LDAR技術在焦化企業中的應用

喬 瑩

(長治市環境信息中心，山西 長治 046000)

引 言

對環境而言，VOCs(揮發性有機物)會形成地面臭氧層，其光化學氧化特性導致城市霧霾的產生，能夠損害人體神經系統、血液系統和心血管系統，對人體健康和社會環境影響極大[1]。同時VOCs氣體泄漏通常是廠區爆炸起火的罪魁禍首，容易引發安全事故[2]；對企業而言，VOCs的排放還造成了企業原料物料的損失。

據美國EPA調查，設備泄漏造成的VOCs排放量遠遠超過容器儲存、污水站、轉移操作、通風過程等，而泄漏排放主要來源于閥門和接口，占泄漏排放總量的90%以上[3]。針對石化企業的無組織泄漏現狀，LDAR為國外普遍采用的石化行業VOCs泄漏檢測技術，被越來越多的企業所重視和應用。據相關調查顯示，采用LDAR技術對泄漏點進行檢測并修復后，煉油行業和化工行業的VOCs排放量可分別減少63%和56%[4]。

2017年長治市被列入京津冀大氣污染傳輸通道城市，根據環保部等4部委及6省市政府聯合發布的《京津冀及同邊城區2017年大氣污染防治工作方案》要求，石油和化工行業需全面實施泄漏檢測與修復，長治市作為煤化工重工業基地，共有25家焦化生產企業，因此，全面實施泄漏檢測與修復工作被列入了焦化生產企業揮發性有機物治理的重點。

1 LDAR技術簡介

LDAR英文全稱為Leakage Detection And Repairation，即泄漏檢測與修復，該技術采用固定或移動檢測儀器，定量或定性檢測生產裝置中易產生VOCs泄漏的密封點，并修復超過一定濃度的泄漏點，從而控制物料泄漏損失，達到減少環境污染的目標[5]。通常，被檢測的密封點包括泵、壓縮機、攪拌器、閥門、泄壓設備、取樣連接系統、開口閥或開口管線、法蘭、連接件等。就一家企業而言，雖然單個密封點的泄漏很微量，但整個生產線的所有密封點可以產生巨大的排放。

LDAR泄漏檢測與修復技術不僅僅是一項檢測技術，它更是一種管理模式。通過對工藝設備及管線的周期性檢測并對發現的泄漏點實時維修，達到對運行裝置VOCs無組織排放現象進行整體在線管理與監控的目的[6]，可以提前發現生產現場的安全隱患，提高生產的安全性和可靠性；可以有效減少企業的VOCs排放，從而改善當地的空氣質量；可以降低現場工作人員的污染暴露風險；可以有效減少企業物料損失，獲得更多生產效益；可以提前發現設備泄漏，提早修復，降低維修成本；通過VOCs的減排還可以減少企業的排污費；可以降低企業可能面臨的因污染物超標排放而產生的合規性風險，提高企業的品牌價值[7]。

2 LDAR的應用

2.1 受控范圍確定

通過對焦化企業生產工藝的分析，根據生產單元中所使用的化學物質及質量百分比、工藝條件下管線物料的狀況(或相態)，確定VOCs監控范圍。焦化廠實施LDAR技術的重點主要在焦化廠化產裝置區(一般為冷鼓工段、洗苯脫苯工段、罐區)。泄漏檢測方法參照《泄漏和敞開液面排放的揮發性有機物檢測技術導則(HJ733-2014)》。

檢測的內容、點位如表1所示。

表1 檢測內容一覽表

2.2 圖像建檔

拍攝受控裝置密封點的照片，并在照片上標出密封點位置，最后將密封點的編碼、物料組分、附屬設備或附近設備位號、動靜屬性等信息錄入相應表格。

根據在焦化企業的LDAR實施經驗，一個完整的編碼需要包含以下代碼：企業名稱縮寫+裝置套數(2位)+裝置區域(2位)+裝置樓層(2位)+設備群組(2位)#密封點編號(2位)+介質種類+泄漏部件。以某焦化企業其中一個泄漏點的編號LY01010101#01LF為例，如圖1所示，它表示該焦化企業的焦化生產裝置的冷鼓工段地面一層機械化氨水澄清池上某個群組里的一處法蘭。

