加油油氣回收氣液比控制系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]大氣環(huán)境保護(hù)，油氣回收，自動(dòng)化測(cè)量與控制。
【背景技術(shù)】
[0002]加油站為汽車加汽油到油箱時(shí)會(huì)將油箱中的油氣排放到空氣中，污染了大氣。
[0003]2008年北京首次從國(guó)外引進(jìn)并大規(guī)模使用了加油站二次油氣回收的技術(shù)和設(shè)備。2010年北京環(huán)保局制定了 “加油站油氣排放控制和限值”標(biāo)準(zhǔn)。其中要求每把加油槍每次加油時(shí)回收的油氣量與加出去油量的比值控制在1.0%至1.2%之問，即從儲(chǔ)油罐中加出去1升汽油，需收回1至1.2升油氣返回到儲(chǔ)油罐中。此數(shù)值是控制加油站油氣排放的一個(gè)最重要指標(biāo)，稱“氣液比”(A/L)。如果能保持氣液比達(dá)此標(biāo)準(zhǔn)，加油站銷售汽油的過(guò)程中可基本做到油氣不排放或少排放到空氣中。
[0004]此后全國(guó)各地陸續(xù)有幾千座加油站安裝和使用了二次油氣回收設(shè)備，從后期監(jiān)管中發(fā)現(xiàn)氣液比復(fù)查的達(dá)標(biāo)率不足25%。該設(shè)備在第一次啟動(dòng)調(diào)試時(shí)氣液比被調(diào)整在達(dá)標(biāo)的范圍內(nèi)，但經(jīng)過(guò)一段時(shí)間運(yùn)行再次復(fù)查檢測(cè)時(shí)，它卻超標(biāo)了。為此本人對(duì)在用的各類型的二次油氣回收設(shè)備的原理和使用情況進(jìn)行分析研究和測(cè)試，發(fā)現(xiàn)氣液比達(dá)標(biāo)率低是由于這些系統(tǒng)均采用的是開環(huán)控制方法。油氣回收設(shè)備運(yùn)行時(shí)管線阻力呈動(dòng)態(tài)變化，這些變化會(huì)使氣液比偏離標(biāo)準(zhǔn)值。開環(huán)控制方法不能感知到這些變化無(wú)法克服由此帶來(lái)的超差。所以使用現(xiàn)有的控制方法和控制設(shè)備，汽液比的超標(biāo)只是一個(gè)時(shí)間問題！這就是為什么長(zhǎng)期以來(lái)為使氣液比達(dá)標(biāo)雖然投入了大量的人力和物力對(duì)加油油氣回收設(shè)備進(jìn)行維護(hù)，而達(dá)標(biāo)率卻始終得不到改善的根本原因。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明對(duì)氣液比實(shí)行閉環(huán)控制，通過(guò)氣體流量計(jì)測(cè)量回收油氣流量作為系統(tǒng)的被控對(duì)象，由此引入負(fù)反饋通路，對(duì)氣液比偏差進(jìn)行PID調(diào)節(jié)，輸出信號(hào)控制變頻器、電機(jī)-真空泵組成的執(zhí)行單元，調(diào)節(jié)真空泵的轉(zhuǎn)速使油氣流量重新回到氣液比的給定值，使氣液比始終被控制在達(dá)標(biāo)的范圍內(nèi)。
[0006]在線檢測(cè)加油機(jī)氣路管線和加油槍泄漏，自動(dòng)發(fā)現(xiàn)泄漏故障報(bào)警，通過(guò)分段控制維持故障狀態(tài)下氣液比合格，等待設(shè)備維修；自動(dòng)偵測(cè)系統(tǒng)測(cè)量單元、控制單元和執(zhí)行單元的運(yùn)行狀況，如果系統(tǒng)設(shè)備發(fā)生故障立即報(bào)警。加油站根據(jù)故障報(bào)警的內(nèi)容申報(bào)需要維修的設(shè)備，減少維修量提高維修效率。
[0007]—套系統(tǒng)配置一臺(tái)加油機(jī)，每臺(tái)加油機(jī)使用一臺(tái)真空泵。減少了真空泵使用數(shù)量(原為每把槍配置1臺(tái)真空泵，每臺(tái)加油機(jī)1-4把汽油槍)提高了設(shè)備使用效率。
【附圖說(shuō)明】
圖1是系統(tǒng)單元框圖，圖2是系統(tǒng)功能框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0008]1.加油油氣回收氣液比控制系統(tǒng)安裝在加油機(jī)中，一套系統(tǒng)配置一臺(tái)加油機(jī)，其中包括測(cè)量單元，給定單元，控制單元，執(zhí)行單元，通信單元，顯示單元。
[0009]2.測(cè)量單元:一臺(tái)氣體流量計(jì)或氣體流量傳感器，測(cè)量油氣流量并轉(zhuǎn)換為電信號(hào)作為閉環(huán)控制系統(tǒng)的測(cè)量值?；厥沼蜌饬髁渴窍到y(tǒng)的被控對(duì)象，它的引入為系統(tǒng)建立了負(fù)反饋通路，使其成為閉環(huán)控制系統(tǒng)。
[0010]3.給定單元:采集加油槍油流量脈沖信號(hào)乘以給定系數(shù)，結(jié)果作為閉環(huán)控制系統(tǒng)的給定值。
[0011]4.執(zhí)行單元:變頻器、交流電機(jī)、真空泵3種設(shè)備組成閉環(huán)控制系統(tǒng)的一個(gè)執(zhí)行單元。由變頻器對(duì)電機(jī)-真空泵實(shí)行控制，真空泵為離心式葉片真空泵。如果一臺(tái)泵的功率不能支持4把加油槍的油氣回收量，可增加一臺(tái)真空泵即一個(gè)控制單元同時(shí)控制2個(gè)執(zhí)行單元。
[0012]5.控制單元:系統(tǒng)數(shù)據(jù)的輸入輸出接口、數(shù)據(jù)采集、運(yùn)算、邏輯、PID控制算法由控制單元實(shí)現(xiàn)，其輸出的控制信號(hào)到執(zhí)行單元調(diào)節(jié)變頻器，控制回收油氣流量的大小仗氣液比始終保持在1% _1.2%之間。
