专利名称：加油站地下储油罐用气囊式压力控制设备的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及环境保护及节能技术领域，尤其是一种加油站地下储油罐用 气嚢式压力调节设备。
背景技术：
随着人们对城市大气环境污染问题的日益重视，国内大中城市加油站内^ 油品^^产生的油气(即烃类V0Cs)污染治理问题H^渐引^v们的关注。根据欧
美发达国家的实践， 一般将涉及到加油站的油气排放污染控制工作划分为两个阶
段第一阶段(Phase I or Stage I)主要发生在地下储油罐与油罐车之间，主要 通过增加油气回流管线等措施来实现密闭卸油；第二阶段(Phase II or Stage II) 主要发生在地下储油罐与机动车油箱之间，是整个加油站油气回收治理工作的重 点和难点之所itt。
第二阶段油气回收系统主要有压力平衡式(Balance type)和真空辅助式 (Assist type)两种，后者目前已经成为得到"f^i人可的加油站主流油气回收才支 术，标志性设备有油气回收型加油4^f口真空泵。按照真空发生装置的工作能力及 相应管线的铺设方式,真空辅助式第二阶段油气回收系统又可分为*吸取式(简 称集中式)和中央吸取式(简称集中式)两大类，目前^ftp及取式使用较多。M式 系统的油气回收真空泵安#每台加油机上，回^l欠的油气经过真空泵"^后再ii^ 地下油气回收管线；集中式系统的油气回收真空泵安装在地下储油罐附近，回收 的油气先经过地下油气回收管线再经过真空泵并ii/v地下储油罐。在真空辅助式 第二阶段油气回收系统中，加油枪的气液比(A/L)是一个十分重要的指标，它是指 加油时收集的油气体积与同时加入油箱内汽油体积的比值。若要一个真空辅助式 第二阶段油气回收系统能够正常工作，就必须将A/L控制在合理的范围内。国外 的研究表明，当A/L-1时，真空辅助式油气回收系统的有效回收率为75%;只有 当A/L-1. 4~1. 5时，有效回收率才大于95%。但A/L过大， 一方面将会导致吸 入过多的新鲜空气，在地下储油罐中形成新的挥发，另一方面也将会导致地下储 油耀内^i目空间的压力过高。
针对加油站油气回收不彻底的现象，美国加州空^t量委员会(CARB)于2000 年推出了强化油气回收(Enhanced Vapor Recovery, EVR)法令。EVR法令堪称目 前世界上最严格的油气回收标准，要求必须通过安装站内诊断系统(In-Station-Diagnostics, ISD)等措施对地下储油罐内气相空间的压力进行实 时监控,要求30天正压均值不超过6. 35mm水柱，日最高正压不超过38. 1mm 7JC柱。 在真空辅助式第二阶歐油气回收系统中控制地下储油罐内^目空间的最高压力， 避免高浓度油气通过后端呼吸阀(P/V阀)排空，不仅可以阻止新鲜空气ii7v，抑 制地下储油罐内油品的进一步挥发，而JL逸回油库方面的油气浓度被增加到了饱 和7^平(40%~60%)，油气回^1说率也将会相应提高。要iiJij这一目的，仅靠传统 的呼吸阀(P/V阀)等元件难以实现，因此西方发达国家目前提出了在呼吸阀(P/V 阀)发挥作用之前主动实施地下储油罐^目空间压力调节控制的新理念,并将相应 的技术措施称为压力管理。