圖1 某焦化企業泄漏點示意圖

2.3 泄漏標準確認

目前山西等地并無自己的LDAR實施技術標準，因此參考國標和江蘇省現行標準。按照環保部發布的《石化企業泄漏檢測與修復工作指南》、《泄漏和敞開液面排放的揮發性有機物檢測技術導則》、《石油煉制工業污染物排放標準》、《江蘇省泄漏檢測與修復(LDAR)實施技術指南》要求，定義靜密封點(法蘭、閥、連接件、開口管線等)泄漏濃度為500×10-6，動密封點(泵、攪拌器、壓縮機等)泄漏濃度為1 000×10-6。

密封點存在滴液現象或密封點泄漏檢測值大于上述濃度要求，應被認定為泄漏元件。

2.4 現場檢測

2.4.1 檢測設備

對某焦化企業進行VOCs檢測所需的設備有防爆相機、防爆平板、氫火焰離子檢測器、甲烷標氣、零氣、純凈氫氣。

2.4.2 現場記錄

現場記錄包括：儀器設備現場檢查及校準記錄、環境濃度及氣象信息采集、現場信息采集、備品備件更換記錄。

2.5 統計核算

由于目前尚無針對焦化生產企業的VOCs排放量核算的技術指南，設備動靜密封點排放量的計算主要按照《石化行業VOCs污染物排查技術指南》的要求，采用相關方程法和平均系數法進行核算。

2.6 泄漏修復與復檢

發現泄漏點之后，需要對泄漏源進行掛牌標示，并通知企業對泄漏點進行按時修復，原則上泄漏源須在15 d修復完畢，嚴重泄漏源則需在48 h內進行修復，但考慮到焦化企業工段工藝的特殊性，可能存在必須停產方可進行檢修的泄漏源，這些泄漏源可以延遲至下次停工檢修完成前進行修復。

3 實例應用與分析

本文以基于拍照法編碼的LDAR技術流程對某焦化企業焦化裝置進行了VOCs泄漏量的實地檢測，其檢測結果如表2所示。

表2 焦化生產裝置VOCs泄漏檢測結果

由上表可見：本套焦化生產裝置有共1 606個檢測點，不存在檢測人員不可達點。對焦化生產裝置的檢測結果顯示，焦化生產裝置實際發現泄漏點占檢測點總數量的0.56%，修復率為100%。

對該廠焦化生產裝置的泄漏組件進行分類，并以泄漏組件為基準查看每種組件的VOCs泄漏情況，有利于指導企業未來針對VOCs的排放實施定向管理。該廠焦化生產裝置不同組件泄漏檢測結果如第140頁表3所示。

由表3可見：法蘭和閥門VOCs泄漏點數量較多，分別占到了55.56%和33.33%；同時可以看出，輕泄漏點：一般泄漏點：重泄漏點：嚴重泄漏點=11.11∶11.11∶11.11∶66.67，嚴重泄漏點占比偏高(根據EPA統計數據，嚴重泄漏點占比平均在3%左右)。

該廠焦化生產裝置不同組件泄漏點排放量統計如圖2所示。

表3 生產裝置不同組件泄漏檢測結果

由圖2可見，各組件泄漏點排放量中，法蘭排放量最大，其次為閥門。因此法蘭與閥門應列為日常維護的重點。

圖2 不同組件泄露點排放量統計(KG)

4 結論

通過對焦化生產裝置實施完整的LDAR技術流程，可及時發現了企業存在的揮發性有機物泄漏點，企業及時開展修復可以實現VOCs減排效果，使企業減少了運行成本，使裝置區及周圍環境空氣質量得到明顯改善。

焦化企業應及早準備，持續不斷地推進LDAR系統的建立，同時，建立LDAR信息化系統將LDAR納入常態化管理，作為其安全環保生產的一項重要管控。隨著環境綜合治理的進一步深入，以及全面展開的VOCs泄漏檢測修復態勢，建議企業將LDAR工作納入常態化管理中。