LDAR技術(shù)在石化企業(yè)設(shè)備動(dòng)靜密封點(diǎn)泄漏評(píng)估中的應(yīng)用

鄒德云，柯慧敏，馮凱南，虞立輝，戴小龍，王煜

（寧波遠(yuǎn)大檢測(cè)技術(shù)有限公司，浙江寧波315014）

LDAR技術(shù)在石化企業(yè)設(shè)備動(dòng)靜密封點(diǎn)泄漏評(píng)估中的應(yīng)用

鄒德云，柯慧敏，馮凱南，虞立輝，戴小龍，王煜

（寧波遠(yuǎn)大檢測(cè)技術(shù)有限公司，浙江寧波315014）

介紹了一種動(dòng)靜密封點(diǎn)泄漏評(píng)估的方法，并在年產(chǎn)45萬(wàn)t聚丙烯設(shè)備裝置中開(kāi)展了應(yīng)用。結(jié)果表明，其密封點(diǎn)共計(jì)有18590個(gè)，經(jīng)過(guò)LDAR工作后，設(shè)備泄漏率由原先的0.93%下降到0.28%，季度泄漏排放量由原先的5783 kg下降到747 kg，季度泄漏排放量下降了87.07%。

LDAR；動(dòng)靜密封點(diǎn)；泄漏率

在石化、化工、化纖、化學(xué)合成材料等企業(yè)裝置運(yùn)行過(guò)程中，其設(shè)備、管線組件等密封部位經(jīng)常發(fā)生泄漏和揮發(fā)性有機(jī)物（VOCs）的逸散，這既導(dǎo)致污染環(huán)境，產(chǎn)生異味，又造成安全隱患和物料損失，影響企業(yè)安全運(yùn)行和生產(chǎn)效益。開(kāi)展企業(yè)設(shè)備、管線組件泄漏檢測(cè)與維修，消除泄漏隱患，控制VOCs無(wú)組織排放，對(duì)企業(yè)環(huán)境保護(hù)工作意義重大。而泄漏檢測(cè)與修復(fù)技術(shù)的目的就是減少設(shè)備、管線組件的無(wú)組織VOCs排放，是一種從源頭控制和減少無(wú)組織VOCs排放的有效手段。

20世紀(jì)70年代，美國(guó)等國(guó)展開(kāi)了對(duì)LDAR工作的研究，通過(guò)40多年的研究與發(fā)展，LDAR運(yùn)行體系和相對(duì)應(yīng)的法律法規(guī)、技術(shù)文件都比較成熟[1]。2014年開(kāi)始，國(guó)內(nèi)在石油化工企業(yè)密集區(qū)域進(jìn)行了LDAR工作，2015年開(kāi)始，全國(guó)各省份先后開(kāi)展相關(guān)工作[2-3]。

1 泄漏檢測(cè)與修復(fù)的定義

泄漏檢測(cè)和修復(fù)（Leak Detection and Repair, LDAR）是指對(duì)工業(yè)生產(chǎn)全過(guò)程物料泄漏進(jìn)行控制的系統(tǒng)工程[4-5]。利用相關(guān)檢測(cè)儀器對(duì)產(chǎn)生VOCs泄漏的密封點(diǎn)進(jìn)行檢測(cè)，定量檢測(cè)或檢查企業(yè)各類(lèi)生產(chǎn)裝置，如閥門(mén)、法蘭、連接件等。在一定期限內(nèi)修復(fù)個(gè)別泄漏的密封點(diǎn)，企業(yè)通過(guò)此方法，減少物料在生產(chǎn)、儲(chǔ)存過(guò)程中泄漏損失，減少泄漏廢氣對(duì)環(huán)境產(chǎn)生的污染。