在国内，原国家环保总局于2007年6月22日发布了有关储油库、油罐车、 加油站三个环节的大气污染物排放标准。其中《加油站大气污染物朝M文标准》(GB 20952-2007)明确指出，加油站油气回收系统由卸油油气回收、汽油密闭^t存、加 油油气回收、在g测和油气排放处理装置组成。应采用浸没式卸油，卸油油气 回收系统将油罐汽车卸油时产生的油气，通过密闭方式收集ii^油罐车罐内，然 后带回油库集中处理；加油产生的油^采用真空辅助方式密闭收集，各种加油 油气回收系统的气液比应在1. (KA/IX1. 2范围内；后端排i文处理装置的压力感 应值宜设定在超过+150Pa时启动、低于-150Pa时停止，油气排放浓度应《25g/m3。
从目前美国市场上出现的地下^^由罐内^目空间压力管理设备来看，主# 为基于膜分离技术和基于气嚢技术两大类。膜分离技术虽然^^较早，但目前在 使用过程中暴露出的问题也不少。比如北京出于举办"绿色奥运"的需要，于2007 年6月~2008年7月对全市1462彭口油站中的1265座进行了油气回收治理，距 离民用建筑50m范围内的329颠口油站4^安装了油气回收后处理装置，所安装 的油气回收后处理装置多数为"膜法油气回收系统"。由于油气回收治理工作所需 的油气回收型加油枪、膜法油气回收系统几乎4^，进口，如美国OPW公司与 美国MTR (Membrane Technology and Research)7>司^^>^发的油气封存冷凝系 统(Vaporsaver )、德国BORSIG公司与德国GKSS研究中心*研发的膜法油气 回錄置VACONOVENT、美国Arid Technologhies公司与德国GKSS研究中心* 研发的PERMEATOIT等，因此安装一台膜法油气回收系统需M资二十多万元，较 高的成本影响了其在国内的大M^4,广应用，而JL^应用中的经济效益并不明显， 维护费用高。更令Aii憾的是，这些膜法油气回收系统所排放的尾气多数难以满 足"油气排放浓度应《25g/m3，，的国标要求，因此不少加油站业主对加M法油 气回收系统丧失了 ^f言心和主动积极性。
与基于膜分离技术的地下储油罐内^目空间压力管理系乡W目比，基于气嚢技 术的压力管理系统具有无动力装置和电力消耗、维护费用低、故障率低等优点，因此正日益受到企业的关注。美国专利US6805173B2中提出了4吏用气嚢技术的一 种装置，采用一个内装防燃油气嚢的地面钢制立式容器，气嚢内部空间与地下储 油罐内的^目空间直接连通，气嚢与地面钢制立式容器壳体内壁之间的环形空间 直接与外界大气环境连通。当地下储油罐内^i目空间的压力过高时，气嚢被动弹 性膨胀而吸收油气，使地下储油罐内^目空间的压力下降，保证不通过P/V阀向 外界产生油气排放；当地下储油罐内^目空间形成负压时，气嚢在外部常压空气 的挤压下被动弹性收缩而向地下储油罐内的^目空间释放补充油气，从而使地下 储油罐内^目空间的压力上升，保证不会通过P/V阀吸入新鲜空气。但需要在气 嚢内加装一根直插底部的柔性虹吸管，以排除因温度变化而产生的油气凝析液， 实际运行过程中往往会因无法产生真空虹吸而使得油气凝析液无法夕卜排，而且管 口法兰组件的结构较为复杂。国内专利"隔膜法油气压力控制回》11^置"(专利号 200620168794. 3)中将地下储油罐中的油气il7v^有悬挂安装式气嚢的4,，气嚢 与外界空^i目通。气嚢由膜材料制成，当油气压力发生变化时，气嚢的的形状和 体积也会随之发生变化，从而维持油气压力的稳定。但该专利仅仅是停留在一种 概念性初步构想的肤浅层面上，对实际运行中可能会出现的受温度变化而产生的 油气凝析液、空气中水蒸气凝析液如何排出等问题缺乏深入考虑，而这些液态产 物的外排处理将会直接影响到设备的长期稳定运行。鉴于上述原因，有必要提出 一种简便可行的气嚢式地下储油罐油气压力控制设备。 发明内容
