北極星VOCs在線(xiàn)訊:泄漏檢測和修復技術(shù)(LeakDetectionAndRepair,簡(jiǎn)稱(chēng)LDAR),是一種使用專(zhuān)門(mén)氣體檢測儀器進(jìn)行定期檢測和尋找設備泄漏,并在特定時(shí)間內進(jìn)行替換或者修復,以防止或減少氣體排放的工作實(shí)踐和方法。目前,關(guān)于實(shí)施LDAR的文件規范將“石油化工原料加工成產(chǎn)品的過(guò)程”稱(chēng)為“生產(chǎn)過(guò)程”,針對石油化工行業(yè)“生產(chǎn)過(guò)程”涉及的塔罐裝置、反應釜、原料輸送管道、泵、壓縮機、閥門(mén)、法蘭等易產(chǎn)生氣體滴漏揮發(fā)的節點(diǎn),如何做好泄漏的監測和修復,有許多詳細的規范、制度和實(shí)施方法教程。而對石化產(chǎn)品“生產(chǎn)后過(guò)程”的液態(tài)產(chǎn)品儲存、裝卸、運輸、分發(fā)(銷(xiāo)售)使用所產(chǎn)生的VOCs泄漏,及其LDAR(泄漏檢測和修復)的實(shí)施,卻相當薄弱。
1、“生產(chǎn)后過(guò)程”推行LDAR的新要求
生產(chǎn)后過(guò)程推行LDAR的新要求,體現在《重點(diǎn)區域大氣污染聯(lián)防聯(lián)控“十二五”規劃》[3]中,該規劃要求石油化工行業(yè)“全面推行LDAR(泄漏檢測與修復)技術(shù)”,加強石化生產(chǎn)、輸送和儲存過(guò)程揮發(fā)性有機物泄漏的監測和監管,對泄漏率超過(guò)標準的要進(jìn)行設備改造;嚴格控制儲罐、運輸環(huán)節的呼吸損耗,對原料、中間產(chǎn)品、成品儲存設施應全部采用高效密封的浮頂罐,或安裝“頂空聯(lián)通置換油氣回收系統”;“全面開(kāi)展加油站、儲油庫和油罐車(chē)油氣回收治理”;“所有加油站儲油和加油油氣排放控制系統加裝在線(xiàn)監控裝置”。
石化行業(yè)實(shí)施LDAR檢測 5大管控環(huán)節要加強
2、生產(chǎn)后過(guò)程諸多環(huán)節存在著(zhù)泄漏排放
處于生產(chǎn)后過(guò)程的加油站、油庫、油罐車(chē)在儲存、銷(xiāo)售、運輸等諸多環(huán)節中都存在泄漏排放的問(wèn)題。
(1)加油站:加油站的油氣泄漏主要是埋地油罐內壓力增大時(shí)(超過(guò)P/V閥泄壓壓力值)的排放。引起埋地油罐內壓力增大的原因為:1)加油槍的“氣液比”失控超標,一方面調控氣液比的在線(xiàn)監測系統(ISD)普遍被停用,另一方面是由于集中式油氣抽吸系統的抽吸量遠遠大于加油量,氣液比高達1.5以上,推高了油罐內壓力;2)由于氣相管路的管徑小或彎曲點(diǎn)多或卸油速度較快,動(dòng)態(tài)阻力增大,埋地油罐內憋壓達2000~2500Pa,大于P/V閥750Pa的泄壓壓力,導致大量油氣泄漏排放。
(2)加油站:加油站的油氣泄漏主要是埋地油罐內壓力增大時(shí)(超過(guò)P/V閥泄壓壓力值)的排放。引起埋地油罐內壓力增大的原因為:1)加油槍的“氣液比”失控超標,一方面調控氣液比的在線(xiàn)監測系統(ISD)普遍被停用,另一方面是由于集中式油氣抽吸系統的抽吸量遠遠大于加油量,氣液比高達1.5以上,推高了油罐內壓力;2)由于氣相管路的管徑小或彎曲點(diǎn)多或卸油速度較快,動(dòng)態(tài)阻力增大,埋地油罐內憋壓達2000~2500Pa,大于P/V閥750Pa的泄壓壓力,導致大量油氣泄漏排放。
(3)油罐車(chē):油罐車(chē)的泄漏排放原因有多種,很多油罐車(chē)的罐頂附件(如量油口、呼吸閥、氣相管路的匯集接口等)存在密閉不良,以及操作者人為留下的泄漏點(diǎn)?!耙浑A段”回收的油氣不但會(huì )就地泄漏,更多的油氣會(huì )在罐車(chē)返回油庫的途中泄漏排放。
