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摘要：汽油加油站的油气回收系统是控制油气污染的主要措施，相关标准规定通过加装回收设施的方法控制油气污染，并通过检测气液比、密闭性、排放浓度等指标间接评价油气回收系统的有效性。依据标准规定的检测指标，通过构建合理的计算方法，测算油气回收系统的实际回收量和油气排放量，从而评估油气污染治理工作的实际效益。在深圳市加油站油气回收系统运行多年后，依据检测数据对的运行效率进行分析，为今后的设施运行维护和管理提供指导。
关键词：加油站 油气污染治理 效益评估
中图分类号：X5 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2013）32-351-02
加油站是重要的市政配套设施，在内地城市主要进行汽油零售，而汽油易挥发并与空气形成混合油气，在油罐车卸油和汽车加油过程中排进大气，造成资源浪费、环境污染，并存在安全隐患。加油站油气排放主要来自三个环节：卸油过程中油气排放、加油过程中油气排放，以及地下储油罐小呼吸油气排放，对应的油气回收工作分别为一次回收、二次回收和三次回收[1]。
为减少汽油加油站的油气排放损耗和污染，欧美部分国家早在上世纪70年代就开始尝试油气回收工作。国内在2007年6月发布《加油站大气污染物排放标准》（GB 20952-2007），开始推动加油站油气回收和污染治理。加油站油气回收即是通过加装油气回路系统，在卸油和加油的同时回收置换排出的油气，从而达到回收油气和减少污染的目的。加油站油气回收系统结构如图1所示。
图1：加油站油气回收系统结构图
在系统运行有效性控制方面，标准规定通过加油枪气液比、油气系统密闭性、排空阀排放浓度等指标，间接保证油气的有效回收。由于该系统没有进行油气计量，不能直接得知油气的减排量，因此需要构建合理的计算方法，根据测量指标间接计算评价油气污染治理效益。
1、油气排放环节及测量指标
对于加油站油气回收系统，加油枪油气回收是油气输入环节，而油罐通气管和卸油油气管道属于油气输出环节，此外由于油气管道部分通常存在一定的内压，管道接口、管件以及管线设备会有一定的油气泄露。
1.1加油枪的油气吸入
《加油站大气污染物排放标准》（GB 20952-2007）规定，加油产生的油气应采用真空辅助方式密闭收集，可采取集中式真空泵+独立电磁阀或独立真空泵的方式进行控制，标准规定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 范围内。
因此，在环境气压变化不大的情况下，加油枪的油气吸入的量为：
式中：n1为加油枪的油气吸入量；Ai为第i支加油枪的气液比；Li为第i支加油枪的加油量；P0为环境大气压强，Pa；Z、R、T为气体的物理常数。在温度、大气压强波动范围不大的情况下，油气由气相向液相的转移很小，Z、R、T可视为常数。
1.2卸油油气置换
在油罐车向加油站地下油罐卸油过程中，按照标准应保证卸油产生的油气密闭置换到油罐汽车罐内，标准规定卸油油气回收管道直径不小于DN50mm，气体阻力较小，因此卸油产生的油气可与视为与卸油量等体积置换。油气输出量为：
式中：n2 为加油枪的油气吸入量；LT为油罐车卸油量；P为地下油罐内气压，Pa。在不考虑加油站油品泄露损耗的情况下，LT= ，即油罐车卸油量等与汽车总加油量[2]。
1.3泄露油气
由于加油枪过量回收油气，罐内的气压会高于外部氣压，而油气回收系统中阀门、接头、管道、油罐等如果密封不良，就不可避免的会出现油气泄露。对于允许范围内的油气泄漏，标准规定了加油站油气回收系统密闭性要求，即依照附录的检测方法，检测油气系统充氮气5分钟后的剩余压力。
地下油罐在时间 内的油气损失可按下列公式计算：
式中： 为给定热力条件下的油气密度；Ck 为在时间 内以流量 泄露的油气中烃的浓度[3]。
可依据储罐内气体空间的状态方程计算 ：
加油站油罐中气体空间体积的变化 ，而在呼吸阀打开的情况下，压力变化 。
1.4呼吸阀排放
根据《汽车加油加气站设计与施工规范》（GB 50156-2007），采用油气回收系统的加油站应加装呼吸阀，呼吸阀正压范围为2000-3000Pa。由于加油枪吸入油气体积大于加油体积，会引起油罐内油气压力升高，如果压力超过呼吸阀开启压力限值，油气即从呼吸阀排出，使得油管内油气压力保持在安全的范围内。
2、油气平衡计算
忽略油气吸入油罐后相变、储油罐小呼吸，以及油气浓度不均衡等的影响，对于加油站油气系统，输入的油气量为加油枪的回收量，输出的油气量为油罐车油气置换量和泄露量。在油罐内油气压力未达到呼吸阀临界压力的情况下，油气平衡如下：
在油罐内油气压力超过呼吸阀临界压力的情况下，呼吸阀打开 ，此时泄露的油气量为：
3、对深圳加油站油气污染治理的评估应用