1.1LDAR技術(shù)流程

首先根據(jù)企業(yè)需求開(kāi)展現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查、資料收集并分析，根據(jù)工藝流程、介質(zhì)類(lèi)型、現(xiàn)場(chǎng)情況等因素制定泄漏檢測(cè)，針對(duì)檢測(cè)數(shù)據(jù)，制定相對(duì)應(yīng)的修復(fù)方案。對(duì)所檢測(cè)密封點(diǎn)進(jìn)行類(lèi)型、介質(zhì)性質(zhì)等分類(lèi)，建立相關(guān)密封點(diǎn)數(shù)據(jù)庫(kù)，依照制定的檢測(cè)方案，準(zhǔn)備相關(guān)檢測(cè)儀器開(kāi)展LDAR檢測(cè)工作，完成密封點(diǎn)數(shù)據(jù)庫(kù)中所有密封點(diǎn)現(xiàn)場(chǎng)泄漏檢測(cè)，并將檢測(cè)結(jié)果導(dǎo)入數(shù)據(jù)庫(kù)，將泄漏密封點(diǎn)信息反饋給企業(yè)，經(jīng)企業(yè)維修后，開(kāi)展泄漏密封點(diǎn)復(fù)測(cè)工作。對(duì)所采集的的數(shù)據(jù)，進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，統(tǒng)計(jì)并評(píng)估所測(cè)密封點(diǎn)的泄漏損失量（年產(chǎn)生量或季度產(chǎn)生量），對(duì)所有材料進(jìn)行匯總，編制相對(duì)應(yīng)的檢測(cè)、圖檔等報(bào)告，完善歸檔工作。

1.2密封點(diǎn)泄漏排放速率計(jì)算

核算密封點(diǎn)排放速率的方法主要有實(shí)測(cè)法、相關(guān)方程法、篩選范圍法和平均排放系數(shù)法，日常中，我們主要利用相關(guān)方程法進(jìn)行計(jì)算。其法規(guī)定了默認(rèn)零值排放速率、限定排放速率和相關(guān)方程[8]。當(dāng)密封點(diǎn)的凈檢測(cè)值小于1時(shí)，用默認(rèn)零值排放速率作為該密封點(diǎn)的排放速率。凈檢測(cè)值在兩者之間，采用相關(guān)方程計(jì)算該密封點(diǎn)的排放速率，詳見(jiàn)表1。

式中：

eTOC:密封點(diǎn)的TOC排放速率，kg/h；

SV:修正后凈檢測(cè)值，μmol/mol；

e0:密封點(diǎn)i的默認(rèn)零值排放速率，kg/h；

ep:密封點(diǎn)i的限定排放速率，kg/h；

ef:密封點(diǎn)i的相關(guān)方程核算排放速率，kg/h。

表1 石油化工設(shè)備組件的設(shè)備泄漏率a[8]

2 LDAR在化工企業(yè)的應(yīng)用

2.1化工企業(yè)裝置簡(jiǎn)介

聚丙烯生產(chǎn)采用的是氣相聚合法中Novolen工藝，生產(chǎn)過(guò)程主要有PTK-4催化、乙烯共聚、丙烯氣相聚合組成，相當(dāng)于丙烯氣體通過(guò)聚合形成聚丙烯粉，再通過(guò)造粒制成聚丙烯粒。本企業(yè)主要涉及反應(yīng)器3臺(tái)、壓縮機(jī)組21臺(tái)，冷卻器52臺(tái)、各類(lèi)機(jī)泵89臺(tái)，裝置年產(chǎn)45萬(wàn)t聚丙烯。

2.2現(xiàn)場(chǎng)泄漏檢測(cè)

按LDAR技術(shù)要求可能泄漏的組件主要包括泵、壓縮機(jī)、攪拌器、閥門(mén)、泄壓設(shè)備、連接件、法蘭、開(kāi)口閥或開(kāi)口管線、其他等10大類(lèi)。在設(shè)備裝置現(xiàn)場(chǎng)采集了密封點(diǎn)信息，共計(jì)采集了18590個(gè)密封點(diǎn)數(shù)據(jù)，其中大于500 ppm的點(diǎn)，共173個(gè)，泄漏比例為0.93%。分類(lèi)統(tǒng)計(jì)結(jié)果如表2。

表2 有效泄漏點(diǎn)組件泄漏率

2.3泄漏修復(fù)

化工裝置密封泄漏難以預(yù)料，并且泄漏存在風(fēng)險(xiǎn)，物料損失持續(xù)，必須進(jìn)行不停工或臨時(shí)停工修復(fù)。根據(jù)本次檢測(cè)結(jié)果，企業(yè)工人及時(shí)對(duì)所有泄漏密封點(diǎn)進(jìn)行了相關(guān)修復(fù)，采取的主要措施有：緊固螺栓、更換接頭、用生料帶纏繞重裝緊固、關(guān)閉閥門(mén)、更換或加工密封面修理、擰緊壓蓋或增加換填料。

從修復(fù)結(jié)果來(lái)看，173個(gè)泄漏點(diǎn)共修復(fù)了121個(gè)，主要集中在法蘭等處，仍然有3/10的泄漏點(diǎn)難以修復(fù)，原因有：①受裝置保溫層的影響，無(wú)法實(shí)施維修；②部分泄漏點(diǎn)需要停工時(shí)，才能修復(fù)；③部分泄漏點(diǎn)在高處，需要采取充足的安全保障措施才能實(shí)施；④除了停車(chē)檢修外，泄漏源的維修在技術(shù)上存在困難；⑤如采取修復(fù)措施可能會(huì)導(dǎo)致更嚴(yán)重的泄漏。

