加油站安全与环保设备集成的设计方案

邱 明

〔中国石化安徽石油分公司 安徽合肥 230009〕

1 集成设计的必要性

随着我国经济的快速发展，对加油站建设的安全和环保要求迅速提高[1，2]，促进了对安全和环保设备的投入。近几年，随着双层罐和双层管线改造的推进，渗泄漏检测系统及设备得到了广泛应用。京津冀及周边地区部分加油站率先使用了油气回收在线监测设备[3]。这些设备的应用，使加油站的安全水平大幅提高，环保也得到实时监控和有效管理，但各类设备的增多，给加油站的管理带来一系列问题。

加油站目前使用的安全与环保设备有液位仪及油气回收、双层油罐测漏和双层管线测漏的设备，还有在部分区域投入运行的油气回收在线监测设备等。由于这些设备拥有独立的显示终端，导致布线浪费和报警器数量冗余，并带来施工时间和资金的浪费。尤其是多个监控设备的共存给加油站的管理带来了许多困扰。因此，若能设计一套加油站安全与环保设备的集成系统，将会给石油公司和加油站设备的使用与管理带来方便，也使工程的投资和时间得到节约，加油站的信息化管理更科学。

2 集成的设计方案

针对上述多个独立监控显示的问题，可以采取分段集成的解决方案：第一阶段可将地罐液位仪、双层罐(含防渗池和FF、SF油罐)、双层管线、人孔井和加油机底盘等的测漏设备进行集成设计。考虑到油气回收在线监测设备在很多加油站还尚未安装，在集成的方案中需为其安装线路预留。第二阶段将液位仪、测漏设备和油气回收在线监测设备进行集成设计。第三阶段将油气回收、油气回收在线监测和加油机进行有机集成。

2.1 第一阶段：地罐监控多合一集成设计

将地罐液位仪和多种测漏传感器进行集成，终端用于各类传感器的数据集成、处理、存储、显示、控制及数据上传等。集成信息包括油液位、水液位、液位报警、油罐测漏报警以及双层管线测漏报警，预留人孔井和加油机底盘测漏、可燃气体浓度探测传感器的接口，以满足未来的拓展需求。

集成与未集成现状的比较：

(1)显示器终端一体化。减少了两个独立的油罐测漏和管线测漏的报警器，省去了当前从室内报警器到罐区传感器的多条布线，地罐监控多合一集成设计将节省约一半的投资。

(2)设备使用管理集约化。加油站通过一个终端对地罐计量信息和各种泄漏信息进行监管，对使用者来说简单直观、方便易学；对于设备后期的运行维护更加方便。

(3)系统设计考虑未来。预留人孔井测漏、加油机底盘测漏可燃气体浓度探测传感器接口。同时应预留油气回收在线监测设备的接口和软件显示方面升级的能力。

(4)信息管理集中化。系统集成终端支持加油站各类传感器数据上传功能，使测漏设备不再是信息管理的盲点，实现对加油站各种数据的远程管理，为加油站减少管理人员打下了基础。

地罐监控设备集成设计见图1。

图1 地罐监控设备集成设计

2.2 第二阶段：安全环保设备总集成设计

在第一阶段基础上，增加油气回收在线监测，构成加油站安全与环保设备总集成的设计方案。设计方案包括：液位仪、各种测漏传感器、可燃气体浓度传感器以及油气回收在线监测所包含的压力传感器和气体流量计等(图2)。

图2 安全环保设备总集成设计

在这个集成设计方案中，油气回收在线监测控制器与液位仪及测漏控制器采用级联扩展方式，各自管理其下的传感器，并完成数据采集、运算、存储、逻辑处理和上传。采用模块化设计，各自满足相关法规的要求。其中油气回收在线监测需要符合环保部门的要求，并为将来可能与环保部门的联网做好准备。