根据背景技术所述，本实用新型的目的是避免上述不足，提供一种小型化， 结构筒单，气嚢安装方便，操作维护筒便，可避免加油站第二阶段油气回收中地 下储油罐的"小呼吸"排放以及大气液比真空辅助式油气回^M:使地下储油罐内 ^4目空间压力升高可能产生的油气排;改，同时能将地下储油罐内^i目空间压力的 压力保持在一个较为稳定的范围内，以有效调节地下储油罐内气相空间压力的加 油站地下储油罐用气嚢式压力控制设备。
为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案
加油站地下储油罐用气嚢式压力控制设备，主要由地面钢制容器壳体(1)、 气嚢(2)、通气组件(3)、排物组件(4)、呼吸阀管线(5)、基座(6)和地下储 油罐(7)组成，其中地面钢制容器壳体(1)底座设置在水泥基座(6)上，在 地面钢制容器壳体(1)的上部安装有通^i且件(3),下部安装有排物组件(4), 在地面钢制容器壳体(1) 一侧^:置油气出入管(51 )，并与呼吸阀管线(5 )连接， 呼吸阀管线(5 )的下端与地下储油罐(7)相连接，地面钢制容器壳体(1)内设 置与其内壁之间能形成环形空间且互不相通的可变形气嚢(2)，气嚢(2)上部与 下部均有开口，上部开口通过气嚢上压环(34),皮固定在气嚢上法兰(33)上并形成密封连接，空气呼吸管(32)与大气和气嚢(2)内部相通，下部开口通过气 嚢下压环(44);陂固定在气嚢下法兰(43)上并形成密封连接；
所述的通气组件(3)由容器上法兰(31)、空气呼吸管(32)、气嚢上法兰 (33)、气嚢上压环(34)和密封环(36)组成，容器上法兰(31)通过螺栓与地 面钢制容器壳体(1)的上端连接，空气呼吸管(32)通过螺紋与容器上法兰(31) 相互连接，空气呼吸管(32)的下端与气嚢上法兰(33)采用螺紋^i接，空气呼 吸管(32)的伸出部分端部设置有阀门(35);
所述的排物组件(4)由容器下法兰(41)、排水管(42)、气嚢下法兰(43)、 气嚢下压环(44)、油气凝析液外排管(45)和密封环(48)组成，罐体下法兰(41) 通过螺栓与地面钢制容器壳体(1)的下端连接，排水管(42)通过螺紋与容器下 法兰(41)相互连接，排水管(42)的上端与气嚢下法兰(43)螺接，在容器下 法兰(41)上通过螺紋设置有油气凝析液外排管(45)，并在排水管(42)和油气 凝析液外排管(45)外端设置阀门(46)和阀门(47);
所述的地面钢制容器壳体(1)和气嚢(2)可以立式》文置或卧式放置；
所述的气嚢(2)材津tt用热塑性聚氨酯，并通过强化韧性处理，气嚢(2) 内、外壁,防静电层。
由于采用上述技术方案，本实用新型具有以下优点和效果
(1) 本实用新型能减小加油站给机动车加油时产生的油气排放污染，并适量回 收有价值的油气资源，减少了加油站发生火灾的危险性，既节省能源，保护环境， 利于人体1*>豪，又不会再生三废。
(2) 本实用新型能降低传统加油站由呼吸阀直接排放油气所造成的空气污 染，并能使地下储油罐内的^目空间在各种气液比下保持压力稳定，减小了所储 存胃油品的进一步挥发。
(3) 本实用新型采用气嚢式压力管理，没有动力装置，也没有电力消耗，因 此减小了整个油气回收处理系统的体积和成本，减小了设a资及运行费用，发 生故障的概率伞支低。
(4) 本实用新型对地面钢制容器壳体和气嚢都采用上下双法兰结构,使安装更 加简便。
(5) 本实用新型采用气嚢内部空间与外界大气环境相通、气嚢与地面钢制容 器壳体内壁之间的环形空间与地下储油罐内^目空间相通的方式，同时在气嚢底 部设置排水管以及罐体底部设置油气凝析液排出管，使,更加方便。
图1为本实用新型结构总体示意图
图2为本实用新型通气组件结构整体示意图
