校准时(LDAR检测技术的工作流程及常见问题剖析)

Posted 2023-05-29

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校准时(LDAR检测技术的工作流程及常见问题剖析)

　　挥发性有机化合物(VOCs)是造成臭氧、光化学烟雾和灰霾污染的重要前体物质，部分VOCs还具有毒性和致癌性，会危害人体健康。石化行业是我国工业源VOCs主要排放行业，排放量大且以无组织排放为主。据国际石油工业环境保护协会估算，石化企业生产过程中工艺设备管线物料泄漏导致的VOCs排放量占全厂VOCs无组织排放总量的40%～50%。“泄漏检测与修复”(LDAR)是一种从源头上控制石化行业工艺设备与管线无组织泄漏的最佳可行技术，规范实施LDAR工作可显著削减工艺设备管线泄漏环节的VOCs无组织排放。

　　欧美等发达国家已经应用LDAR技术40多年，形成了较为完善的LDAR技术应用体系和管理模式，通过实施LDAR技术带来的VOCs减排效益显著。由于我国LDAR技术应用起步较晚，企业开展LDAR技术应用的时间短、基础弱，部分企业对实施LDAR实施工作流程、技术要点理解不同，导致不同企业和装置LDAR技术应用改造的实施效果参差不齐。小编对LDAR工作实施的标准化流程进行了总结，对企业实施LDAR过程中常见的问题进行了梳理，并提出了规范开展LDAR技术应用的建议。

　　01.LDAR技术简介

　　LDAR技术是利用固定或便携式检测设备，定量检测企业生产装置中阀门等易产生VOCs泄漏的密封点，并在一定期限内采取有效措施修复泄漏点，从而对全过程物料泄漏进行控制的工作实践方法。典型的密封点类型包括泵、压缩机、搅拌器、阀门、泄压装置、开口阀或开口管线、取样连接系统、法兰、连接件等。

　　LDAR技术源于美国20世纪70年代开始探索的有关减少来自工艺设备与管线泄漏的VOCs无组织排放控制技术研究，经过40多年的发展，已经形成了较为完整的泄漏检测管理和维修体系。美国的LDAR技术已经从最初单纯的“发现泄漏点并进行修复堵漏”的概念，到现在已经系统建立了LDAR法规和标准体系、检测标准方法、操作程序规范、现场检测及数据管理模式、质量控制、保证及改进体系，并已形成检测仪器研发与生产、数据库软件开发、第三方检测服务、专业咨询与审核等成套商业运作体系。

　　02.LDAR实施工作流程

　　美国EPA文件《泄漏检测与修复：最佳技术指南》指出，较为成熟的LDAR作业步骤可总结为图1所示的5个工作流程，包括泄漏点定位、定义泄漏浓度、检测组件、修复泄漏组件以及记录保存。

　　美国《石化企业泄漏检测与修复工作指南》将LDAR工作流程划分为LDAR项目建立、现场检测和泄漏维修3个步骤，对其进行进一步拆解，可将LDAR工作流程划分为LDAR实施范围识别、密封点定位和描述、密封点台账建立、密封点现场检测、泄漏点维修、出具报告6个步骤，如图2所示。

　　1、LDAR实施范围识别

　　LDAR实施范围识别的目的是确定装置中哪些工艺设备和管线中流经物料的VOCs质量分数≥10%，且存在潜在泄漏的可能。具体的工作方法一般为，通过核对和分析装置物料平衡表、装置操作规程等资料，对照工艺流程图(PFD)和设备和管道仪表图(P&ID)进行LDAR实施范围划定，并在图纸上对物料状态进行辨识。

　　2、密封点定位和描述

　　密封点定位和描述的主要目的是进一步识别LDAR实施范围内工艺设备与管线上的密封点，并通过一定的规则，对LDAR实施范围内的密封点进行标识和描述，从而实现密封点的准确定位，可以“按图索骥”对每个密封点进行LDAR检测和泄漏维修。密封点定位方法一般包括挂牌法、图像记录法以及挂牌与图像记录法相结合的方法。目前我国石化企业主要采用挂牌与图像记录相结合的定位方法，该方法具有挂牌数量少、便于现场组件变更管理，以及可视化程度高、便于快速找到检测点位等优点。标识牌上的编码应具有唯一性、有序性和定位性。

　　3、密封点台账建立

　　密封点台账是后续现场检测和泄漏维修的基础。密封点台账应详细记录每个密封点的基本信息、工艺属性和设备属性，主要包括装置、区域或单元、位置、P&ID图号、位置描述、密度点类型、公称直径、物料状态、是否属于不可达点等信息。密封点台账建立时，应尽可能收集该密封点的总有机碳(TOC)质量分数以及每种VOCs的质量分数，以便于计算响应因子。

　　4、密封点现场检测

　　密封点现场检测是实施LDAR项目的核心工作。目前国内一般使用便携式氢火焰离子化(FID)检测仪进行现场检测。现场检测前，仪器应进行开机预热和流量检查;预热完成后，应通入零气和标准气体对仪器进行零点与示值检查，当示值偏差不超过“±10%”时，方可开展现场检测。现场检测过程中，应先获取该套装置或单元的环境本底值，再对密封点位进行检测。当日检测介绍后，应检查仪器示值漂移，当仪器漂移值超过“-10%”时，则应重新校准仪器并重新检测当日已检测的受控密封点。

