一种自动控制油气处理能力的闭环系统及方法与流程

本发明属于加油站及油库的三次油气回收设备领域，涉及一种自动控制油气处理能力的闭环系统及方法，用于智能控制对于汽油和空气混合物的处理能力。

背景技术：

1、三次油气回收设备是指在油品储存过程中，对储油罐内呼出的油气进行处理的设备，油气为汽油和空气的混合物，经过三次油气回收设备处理后，油气中的汽油被分离出来重新回到储油罐中，剩余的干净空气排放到大气中，为了控制干净空气的排放速度(即设备的处理油气能力)，现有的三次油气回收设备是在排放口安装一个针阀(以下称为针阀a)，通过技术人员现场手动调节针阀a的开度来控制干净空气的排放速度，这种调节方式有几个缺点：

2、1.三次油气回收装置运行环境在持续变化，比如油站油枪数和加油量，卸油时一次油气回收运行情况，加油时二次油气回收运行情况，油罐压力，环境温度，大气压力，卸油时间，次数，卸油量，油品温度等。这些因素使得设备的进气量，内部的零部件工作时间和效率等产生波动，正常情况下，技术人员不会去经常调节针阀a，因为外界因素变化多端，一天可能要调节很多次才能使得设备一直处在一个理想的工作状态，而且手动调节量不可控，显然这是不现实的。干净空气的排放速度也会产生无规律波动，导致有时处理量偏大，导致浓度超标，或者处理量偏小，使得油罐压力偏高，设备频繁运行，浪费资源(包括电力，零部件的磨损等)。

3、2.三次油气回收装置安装后要进行调试，根据加油站的情况调节针阀a，当某些影响设备运行情况的因素发生较大变化时，需要再次调试设备，就必须由接受过培训的相关人员到油站操作，因油站安装在全国各地，到油站操作可能花费大量的时间，金钱，路途遥远甚至延误时机，影响加油站正常运作。

技术实现思路

1、为了解决现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种自动控制油气处理能力的闭环系统。

2、本发明提出了一种自动控制油气处理能力的闭环系统，所述系统包括一个能够控制开度的比例阀、数据采集板、气体流量计、控制板、dtu模块、浓度传感器、罐压传感器；

3、所述罐压传感器、所述浓度传感器、所述dtu模块分别与所述控制板相连，所述气体流量计、所述控制板、所述比例阀分别与所述数据采集板相连；所述数据采集板接电，为整个系统提供供电；

4、所述浓度传感器安装在三次油气回收处理设备排放口的管道上，用于监测排放空气的油气浓度值n(g/m3)；

5、所述罐压传感器安装在三次油气回收处理设备连接油罐的管道上，用于监测罐压g(pa)，当罐压达到设定的压力时，三次油气回收处理设备启动开始运行；

6、所述气体流量计安装在三次油气回收处理设备排放口的管道上，用于测量排放空气的速度s(l/min)，流速信号经数据采集板处理后传送到控制板；所述处理是指将气体流量计输出的脉冲信号转换为可被控制板识别的数字信号，不会更改流速数值；

7、所述比例阀安装在三次油气回收处理设备排放口的管道上，用于控制排放空气的速度；

8、所述控制板能够根据罐压传感器的罐压值，浓度传感器的浓度值，数据采集板传来的三次油气回收处理设备排放口的流速值，经计算分析后获得比例阀开度调整数据；

9、所述dtu模块用于将控制板收集到所有设备运行记录及实时状态和服务器端进行信号交互，实现信号的上传和下发；服务器端也能够向dtu模块下发指令，实现比例阀的远程调节。

10、所述数据采集板用于传递控制板计算获得的比例阀开度调整数据，驱动比例阀进行开度调整。

11、三次油气回收处理设备排放口的管道上，本发明闭环系统的相关部件安装的相对位置如图2所示，按照气体的流动方向，从上游到下游的顺序依次安装有：比例阀，浓度传感器，气体流量计。

12、在整个三次油气回收处理设备运行过程中，浓度传感器每2s向控制板发送一次实时浓度数值，当运行结束时，控制板会计算出此次运行的平均浓度np(g/m3)