6图3为本实用新型排物组件结构蒼沐示意图具体实施方式
本实用新型气嚢式压力控制设备包括立式和卧式两种安装方式，两者工作原 理相同，结构类似，下面以立式为对象进行描述。
由图1、图2和图3示出，加油站地下储油罐用气嚢式压力控制设备由地面 钢制容器壳体l、气嚢2、通气组件3、排物组件4、呼吸阀管线5、基座6和地 下储油罐7组成，其中地面钢制容器壳体1的底座安装在钢筋混凝土基座6上， 在地面钢制容器壳体l的上部安装有通气组件3，下部安装有排物组件4，在地面 钢制容器壳体1一侧设置油气出入管51，并与呼吸阀管线5连接，呼吸阀管线5 的下端与地下储油罐7相连接，地面钢制容器壳体l内设置与其内壁之间能形成 环形空间且互不相通的可变形气嚢2，气嚢2上部与下部均有开口，上部开口通 过气嚢上压环34被固定在气嚢上法兰33上并形成密封连接,空气呼吸管32与大 气和气嚢2内部相通，下部开口通过气嚢下压环44被固定在气嚢下法兰43上并 形成密封连接。
通气组件3由容器上法兰31、空气呼吸管32、气嚢上法兰33、气嚢上压环 34和密封环36组成,容器上法兰31通过螺栓与地面钢制容器壳体1的上端连接， 空气呼吸管32通过螺紋与容器上法兰31相互连接,空气呼吸管32的下端与气嚢 上法兰33螺接，空气呼吸管32的伸出部分端部设置有阀门35。
排物组件4由容器下法兰41、排水管42、气嚢下法兰43、气嚢下压环44、 油气凝析液外排管45和密封环48组成,容器下法兰41通过螺栓与地面钢制容器 壳体1的下端连接，排水管42通过螺紋与容器下法兰41相互连接，排水管42 的上端与气嚢下法兰43螺接，在容器下法兰41上通过螺纟丈i殳置有油气:^析液外 排管45，并分别在排水管42和油气凝析^卜排管45外端设置阀门46和阀门47。
气嚢2由高举lt材津H'J成，例如选用热塑性聚氨酯，并通过强化韦刃性处理 以增加其使用寿命，同时在气嚢2内、外壁潮渡防静电层以避免与油气变形接触 时产生静电而发生事故，通过选择适当的弹性变形系数，可以使气嚢2发生举性 膨M收缩所需的^i目压力小于P/V阀开启时的i殳定压力值。
地下储油罐7内^目空间的油气通过呼吸阀管线5、油气出入管51 i^v地面 钢制容器壳体l内壁与气嚢2之间的环形空间，呼吸阀管线5顶端装有压力真空 阀(P/V阀)52，在iMi行第二阶段强化油气回收^t之前，地下储油罐7内^i目 空间的油气压力上升到一定值时，直接通过压力真空阀(P/V阀)52排出，地面钢 制容器壳体1上部装有空气呼吸管32,空气呼吸管32与地面钢制容器壳体1内 的气嚢2相连通。
当地下储油罐7内的^NJ空间产生负压时，由于负压作用将地面钢制容器壳体l内储存的油气"pA/v，，地下储油罐7，补充地下储油罐7内^i目空间的"油 气欠缺"，与此同时气嚢2体积弹性膨胀，外界大气环境中的空气因压差效应而进 入气嚢2内部，当地下储油罐7内的^i目空间因真空辅助式油气回收采用大气液 比等原因产生正压时，挤压气嚢2收缩并排出空气，气嚢2与地面钢制容器壳体 1内壁之间的环形空间^K增大，地下储油罐7内^i目空间的饱和油气"呼出" 而补充ii/v该空间。
在油气出入管51上设有阔门53，控制油气的进出；在油气凝析^卜排管45 上设有阀门47,控制气嚢2与地面钢制容器壳体1内壁环形空间内油气凝冲斤液的 排出；在排水管42上设有岡门46，控制气嚢2内部7]c和其他凝析液的排出。正 常工作时，阀门53处于开启状态，当油气^^i^地面钢制容器壳体l之后， 其中粒径较大的l^油滴会在自身重力的作用下分离出来聚集在地面钢制容器壳 体l底部；同时由于气嚢式压力管理系统在室外工作时存在昼夜温差、压力波动 等原因，气嚢2与地面钢制容器壳体1内壁之间的环形空间内也会产生油气凝析 液，这些凝析液会因重力作用而聚集在罐体l底部；排除油气凝析液时，可通过 关闭阀门53,开启阀门47通过油气凝析液外排管45排出凝析液；气嚢内产生的 水或其他液态凝析物可通过开启阀门46通过排水管42排出。