(4)油碼頭:“泊位油氣集輸設施”是對接油船和岸上設備的保護設施,配置有“緊急排放閥門(mén)”,但因為后端油氣回收處理裝置的動(dòng)態(tài)阻力變化或保護控制儀表的設計有缺陷,“緊急排放閥門(mén)”頻繁啟動(dòng)會(huì )將大量的油氣直接排放
(5)回收物:油氣回收處理裝置采用冷凝得到的液態(tài)回收物,積累在暫存罐達到一定數量再泵送到大儲罐或派用。常溫狀態(tài)的暫存罐的呼吸排氣管與大氣相通,低溫下相變凝結的回收物回到常溫狀態(tài)時(shí)會(huì )立即蒸發(fā),并通過(guò)排氣管泄漏排放。石化行業(yè)實(shí)施LDAR檢測 5大管控環(huán)節要加強
3、生產(chǎn)后過(guò)程存在泄漏排放的主要原因
3.1法規要求不一致
生產(chǎn)過(guò)程的LDAR有一系列技術(shù)標準,既有行業(yè)標準,也有地方標準,還有企業(yè)標準;既有管理規范,也有操作規則,還有檢查考核制度。這些標準和規范不但詳細規定到每一個(gè)生產(chǎn)設備的密閉條件、檢測方法、控制要求,而且操作性強、配套齊全。中石化行業(yè)標準《石化裝置揮發(fā)性有機化合物泄漏檢測規范》(Q/SH0546—2012)[5],規定了石化裝置生產(chǎn)過(guò)程揮發(fā)性有機化合物的泄漏檢測方法,并對不同類(lèi)型泄漏源的揮發(fā)性有機物檢測的儀器配備、人員要求、檢測實(shí)施、檢測安全、質(zhì)量控制、檢測報告等做了相應的規定。適用于石化裝置生產(chǎn)過(guò)程中各種密封點(diǎn)泄漏的揮發(fā)性有機化合物的檢測。北京市的地方標準《煉油與石油化學(xué)工業(yè)大氣污染物排放標準》(DB11/447-2007)[6]前言中強調“本標準為全文強制”。規定了煉油與石油化工生產(chǎn)過(guò)程中工藝排氣、設備與管線(xiàn)組件泄漏、揮發(fā)性有機液體儲運,以及廢水收集、處理、儲存設施的大氣污染物排放控制要求,同時(shí)也對廠(chǎng)界環(huán)境空氣中的有毒物質(zhì)的濃度、企業(yè)自用燃料硫含量、火炬放空等非正常排放、排氣筒高度等進(jìn)行了規定。要求對煉油與石油化工生產(chǎn)設施的大氣污染物排放進(jìn)行控制,以及對新、改、擴建煉油與石油化工生產(chǎn)設施的環(huán)境影響評價(jià)、設計、竣工驗收都必須執行大氣污染物排放標準。
而對生產(chǎn)后過(guò)程的油庫、加油站、油罐車(chē)等,大氣污染物排放標準中只有排放限值要求,沒(méi)有操作方法的規范;只有油氣回收系統尾氣排放濃度最終檢測的要求,沒(méi)有各個(gè)環(huán)節泄漏排放檢測方法的規定。由于標準的整體操作性不強,因而使得油庫、加油站、油罐車(chē)承擔銷(xiāo)售業(yè)務(wù)的單位,無(wú)所適從,也影響了生產(chǎn)后過(guò)程推行LDAR技術(shù)。
3.2實(shí)施方法有難度
生產(chǎn)過(guò)程LDAR所涉及的塔罐裝置、反應釜、原料輸送管道、泵、壓縮機、閥門(mén)、法蘭等,基本都有操作平臺、腳手架、扶梯,便于人員檢查、監控和修復的操作。生產(chǎn)系統的崗位編制有專(zhuān)職檢測和修復人員,有專(zhuān)用檢測設備,有明確的責任區域劃分。一些稍有高度或難度的檢測點(diǎn),不但安裝有在線(xiàn)監測設備、信號遠傳系統,還配有攀登梯架扶手,方便管理人員能夠及時(shí)發(fā)現是否發(fā)生泄漏狀況,修復人員也能夠及時(shí)到達修復位置。
