2025年油田储罐市场现状分析：VOCs排放量核算方法研究

  随着石油天然气开采行业的不断发展，油田储罐作为储存原油和有机化学品的重要设施，其挥发性有机物(VOCs)排放问题日益受到关注。VOCs不仅是形成细颗粒物(PM2.5)和臭氧(O3)的重要前体物，还对环境和人体健康造成潜在危害。2025年，我国在大气污染防治方面取得了显著成效，但PM2.5浓度仍处于高位，O3污染问题日益凸显。因此，准确核算油田储罐VOCs排放量，对于制定有效的污染控制措施、改善区域空气质量具有重要意义。本文通过对某油田联合站储罐区的检测研究，探讨了不同的VOCs排放量核算方法，并对其适用性进行了分析。

  一、油田储罐VOCs排放特征及核算方法的重要性

  《2025-2030年全球及中国油田行业市场现状调研及发展前景分析报告》近年来，我国实施了一系列大气污染防治措施，如“大气十条”和“打赢蓝天保卫战三年行动计划”，显著降低了颗粒物浓度，但PM2.5和O3污染问题依然严峻。根据2023年中国生态环境状况公报，全国339个地级及以上城市中，136个城市环境空气质量超标，其中105个城市PM2.5超标，占31%;79个城市O3超标，占17.1%。VOCs作为PM2.5和O3的重要前体物，其排放控制对于改善空气质量至关重要。生态环境部先后发布了多项VOCs控制措施，明确了重点行业的VOCs治理任务。在石油天然气开采行业中，油田储罐是VOCs排放的重要来源之一，因此，科学核算油田储罐VOCs排放量，对于制定有效的治理措施具有重要意义。

  二、油田储罐VOCs排放量核算方法

  (一)公式法核算油田储罐VOCs排放量

  油田储罐市场现状分析提到公式法是基于石油油品的理化特性和储罐结构特点，通过计算固定顶罐的静置损失与工作损失，以及浮顶罐的边缘密封损失等来估算VOCs排放量。这种方法在石化行业中得到了广泛应用。根据相关指南，储罐VOCs排放量的计算公式为：

  E储罐=∑i=1n(E固,i+E浮,i)其中，E储罐为储罐的VOCs年排放量，E固,i为固定顶罐的VOCs年排放量，E浮,i为浮顶罐的VOCs年排放量。具体核算方法需参考相关指南。

  (二)流量法核算油田储罐VOCs排放量

  流量法通过测量储罐呼吸口的VOCs浓度和通气量来计算排放量。计算公式为：

  Q=c⋅V其中，Q为VOCs排放量，c为储罐呼吸口测得的VOCs浓度，V为储罐呼吸口的通气量。流量法的关键在于准确测量呼吸口处的VOCs浓度，由于该浓度受多种因素影响，呈现随机变化特征，因此需要通过核密度估计(KDE)方法处理数据，以得到浓度的期望值，从而更准确地估算排放量。

  (三)扩散模型反推法核算油田储罐VOCs排放量

  扩散模型反推法通过检测储罐区不同下风向距离的VOCs浓度，结合高斯扩散模型反推排放源强。该方法包括面源和体源两种模型。面源模型将储罐区视为一个整体的面源，而体源模型则考虑了储罐构筑物对微尺度流场的影响。体源模型的计算公式为：

  Q=exp(−2σy2y2)exp(−2σz2z2)2πuq(x,y,0)σyσz其中，u为平均风速，σy和σz分别为水平和垂直方向的扩散参数，q(x,y,0)为浓度，Q为排放源强。体源模型更充分地考虑了储罐构筑物的影响，其计算结果与流量法和公式法更为接近，表明该方法在核算油田储罐VOCs排放量时具有较高的适用性和科学性。

  三、油田储罐VOCs排放量核算结果分析

  (一)公式法和流量法核算结果

  根据公式法核算，某油田联合站储罐区的VOCs排放量为94.22吨/年。流量法核算结果显示，A区和B区的VOCs排放量分别为79.26吨/年和93.12吨/年。流量法通过KDE方法处理呼吸口浓度数据，得到的排放量与公式法较为接近，表明流量法在核算油田储罐VOCs排放量时总体合理，但实际操作较为复杂。

  (二)扩散模型反推法核算结果

  扩散模型反推法中，面源模型和体源模型分别核算了储罐区的VOCs排放量。面源模型核算的A区和B区排放量分别为44.15吨/年和76.10吨/年，而体源模型核算的结果分别为51.62吨/年和96.13吨/年。体源模型的核算结果与公式法和流量法更为接近，表明体源模型在核算油田储罐VOCs排放量时具有较好的适用性。通过核密度估计方法处理后的数据表明，体源模型的平均相对误差(MRE)为25.58%，低于面源模型的30.74%，进一步验证了体源模型的优越性。

  四、结论

  本文通过对某油田联合站储罐区的检测研究，探讨了不同的VOCs排放量核算方法，并对其适用性进行了分析。研究结果表明，油田储罐呼吸口VOCs浓度波动较大，检测期间浓度变化范围在103-105 mg/m3之间，浓度数据离散型和波动性较强。流量法通过核密度估计方法处理后，能够更准确地估算储罐呼吸口处的VOCs浓度，其核算结果与公式法较为接近，但实际操作较为复杂。扩散模型反推法，特别是体源模型，核算的VOCs排放量与公式法和流量法更为接近，具有较高的适用性和科学性。体源模型充分考虑了储罐构筑物对微尺度流场的影响，其计算结果更符合实际大气特点。因此，扩散模型反推法，尤其是体源模型，可作为核算油田储罐VOCs排放量的有效方法，为石油天然气开采行业的VOCs治理和减排提供科学依据。未来的研究将进一步增加不同季节、天气条件及不同储罐运行状态下的VOCs检测频次，以深入分析油田储罐VOCs排放特征和规律，逐步建立科学的VOCs排放核算方法。

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