图3 FID便携式总烃分析仪

　　5、泄漏点维修

　　泄漏维修是LDAR实施工作中实现VOCs减排的关键。当密封点的净检测值超过泄漏控制浓度时，表明该密封点发生泄漏。泄漏点应及时维修，首次维修不应迟于发现泄漏之日起5d内。若该泄漏点经首次维修后未修复，则应在自发现泄漏之日起15d内进行实质性维修。若泄漏点15d内维修不可行或立即维修存在安全风险或立即维修引发的VOCs排放量大于延迟修复造成的排放量时，可将该泄漏点纳入延迟维修。

　　6、LDAR报告

　　LDAR报告通常借助企业LDAR管理平台生成，一般包括季度报告、年度报告，排放量计算报告等，便于企业进行LDAR项目运行的统计、管理以及排污申报。

　　03.LDAR实施过程中常见问题剖析

　　根据对我国某省多家企业30余套石化装置LDAR技术应用的跟踪研究，结合各地关于石化企业LDAR项目开展情况的调查分析，对我国石化企业LDAR项目实施过程中存在的常见问题及问题产生的原因进行了剖析。

　　1、LDAR项目建立过程常见问题剖析

　　问题一：LDAR实施范围的漏判和误判。

　　该问题主要为出现大范围的工艺设备与管线未被正确纳入LDAR实施范围，导致该区域的密封点未被纳入LDAR项目管控。出现该问题的原因可能是建档人员对工艺设备与管线的内部物料中VOCs含量判定有误。

　　问题二：组件漏挂牌或未进行图像记录。

　　该问题主要为LDAR实施范围内的个别组件漏挂或未进行图像记录，导致该组件所属的密封点未建档。出现该问题的原因可能为建档人员在进行排放源定位和挂牌时，将个别组件遗漏。

　　问题三：密封点计数有误。

　　该问题主要为未正确按照该类型组件的密封点计数规则进行密封点扩展，导致该组件所属密封点有所遗漏。出现该问题的原因可能是建档人员对部分组件类型的密封点计数规则不熟悉，或对部分设备的内部构造不了解。

　　问题四：密封点描述不准确。

　　该问题主要为对密封点台账中对于该密封点的基本信息、工艺属性和设备属性的描述与现场实际不符，例如密封点类型判断有误、位置信息描述不准确等。出现该问题的原因可能是建档人员在装置现场进行密封点信息采集时，对该密封点所属信息判断不准确，或对于密封点的描述规则不熟悉。

　　2、LDAR检测与维修过程常见问题剖析

　　问题一：现场检测操作不规范。

　　该问题主要表现在以下几个方面：检测前未充分进行开机预热和流量检查；仪器未校准便开展检测；仪器校准时，标气浓度不符合规定，或标气未在有效期之内；现场检测未正确获取背景值；大风或雨雪等不良天气下开展检测；仪器探头在检测界面移动速度过快(超过10cm/s)或离检测点密封边缘过远；检测结束时未进行漂移检测，等等。该问题产生的原因可能为：现场检测人员对于密封点检测的工作流程和操作要求不了解；标气或仪器性能与状态不符合现场检测要求；检测作业时，检测人员的仪器操作不规范，等。

　　问题二：泄漏点维修时间超过维修时限规定。

　　该问题主要表现为：泄漏点的首次维修时间超过5d，或实质性维修时间超过15d。该问题产生的原因可能为泄漏点的维修工单传达不及时、维修部门未按时到装置现场开展维修和复测等。

　　问题三：延迟维修管理不合规。

　　该问题主要表现为：对于经实质性维修无法修复的泄漏点未纳入延迟维修管理，或将不符合延迟维修条件的泄漏点纳入延迟维修管理。该问题产生的原因可能为企业对于延迟维修管理的理解存在偏差，或企业对于泄漏修复的管理机制不完善等。

　　04.前沿小结

　　规范实施LDAR工作是实现工艺设备与管线泄漏环节VOCs减排的关键，也是避免LDAR工作流于形式的重要途径。虽然目前国家和各省市已经先后出台了多项LDAR实施技术规范或工作指南对LDAR项目实施进行约束和指导，但由于LDAR法规和标准体系不完善、第三方服务机构缺乏资质管理、LDAR长效运行和监管管理机制不健全等原因，导致企业在具体LDAR项目实施过程中仍有诸多不合规的问题存在。

　　因此，有必要通过完善LDAR标准和技术规范体系以及建立LDAR长效运行和监督管理体系等手段，将LDAR实施工作流程和方法、LDAR实施过程质量控制、LDAR实施效果评估融合到LDAR技术应用体系之中，使企业、第三方服务机构、政府环境管理部门等利益相关方形成一个闭合循环，实现LDAR技术应用水平在循环累积中不断提高，充分发挥LDAR技术在VOCs污染减排、资源节约、安全风险防范等方面的效益。

　　素材来源：LDAR前沿