率和出口压力的潜油泵，保持加油流速的稳定和安全，才能保障合理的流量。