[0013]5.1數(shù)據(jù)采集功能:實(shí)時(shí)采集回收油氣流量信號(hào)，加油機(jī)銷售的汽油流量信號(hào)，油槍、管線、系統(tǒng)各單元運(yùn)行狀態(tài)信號(hào)。
[0014]5.2氣液比運(yùn)算公式:A/L = 1% -1.2%達(dá)標(biāo)值，作為給定系數(shù)。
[0015]5.3軟件算法:工程單位運(yùn)算、PID控制算法，邏輯算法，故障分析處理和報(bào)警。
[0016]6.顯示單元:由文本顯示器構(gòu)成。就地顯示系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)、參數(shù)設(shè)置和報(bào)警。
[0017]7.通訊單元:由串口通信RS485，RS232或以太網(wǎng)構(gòu)成。與加油站的人機(jī)界面實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)通訊。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種加油油氣回收氣液比控制系統(tǒng)其特征是對(duì)氣液比實(shí)行閉環(huán)控制，通過(guò)氣體流量計(jì)測(cè)量回收油氣流量，該流量作為系統(tǒng)的被控對(duì)象，控制單元對(duì)氣液比偏差進(jìn)行PID調(diào)節(jié)，輸出信號(hào)控制變頻器調(diào)節(jié)真空泵的轉(zhuǎn)速使油氣流量重新回到氣液比要求的給定值，其構(gòu)成包括測(cè)量單元、給定單元、控制單元、執(zhí)行單元、通訊單元、顯示單元。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的加油油氣回收氣液比控制系統(tǒng)，其特征在于所述的測(cè)量單元是氣體流量計(jì)或氣體流量傳感器構(gòu)成。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的加油油氣回收氣液比控制系統(tǒng)，其特征在于所述的控制單元包括數(shù)據(jù)輸入、輸出接口，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、運(yùn)算、邏輯、PID算法和故障分析、報(bào)警功能。4.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的加油油氣回收氣液比控制系統(tǒng)，其特征在于所述的給定單元的給定值由加油槍油流量脈沖信號(hào)乘以給定系數(shù)得到。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的加油油氣回收氣液比控制系統(tǒng)，其特征是安裝在加油機(jī)中，一套系統(tǒng)配置一臺(tái)加油機(jī)。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的加油油氣回收氣液比控制系統(tǒng)，其特征在于所述的執(zhí)行單元是由變頻器、交流電機(jī)、真空泵三種設(shè)備組成。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的加油油氣回收氣液比控制系統(tǒng)，其特征在于所述的真空泵是離心式葉片真空泵。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的加油油氣回收氣液比控制系統(tǒng)，其特征在于所述的顯示單元是由文本顯示器構(gòu)成。9.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的加油油氣回收氣液比控制系統(tǒng)，其特征在于所述的通訊單元是由串口通信RS485，RS232或以太網(wǎng)構(gòu)成，與加油站的人機(jī)界面實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)通訊。
【專利摘要】本發(fā)明屬于大氣環(huán)境保護(hù)，油氣回收，自動(dòng)化測(cè)量與控制技術(shù)領(lǐng)域。國(guó)內(nèi)加油站安裝使用的加油油氣回收設(shè)備，氣液比的復(fù)查合格率不到25％。雖投入了大量人力和物力對(duì)油氣回收設(shè)備進(jìn)行維護(hù)，效果卻不理想。本人研究發(fā)現(xiàn)油氣回收設(shè)備在運(yùn)行時(shí)管線阻力呈動(dòng)態(tài)變化使氣液比偏離標(biāo)準(zhǔn)值。而目前在用設(shè)備的控制方法不能感知到這些變化也無(wú)法進(jìn)行調(diào)節(jié)，這是氣液比復(fù)查合格率低的根本原因。本發(fā)明對(duì)氣液比實(shí)行閉環(huán)控制，回收油氣流量作為被控對(duì)象，根據(jù)氣液比發(fā)生的偏差進(jìn)行調(diào)節(jié)。使氣液比始終被控制在達(dá)標(biāo)的范圍內(nèi)。同時(shí)在線監(jiān)測(cè)相關(guān)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)自動(dòng)偵測(cè)故障并報(bào)警。氣液比達(dá)標(biāo)，加油站銷售汽油的過(guò)程中可基本做到油氣不排放或少排放至空氣中。
【IPC分類】B67D7/54
【公開號(hào)】CN105314584
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410381378
【發(fā)明人】蔣京
【申請(qǐng)人】蔣京
【公開日】2016年2月10日
【申請(qǐng)日】2014年8月5日