生產(chǎn)后過(guò)程的泄漏點(diǎn)的特點(diǎn)是或高或動(dòng),無(wú)在線(xiàn)監測,只有管理人員而無(wú)操作人員,基本不配備專(zhuān)用檢測儀器。所謂“高”,是指儲罐、加油站埋地油罐、油罐車(chē)的呼吸閥的安裝位置較高,一般都在罐頂或在排氣管管頂,不易檢查;所謂“動(dòng)”,是指油罐車(chē)或油船的流動(dòng)性大、所有權不統一、作業(yè)時(shí)間地點(diǎn)分散。關(guān)于在線(xiàn)監測,油庫基本沒(méi)有,加油站雖有規定但無(wú)實(shí)施措施?!都佑驼敬髿馕廴疚锱欧艠藴省?GB20952-2007)[7]規定了加油站安裝“在線(xiàn)監測系統”(即ISD系統),實(shí)時(shí)監測氣液比、液阻、系統壓力變化,記錄、儲存、傳輸數據,提醒操作人員及時(shí)排除故障。但進(jìn)入我國加油站的在線(xiàn)監測系統的5種產(chǎn)品(中機院工程所、維德路特、富蘭克林、德國VAPORIX、南京OMS),曾經(jīng)采用國外產(chǎn)品16個(gè)、國內產(chǎn)品3個(gè),在中石化,中石油,軍隊和政府部門(mén)的19個(gè)加油站試點(diǎn),環(huán)保部的加油站油氣回收課題組的調研結論是“ISD系統難以平穩正常運行”“全面推廣面臨許多障礙”,ISD系統很早就全部被拆卸停用了。由于LDAR的操作難度大,也直接影響了起推行應用。
石化行業(yè)實(shí)施LDAR檢測 5大管控環(huán)節要加強
3.3技術(shù)標準滯后
技術(shù)標準滯后主要是指呼吸閥泄壓值的技術(shù)標準。目前執行的標準是根據油罐容量選擇呼吸閥泄壓值,高的不超過(guò)2000Pa,低的在355Pa左右。新的排放標準執行后,油庫在發(fā)油棧橋安裝了油氣回收系統,在儲罐安裝了罐頂聯(lián)通平衡置換系統,加油站的埋地油罐也安裝了二次回收管路。按照安全規范要求,罐頂聯(lián)通管路只是在呼吸閥旁通接入了氣相管路,并延伸到油氣回收系統,原泄壓排放口仍然保持。但在實(shí)際運行中發(fā)現,氣相管路的長(cháng)度,彎度和延伸的油氣回收設備都存有阻力,在儲罐進(jìn)油或裝卸操作時(shí),產(chǎn)生的動(dòng)態(tài)阻力往往大于泄壓壓力。如,儲罐進(jìn)油時(shí)產(chǎn)生的動(dòng)態(tài)阻力高達2000-4000Pa;而呼吸閥的泄壓值(透氣壓力)為1500-1750Pa;埋地油罐在氣液比超過(guò)1.5時(shí),儲罐的正壓值也大于2000Pa,但卻仍然使用泄壓值小于800PA的P/V閥;實(shí)測后續氣相管路的動(dòng)態(tài)阻力高達8000-10000Pa,而標準規定其在5min后,呼吸閥的泄壓值不大于1300Pa。因此,高于泄壓值的大量油氣依然會(huì )排放。在執行油氣回收法規后,相應的呼吸閥技術(shù)標準卻沒(méi)有能及時(shí)修改,泄壓值低于增壓值,泄露排放并有得到有效控制。
3.4監督執法不到位
石油化工行業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中的LDAR屬于生產(chǎn)范疇,與企業(yè)的產(chǎn)值效益,安全生產(chǎn)密切相關(guān),企業(yè)內的生產(chǎn)、安全、環(huán)保等部門(mén)應多管齊下,嚴格管理,上級對口部門(mén)應常態(tài)化監督管理,地方政府環(huán)保和安監等執法部門(mén)應定期檢查,及時(shí)發(fā)現泄露和進(jìn)行修復。
石化行業(yè)的企業(yè)多數屬于貿易企業(yè),生產(chǎn)后過(guò)程中的泄露現象歷來(lái)存在,已習以為常,對經(jīng)營(yíng)效益也沒(méi)壓力有直接壓力,因而企業(yè)普遍不重視實(shí)施LDAR,且對一些因外部原因的泄露也無(wú)能為力。例如,油庫不能限制或禁止有泄漏問(wèn)題的油罐車(chē)到油庫裝油,加油站無(wú)力改變氣液比偏大的設計缺陷等,都影響到LDAR的推行。又如,油庫,加油站安裝油氣回收系統后,地方監管部門(mén)只是關(guān)注油氣回收處理裝置尾氣排放的濃度,對于系統各個(gè)環(huán)節是否存在泄漏,卻無(wú)人關(guān)注。