《加油站大气污染物排放标准》（GB 20952-2007）实施后，深圳即开始进行加油站的改造，第一批加油站于2008年完成改造，位置如图2所示，其他加油站于2009年完成。完成改造后，尽管改造后没有进行直接的效益核算，但加油站普遍实现了汽油损耗的降低，降低幅度在20%到40%不等。在第一批加油站平稳运行四年后，按照标准对系统密闭性、气液比、液阻指标进行检测，以掌握油气回收系统的稳定性和可靠性，了解加油站在油气回收设施管理维护方面的有效性，同时评估油气回收系统所带来的环境效益。
关键词：加油站 油气污染治理 效益评估
中图分类号：X5 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2013）32-351-02
加油站是重要的市政配套设施，在内地城市主要进行汽油零售，而汽油易挥发并与空气形成混合油气，在油罐车卸油和汽车加油过程中排进大气，造成资源浪费、环境污染，并存在安全隐患。加油站油气排放主要来自三个环节：卸油过程中油气排放、加油过程中油气排放，以及地下储油罐小呼吸油气排放，对应的油气回收工作分别为一次回收、二次回收和三次回收[1]。
为减少汽油加油站的油气排放损耗和污染，欧美部分国家早在上世纪70年代就开始尝试油气回收工作。国内在2007年6月发布《加油站大气污染物排放标准》（GB 20952-2007），开始推动加油站油气回收和污染治理。加油站油气回收即是通过加装油气回路系统，在卸油和加油的同时回收置换排出的油气，从而达到回收油气和减少污染的目的。加油站油气回收系统结构如图1所示。
图1：加油站油气回收系统结构图
在系统运行有效性控制方面，标准规定通过加油枪气液比、油气系统密闭性、排空阀排放浓度等指标，间接保证油气的有效回收。由于该系统没有进行油气计量，不能直接得知油气的减排量，因此需要构建合理的计算方法，根据测量指标间接计算评价油气污染治理效益。
1、油气排放环节及测量指标
对于加油站油气回收系统，加油枪油气回收是油气输入环节，而油罐通气管和卸油油气管道属于油气输出环节，此外由于油气管道部分通常存在一定的内压，管道接口、管件以及管线设备会有一定的油气泄露。
1.1加油枪的油气吸入
《加油站大气污染物排放标准》（GB 20952-2007）规定，加油产生的油气应采用真空辅助方式密闭收集，可采取集中式真空泵+独立电磁阀或独立真空泵的方式进行控制，标准规定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 范围内。
因此，在环境气压变化不大的情况下，加油枪的油气吸入的量为：
式中：n1为加油枪的油气吸入量；Ai为第i支加油枪的气液比；Li为第i支加油枪的加油量；P0为环境大气压强，Pa；Z、R、T为气体的物理常数。在温度、大气压强波动范围不大的情况下，油气由气相向液相的转移很小，Z、R、T可视为常数。
1.2卸油油气置换
在油罐车向加油站地下油罐卸油过程中，按照标准应保证卸油产生的油气密闭置换到油罐汽车罐内，标准规定卸油油气回收管道直径不小于DN50mm，气体阻力较小，因此卸油产生的油气可与视为与卸油量等体积置换。油气输出量为：
式中：n2 为加油枪的油气吸入量；LT为油罐车卸油量；P为地下油罐内气压，Pa。在不考虑加油站油品泄露损耗的情况下，LT= ，即油罐车卸油量等与汽车总加油量[2]。
1.3泄露油气
由于加油枪过量回收油气，罐内的气压会高于外部氣压，而油气回收系统中阀门、接头、管道、油罐等如果密封不良，就不可避免的会出现油气泄露。对于允许范围内的油气泄漏，标准规定了加油站油气回收系统密闭性要求，即依照附录的检测方法，检测油气系统充氮气5分钟后的剩余压力。
地下油罐在时间 内的油气损失可按下列公式计算：
式中： 为给定热力条件下的油气密度；Ck 为在时间 内以流量 泄露的油气中烃的浓度[3]。
可依据储罐内气体空间的状态方程计算 ：
加油站油罐中气体空间体积的变化 ，而在呼吸阀打开的情况下，压力变化 。
1.4呼吸阀排放
根据《汽车加油加气站设计与施工规范》（GB 50156-2007），采用油气回收系统的加油站应加装呼吸阀，呼吸阀正压范围为2000-3000Pa。由于加油枪吸入油气体积大于加油体积，会引起油罐内油气压力升高，如果压力超过呼吸阀开启压力限值，油气即从呼吸阀排出，使得油管内油气压力保持在安全的范围内。
2、油气平衡计算
忽略油气吸入油罐后相变、储油罐小呼吸，以及油气浓度不均衡等的影响，对于加油站油气系统，输入的油气量为加油枪的回收量，输出的油气量为油罐车油气置换量和泄露量。在油罐内油气压力未达到呼吸阀临界压力的情况下，油气平衡如下：
在油罐内油气压力超过呼吸阀临界压力的情况下，呼吸阀打开 ，此时泄露的油气量为：
3、对深圳加油站油气污染治理的评估应用
《加油站大气污染物排放标准》（GB 20952-2007）实施后，深圳即开始进行加油站的改造，第一批加油站于2008年完成改造，位置如图2所示，其他加油站于2009年完成。完成改造后，尽管改造后没有进行直接的效益核算，但加油站普遍实现了汽油损耗的降低，降低幅度在20%到40%不等。在第一批加油站平稳运行四年后，按照标准对系统密闭性、气液比、液阻指标进行检测，以掌握油气回收系统的稳定性和可靠性，了解加油站在油气回收设施管理维护方面的有效性，同时评估油气回收系统所带来的环境效益。