编辑 | 呼佳宁
审核 | 林子吟
2020年国家发布修定后标准《加油站大气污染物排放标准》（GB 20952-2020），标准明确提出红外摄像方式可以用于油气回收系统密闭性检测。2021年生态环境部发布《关于加快解决当前挥发性有机物治理突出问题的通知》（环大气〔2021〕65号），指出目前存在加油站油气回收系统建设不满足标准要求，操作运行不规范导致油气人为泄漏，油气回收系统运行指标不达标，油气回收系统部分密闭点位油气泄漏严重，加油站整体VOCs排放浓度水平偏高、异味明显等各类问题，并提出治理要求。
因此小E团队为进一步支撑和服务加油站油气排放管控工作，采用红外成像扫描技术，针对十余家典型加油站的油气回收系统、加油过程、储罐呼吸阀等多角度、多环节开展油气泄漏排查工作，旨在为加油站油气泄漏排查提供技术支持。
一
红外成像技术简介
红外光的波长位于电磁波谱的可见光与微波区域之间，红外光为不可见光，许多气体泄漏过程，在可见光中是不可见的，但由于一些气体在特定的红外波段内具有强烈的吸收特性，因此可以被红外摄像机扫描获得图像。气体泄漏红外成像技术具有探测范围广、直观、快速且精确定位泄漏点等优势，被广泛应用于国内外的气体泄漏检测，油气是一种典型的VOCs，红外成像技术也同样适用。
目前主流气体泄漏红外成像检测技术大致可分为基于对激光光源辐射吸收的主动式成像和基于对背景辐射吸收的被动式成像两大类。本研究利用傅立叶红外光谱（FTIR）技术（仪器共享 | 用红外摄像仪看VOCs），是一种典型被动式气体泄漏红外成像检测技术，能够在不停止作业的情况下显示并准确找到挥发性有机化合物的漏气点，测量精度为温度范围（0-100℃）的±1℃或者温度范围读数（>100℃）的±2%，对CH4泄漏的检出限为0.8g/hr。
二
制定加油站红外成像技术扫描工作流程
研究结合加油站可能涉及油气泄漏的所有环节、特别是所有油气回收系统制定了详细的加油站红外成像扫描技术的应用工作流程，主要有以下步骤：
1
首先对案例加油站的整体站点区域、加油机、加油枪、储罐呼吸阀等点位开展静态扫描监测，静态观测加油站无作业条件下的气体泄漏情况，如果静态扫描发现有泄漏，结合情况进行下一步扫描；
2
如果加油机发现泄漏成像，则现场与加油站工作人员沟通后打开加油机，进一步对内部进行红外成像扫描；
3
如果储罐呼吸阀有泄漏成像，则现场查看并记录加油站在线监测系统的储罐实时监测压力，分析其呼吸阀排放是否正常；
4
静态扫描结束后，开展对正在加油车辆的加油过程进行红外扫描，如有明显泄漏则保存影像或者图片，并近距离观察加油枪与加油口连接状态；
5
有条件时对油罐车卸油过程开展红外成像扫描，研究过程中由于加油站安全管理等因素暂时未开展卸油过程红外扫描。
三
排查结果
3.1 加油机外壳无明显泄漏成像
首先是对加油站内的加油机进行静态扫描发现，全部加油站加油机外壳均没有扫描成像，扫描结果见图1所示，可以看出加油机外壳整体并无明显烟云成像，没有明显的油气泄漏。同时针对部分加油机内部开展红外泄漏扫描见图2所示，有轻微烟云，但成像不清晰，能观测到轻微泄漏状态，并且现场也有汽油味道，说明加油机内部的二次油气回收真空泵可能会出现油气泄漏问题。
图1 加油机外壳红外扫描图
图2 加油机内部真空泵红外扫描图
（实景+扫描）
3.2 加油站呼吸阀有明显泄漏
静态扫描中发现约有45%的加油站的储罐呼吸阀有明显油气排放情况，油气排放成像见图3所示，可以看出呼吸阀附近有明显烟云状态油气排放，并且现场查看加油站在线监控数据发现，有排放的储罐压力值介于1600~1900Pa，均低于储罐呼吸阀起跳设计压力2000~2500pa，说明部分加油站的呼吸阀可能在还未达到起跳压力的情况下就开启排放的现象，从而带来呼吸阀的油气泄漏问题。由于应用研究时当地气温约为15℃，如果夏季高温天气状态下，较高的气温也可能带来更多储罐呼吸阀油气泄漏问题。
图3 储罐呼吸阀排放口红外扫描图
3.3 加油过程是否泄漏与操作方式密切相关
随后对所有加油站正在加油过程进行油气泄漏红外扫描，研究发现加油过程是否有油气泄漏成像与加油过程的人工操作存在较大关联性，加油枪罩口与汽车加油口贴合紧密状态下基本无红外成像，扫描结果见图4所示，可以看出加油枪周边没有烟云成像。但是加油过程未紧密贴合的状态下出现明显的油气泄漏成像，见图5所示，可以看出加油枪周边红外成像出明显烟云状态，且伴随加油过程呈现剧烈烟云波动。因此可以看出在操作规范、加油枪与汽车加油口密闭良好状态下加油过程可以做到无泄漏效果。
图4 紧密贴合状态下加油过程红外扫描图
（实景+扫描）
图5 未紧密贴合状态下
加油过程红外扫描图
综上所述，可以看出红外成像扫描技术在加油站油气泄漏管控效果评估应用中是一项高效、实用、便捷的技术，并且应用现场不影响加油站正常生产经营，也不产生二次污染等其他问题。因此，建议可增加红外成像扫描技术使用频次、积极开展加油站油气回收现场排查工作、切实减少加油站油气泄漏。同时加油站经营单位可从储罐呼吸阀管理水平、油气回收装置密闭性、现场工作人员操作水平等多方面开展梳理与排查工作，提升整体加油站环保管理水平。
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