2.3 第三阶段：环保系统和加油机的集成设计

在第二阶段基础上，油气回收和油气回收在线监测可以成为加油机的一个固有部分与加油机集成设计(前提是国家加油机标准得到更新)，从而省去加油机内为油气在线监测而增加的控制板和辅助单元。加油机的控制包括了油气回收系统的自动调整。油气回收在线监测的信息可以和目前加油机通往后台的信息系统相集成，省去了为油气回收而单独增加的加油机至后台的通讯。

由于油气回收和油气回收在线监测的集成设计，使油气回收系统可以自动调整气液比，保证系统工作在最佳状态。如果由于系统硬件或者加油机外部原因，比如造成回收罐泄漏、回收管路泄漏或者堵塞等，系统可以实时远程报送信息，通知维修人员及时维修。

3 加油站安全与环保设备集成设计的意义

当前，正处于加油站防渗改造进行之时，如若能够在当前阶段对加油站的安全与环保设备进行集成设计，将会为企业带来事半功倍的成效。

3.1 经济效益好

目前加油站的安全与环保方面所包括的设备和应用范围如表1所示。

表1 安全环保方面的设备和应用情况

由于目前防渗改造正在进行当中，油气回收在线监测设备的安装量不是很大。因此在当前阶段把安全与环保的设备进行集成，是非常适时的。若待所有设备被大量安装到加油站之后再做集成，将会导致大量的投资和工程浪费。

3.2 解决设备使用与管理的实际问题

实现加油站安全与环保设备的集成意味着统一显示、统一报警、统一管理、统一上传，统一分析、相互联动，减少了设备数量、降低了加油站员工对使用系统的要求、也减少了设备安装的空间和时间。这不仅解决了加油站操作和设备管理的实际问题，也对企业管理成本的降低起到作用。

3.3 适应未来智能型加油站建设的需要

互联网、移动通讯以及即将来临的物联网已经改变了人们所处的环境。加油站作为现代生活的重要组成部分，使设备操作方便、安全和快捷，已经成为社会的需要。智能型加油站除了为使用者提供现代化的与人机界面安全操作外，还可提供各类传统信息和大数据，包括运用数据、设备数据、使用者数据和实时公共数据等，帮助企业通过数据进行市场营销分析、设备状态分析，对加油站安全和环保、进销存和设备的智能化管理，从而提高销售，减低运营风险。万物互联的本质是基于数据的感知和传输，而它的基础就是各种可靠的传感器和最底层的通讯及信息处理。进行加油站安全与环保设备的集成设计，不仅可以节约改造资金、促进加油站美观，同时也是适应建设未来智能型加油站的需要。

4 总结和建议

目前部分设备厂家正在研发加油站设备集成的技术方案，但由于出发点不同，对最终目标的理解也不相同。个别厂家的液位仪和测漏传感器集成系统已在部分地区测试，取得了一定效果。在此基础上中国石化如果能够从需求方角度出发，整合各方技术力量，明确技术路线，规范加油站安全与环保系统集成的标准，可以实现加油站安全与环保设备总集成的最佳技术方案。

(1)定义加油站安全环保设备接口。安全和环保系统可以作为加油站的子系统，单独定义其结构、内部接口和通信协议。传感器节点以上到控制台的接口协议可以采用工业总线甚至以太网结构，并定义其通讯的信息层协议，这样既保障系统的统一，又不限制科技的发展。其中传感器节点，可以是一个智能单元带一个或者多个传感元件，构成传感系统的一次和二次同体，鼓励专业厂商发挥各自的长处，发展新技术，实现系统集成的最优化。

(2)将设备技术指标写入采购要求。召集有技术能力的厂家和行业专家，讨论和制定系统接口和协议。将协议下发或者放入下一次招标文件，并在招标过程中严格执行。

(3)在加油站改造中做好设备线路与接口的预留。目前，油气回收在线监测系统只有少数区域或达到销量要求的加油站应用，仍然有很大部分的加油站尚未安装，而人孔井测漏传感器、加油机底盘测漏传感器以及可燃气体浓度传感器的采用则只有在少数试点站进行。因此，加油站在改造中超前预留油气回收在线监测设备以及人孔井测漏和加油机底盘测漏等传感器的线路可以省去未来重新布线的麻烦。