另外，本实用新型除了可用于加油站地下储油罐"卜，也可用于油库储油罐、 挥发性有才脉剂储罐等存在挥发性有机气体"大小呼吸损耗"的场合。
权利要求1、加油站地下储油罐用气囊式压力控制设备，主要由地面钢制容器壳体(1)、气囊(2)、通气组件(3)、排物组件(4)、呼吸阀管线(5)、基座(6)和地下储油罐(7)组成，其特征在于地面钢制容器壳体(1)通过基座(6)设置在水泥基座(8)上，在地面钢制容器壳体(1)的上部安装有通气组件(3)，下部安装有排物组件(4)，在地面钢制容器壳体(1)一侧设置油气出入管(51)，并与呼吸阀管线(5)连接，呼吸阀管线(5)的下端与地下储油罐(7)相连接，地面钢制容器壳体(1)内设置与其内壁之间能形成环形空间且互不相通的可变形气囊(2)，气囊(2)上部与下部均有开口，上部开口通过气囊上压环(34)被固定在气囊上法兰(33)上并形成密封连接，空气呼吸管(32)与大气和气囊(2)内部相通，下部开口通过气囊下压环(44)被固定在气囊下法兰(43)上并形成密封连接。
2 、 4N&^K^要求1所述的加油站地下^^由罐用气嚢式压力控制设姿，其特征 在于:所述的通^ia件(3)由容器上法兰(31)、空气呼吸管(32)、气嚢 上法兰(33)、气囊上压环(34)和密封环(36)組成，容器上法兰(31) 通过螺检与地面钢制容器壳体(1)的上端连接，空气呼吸管(32)通过 螺玟与容器上法兰(31)相互连接，空气呼吸管(32)的下端与气囊上法 兰(33 )采用螺故联接，空气呼吸管(32)的伸出部分端部设置有阀门(35 )。
3、 4Mt权利要求1所述的加油站地下^^由罐用气嚢式压力控制设姿，其特征 在于所述的朝咏组件U)由容器下法兰(41)、排水管(42)、气囊下法 兰(43)、气囊下压环(44)、油气凝析液外排管(45)和密封环(48)组成， 容器下法兰(41)通过螺农与地面钢制容器壳体(l)的下端连接，排水管 (42)通过螺紋与容器下法兰(41)相互连接，排水管(42)的上端与气囊下 法兰(43)螺接，在容器下法兰(41)上通过螺玟设置有油气凝析^卜排管 (45)，并分别在排水管(42)和油气疑析^卜排管(45)外端设置阀门(46)和阀门(47)。
4、 = 权利要求1所迷的加油站地下>^由罐用气嚢式压力控制设备，M4i^ 于所述的地面钢制容器壳体(1)和气囊(2)立iUt置或卧^Ufc置。
专利摘要本实用新型涉及一种加油站地下储油罐用气囊式压力控制设备，主要由地面钢制容器壳体(1)、气囊(2)、通气组件(3)、排物组件(4)、呼吸阀管线(5)、基座(6)和地下储油罐(7)组成，其中在地面钢制容器壳体(1)的上部和下部安装有通气组件(3)和排物组件(4)，在地面钢制容器壳体(1)内设置气囊(2)，在地面钢制容器壳体(1)一侧设置与呼吸阀管线(5)相通的油气出入管(51)，其下端与地下储油罐(7)相通。本实用新型没有动力装置和电力消耗，运行成本低、发生故障概率低，结构简单，操作方便，使用维护和修理简易。
文档编号B65D90/32GK201343271SQ200820123779
公开日2009年11月11日 申请日期2008年11月21日 优先权日2008年11月21日
发明者张宝生, 玲 朱, 陈家庆 申请人:北京石油化工学院