石化行業(yè)實(shí)施LDAR檢測 5大管控環(huán)節要加強
4、對策
4.1規定操作規范和修改技術(shù)標準
生產(chǎn)后過(guò)程亟待制定具有操作性的LDAR管理規范和實(shí)施細則,完善LDAR相關(guān)的治理設備,輔助配置的技術(shù)標準?!吨攸c(diǎn)區域大氣污染聯(lián)防聯(lián)控十二五規劃》和京津翼,上海,廣東,江蘇近期發(fā)布的加強VOCs治理的文件,都對生產(chǎn)后過(guò)程推行LDAR提出了要求,但缺乏相應的實(shí)時(shí)操作規范。一些相關(guān)標準如《油品裝載系統油氣回收設施設計規范》GB50759-2012,《油氣回收系統工程技術(shù)導則》Q(chēng)/SH0117-2007中的氣相管路規格選型,呼吸閥控制參數設計等內容,經(jīng)過(guò)實(shí)踐證明都需要進(jìn)行修訂完善。
4.2加強監管力度并征收排污費
環(huán)保部門(mén)對生產(chǎn)后過(guò)程的泄漏和排放監督稽查應實(shí)現常態(tài)化,應對生產(chǎn)后過(guò)程實(shí)行定期和不定期檢查。目前,有關(guān)部門(mén)準備對生產(chǎn)過(guò)程的VOCs排放征收排污費。生產(chǎn)后過(guò)程在周轉,裝卸石油化工成品油和液態(tài)化工產(chǎn)品過(guò)程中,每吞吐一次就有比液態(tài)體積大的氣態(tài)污染物排放,也應該考慮征收排污費。
4.3建立第三方修復機制
石化行業(yè)涉及生產(chǎn)后過(guò)程的企業(yè),一般都是從事?tīng)I銷(xiāo)業(yè)務(wù)的實(shí)體。這些企業(yè)不但缺少泄漏和修復的專(zhuān)業(yè)技術(shù)力量,而且LDAR意識淡薄,不重視泄漏設備的維護和修復??刂粕a(chǎn)后過(guò)程VOCs排放的油氣回收收集系統密閉不良的狀態(tài)已經(jīng)成為老大難,運輸液態(tài)成品油和化工品的油罐車(chē)存在產(chǎn)權分散,泄漏點(diǎn)多,不易查找等問(wèn)題。多年實(shí)踐證明,讓涉及生產(chǎn)后過(guò)程的以營(yíng)銷(xiāo)任務(wù)為主的這些企業(yè)自己加強推行LDAR,確實(shí)很難到位。因此應考慮建立第三方修復機制,配合監管部門(mén)的監察,承擔LDAR的行動(dòng)。
5、結語(yǔ)
《京津翼及周邊地區落實(shí)大氣污染防治行動(dòng)計劃實(shí)施細則》要求到2015年底,石化企業(yè)全面推行“泄漏檢測與修復”技術(shù),完成有機廢氣綜合治理;廣東省頒發(fā)了《廣東省泄漏檢測與修復制度LDAR實(shí)施技術(shù)要求》;上海市政府發(fā)文要求在十二五期間,在中石化上海石化,高橋分公司、上?;^、華誼集團全面推行LDAR泄漏檢測與修復技術(shù)和化工裝置開(kāi)停工及檢測維修排放控制技術(shù),加強設備和管閥件VOCs的泄漏監管,對泄漏率超標的要進(jìn)行設備維修和改造,江蘇,浙江等省市也發(fā)布了相應的文件推行LDAR,從改變“重生產(chǎn)過(guò)程,輕生產(chǎn)后過(guò)程”做起,切實(shí)推行LDAR技術(shù),將VOCs檢測和處理措施深入到每個(gè)階段,有效減少大氣污染物的產(chǎn)生量和排放量,最終建立政府,企業(yè)和社會(huì )共贏(yíng)的局面。
轉載于---北極星節能環(huán)保網(wǎng),原標題為《關(guān)于石化行業(yè)生產(chǎn)后過(guò)程加強實(shí)施LDAR的思考》
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