3 檢測(cè)結(jié)果與分析

3.1修復(fù)前泄漏損失評(píng)估

表3 修復(fù)前泄漏季排放量

3.2修復(fù)后泄漏損失評(píng)估

表4 修復(fù)后泄漏季排放量

4 結(jié)論

綜上所述，本次共完成了18 590個(gè)密封點(diǎn)的現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)，其中法蘭輕質(zhì)液點(diǎn)位10 514個(gè)，閥門(mén)輕質(zhì)液點(diǎn)位3 185個(gè)，閥門(mén)氣體點(diǎn)位1 500個(gè)，壓縮機(jī)輕質(zhì)液21個(gè)，開(kāi)口管線輕質(zhì)液點(diǎn)位96個(gè)，泄壓設(shè)備輕質(zhì)液點(diǎn)位122個(gè)，連接件輕質(zhì)液點(diǎn)位3 050個(gè)，其他輕質(zhì)液點(diǎn)位102個(gè)。修復(fù)前，企業(yè)泄漏點(diǎn)為173個(gè)，泄漏率為0.93%，經(jīng)過(guò)對(duì)泄漏點(diǎn)采取修復(fù)措施，成功修復(fù)了121個(gè)泄漏點(diǎn)，泄漏率由原先的0.93%降到了0.28%，泄漏損失下降到了747 kg/季度，揮發(fā)性有機(jī)化合物的泄漏損失為5 035 kg/季度，泄漏損失降低了87.07%。為化工企業(yè)泄漏損失與控制樹(shù)立了典范，有利于改善化工區(qū)周邊環(huán)境。

[1]張曉，周斌，孫潔，等.LDAR技術(shù)在農(nóng)藥廠的應(yīng)用[J].浙江化工，2016，47（4）:7-10.

[2]U.S.Environmental Protection Agency.Assessment of At mospheric Emissions from Petroleun Refining[S].PA-600/ 2-80-075a-075d，Cincinnati，OH，1980.

[3]王功換，松林.關(guān)于石化行業(yè)生產(chǎn)后過(guò)程加強(qiáng)實(shí)施LDAR的思考[J].中國(guó)環(huán)保產(chǎn)業(yè)，2014，23（5）：12-16.

[4]U.S.Environmental Protection Agency.1995 Protocolfor E-quipment Leak Emission Estimates[R].EPA-453/R-95-017.

[5]U.S.Environmental Protection Agency.Leak Detection and Repair Compliance Assistance Guidance-A Best Practices Guide[R].EPA-305-D-07-001.

[6]朱亮，高少華，丁德武，等.LDAR技術(shù)在化工裝置泄漏損失評(píng)估中的應(yīng)用[J].工業(yè)安全與環(huán)保，2014，40（8）: 31-34.

[7]鄒斌，丁德武，朱勝杰，等.石化企業(yè)設(shè)備密封點(diǎn)泄漏檢測(cè)技術(shù)研究[J].中國(guó)安全生產(chǎn)科學(xué)技術(shù)，2011，7（12）: 192-196.

[8]環(huán)境保護(hù)部.《石化行業(yè)VOCs污染源排查工作指南》.環(huán)辦[2015]104號(hào)，2015-11-18.

LDAR Technology Using in the Evaluation of Static and Dynamic Sealing Point of Equipment in Petrochemical Enterprise

ZOU De-yun，KE Hui-ming，F(xiàn)ENG Kai-nan，YU Li-hui，DAIXiao-long，WANG Yu
（Ningbo Yuanda Testing Technology Co.，Ltd.，Ningbo，Zhejiang 315014，China）

This paper introduces a method for evaluating the leakage of static and dynamic seal and also it is applied in a device with an annual out of 450000 tons of methane chloride each year.The results show that：the device leakage rate falls from 0.93%to 0.28%and the leakage losses are reduced from 5783 kg to 747 kg each quarter when using LDAR technology in 18590 seal sections。

leak detection and repair；static and dynamic seal；leakage rate

1006-4184（2017）5-0048-04

2017-02-07

鄒德云（1986-），男，湖南安化人，助理工程師，本科，從事環(huán)境監(jiān)測(cè)工作。E-mail：zoudeyun_163@163.com。