13、本发明中使用一个可以控制开度的比例阀代替针阀，可能根据设备的运行情况(干净空气的排放速度，运行频率及浓度，油罐压力)等，按照设定的规则经过计算分析后，调节比例阀的开度，从而达到智能控制设备的处理能力，使设备处于在一个理想的运行状态。

14、比例阀的开度受到控制板发出的信号控制，控制板通过4g-dtu模块与服务器进行数据交换，可通过服务器向4g-dtu模块下发指令，以此实现远程调节比例阀的开度。遇到特殊情况，意外情况，可通过调节比例阀的开度观察运行数据，分析异常的原因，不需立即前往油站。

15、本发明中，所述比例阀的开度范围为0％-100％，罐压传感器的检测范围为-3000～+3000pa,当罐压达到150pa时，三次油气回收处理设备开始运行，当罐压达到-150pa时，三次油气回收处理设备停止运行。三次油气回收处理设备的单次最长运行时间为10min,每次运行后强制休息3min,在强制休息期间罐压即使超过三次油气回收处理设备设定的启动压力，三次油气回收处理设备也不会运行。待休息结束后再进行罐压判定，若罐压大于或等于150pa,三次油气回收处理设备运行。所以三次油气回收处理设备运行开始时的罐压可能大于150pa，不是固定为150pa，同样三次油气回收处理设备运行结束时的罐压可能大于-150pa，不是固定为-150pa。

16、比例阀初始默认开度k为20％，当三次油气回收处理设备运行一次结束后，控制板会记录本次运行的数据：运行开始罐压(启动压力)g1，运行结束罐压(停止压力)g2，单次运行压降g3(g3＝g1-g2),单次运行平均浓度np，三次油气回收处理设备排放口流速s；

17、本发明中，比例阀的开度调节条件如下：

18、1)如果排放口流速s＜2l/min，则比例阀开度调增为0％，三次油气回收处理设备报故障，停机待检修；或，

19、2)如果排放口流速s≥2l/min，按照以下规则调整比例阀：

20、若单次运行平均浓度np≥25g/m3，则比例阀开度k减小8％(调增后的比例阀开度不低于10％)；或，

21、若单次运行平均浓度25g/m3＞np≥10g/m3，则比例阀开度k减小4％(调增后的比例阀开度不低于10％)；或，

22、若单次运行平均浓度np＜10g/m3，g3＞500pa，则比例阀开度k减小2％(调增后的比例阀开度不低于10％)；或，

23、若单次运行平均浓度np＜10g/m3，500pa＞g3≥100pa，则比例阀开度k保持不变；或，

24、若单次运行平均浓度np＜10g/m3，100pa＞g3≥-100pa，则比例阀开度k增大2％(调增后的比例阀开度不高于60％)；或，

25、若单次运行平均浓度np＜10g/m3，-100pa＞g3，则比例阀开度k增大4％(调增后的比例阀开度不高于60％)；或，

26、3)如果单次运行平均浓度np≥25g/m3连续出现5次，则比例阀开度调增为0％，三次油气回收处理设备报故障，停机待检修。

27、本发明还提出了一种利用上述的闭环系统实现油气处理能力自动控制方法，能够根据系统中传感器接收到的数据实时计算比例阀的开度调整数据并进行调整。

28、包括如下步骤：

29、步骤一、气体流量计、罐压传感器、浓度传感器分别收集实时的排放空气的速度、油罐内部压力、排放空气的油气浓度值；

30、步骤二、控制板获得步骤一中得到的数据，利用比例阀开度调整条件获得比例阀开度调整数据；所述数据包括实时的排放空气的速度、油罐内部压力、排放空气的油气浓度值；

31、步骤三、数据采集板接收到控制板获得的比例阀开度调整数据，驱动比例阀进行开度调整。

32、dtu模块将所有设备运行记录及实时状态与服务器端进行信号交互，服务器端能够向dtu模块下发指令，实现比例阀的远程调节。

33、本发明的有益效果包括：1.优点一：实现了三次油气回收装置的智能化，自适应性。面对不同油站，同一油站不同时间错综复杂的环境条件，通过比例阀自动调节，可保证油罐的罐压，排放的浓度，设备运行时间和频率等加油站关心的数据，稳定在一个合理的范围，实现自动调节。

34、2.优点二：可远程控制调节，不必前往油站，同时帮助分析设备可能出现的异常原因。