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VOCs泄露检测与修复(LDAR)应用解决

放大字体  缩小字体 发布日期:2017-02-19  来源:无锡创晨科技  浏览次数:4301
核心提示:综合阐述了LDAR的定义,LDAR带给企业的效益,各地LDAR的法规,LDAR应用领域,LDAR的工艺,内容与步骤,LDAR的实施方案与建档方式,LDAR软件以及对LDAR相关工作人员的要求。
LDAR的定义:
全称泄漏检测与修复(Leak Detection And Repair),是采用专门的气体检测仪器进行检测,确认“微泄漏”的设备;而后通过修复降低无组织排放的一项工作。
LDAR的内涵:
LDAR本质是一种对企业VOCs“微泄漏”进行管理和控制的方法。
 
企业VOC废气排放的四种类型
 (1)通过排气筒的有组织废气排放;
 (2)企业检维修、开停车等过程产生的非正常废气排放;
 (3)物料储运过程;生产过程的投加料、反应过程,以及物料转移、过滤、离心、干燥、精馏、吸收、萃取等单元操作过程中“可以看见”的“非密闭式工艺过程”中的无组织排放,我们定义为“宏观无组织排放”;
 (4)通过设备和工艺管道动、静密封点泄漏产生的“不可见”无组织排放,我们定义为“微观无组织排放”或者“微泄漏”。
     对于大型石化企业(一般采用密闭式一体化生产过程,前三种废气都可以得到很好控制),以及其他一些前三种VOC废气排放已得到较好控制的企业而言,“微观无组织排放”(“微泄漏”)控制逐渐成为下一阶段VOC减排工作的重心,其重要的控制和操作手段正是LDAR。

LDAR检测
意思:
据美国EPA调查,设备“微泄漏”造成的VOCs排放量远远超过容器储存、污水站、转移操作、通风过程等,而“微泄漏”产生环节则主要来源于阀门和管道连接,占“微泄漏”排放总量的90%以上。
一旦实施LDAR工作,提高生产装置的密封度,阀门和配件等连接处“微泄漏”VOCs的排放水平可减少60%-80%。
美国EPA对实施LDAR的企业进行评估,石油精炼企业实施LDAR工作后,设备泄漏量减少了63%;石化企业VOC排放量可降低56%。
 
LDAR为企业带来什么效益?
    经济效益:(1)通过LDAR工作,企业可以修复泄漏组件,进行有针对性的设备维护,从而提高设备使用寿命;(2)减少原料和产品的无组织排放,提高原料利用率和产品回收率;(3)无组织废气排放的减少,使得企业减少了VOCs排污费的缴纳。
    环境效益:减少了VOCs(其中包含温室气体)的排放。
    社会效益:由于减少了无组织废气的排放,降低了异味扰民的风险,从而产生良好的社会效益。
国外LDAR相关法律法规:
美国
19世纪40年代发生在洛杉矶的光化学烟雾事件使得美国开始关注VOCs
1974年,规定了泄漏检测的标准、频率以及修复时间
1983年,美国联邦法规法典要求境内炼油厂实施LDAR计划
1991年,出台EPA方法21,对泄漏检测的仪器的校正、使用等方法提出了详细要求
2007年,EPA出台了《泄漏检测与修复最佳实践指南》,进一步详细地规范了LDAR操作流程
 
欧盟
1999年,欧盟建议成员国石油炼制行业实施LDAR计划,以减少设备和管阀件无组织VOCs的泄漏。
台湾
台湾环保局依据《挥发性有机空气污染管制及排放标准》要求石化企业须对设备组件实施定期LDAR作业
加拿大
2004年初,加拿大石油工厂协会(CAPP)与加拿大环境署合作研讨逸散性气体排放的最佳管理方法
清洁空气战略联盟(CASA)要求加拿大上游油气行业须于2005年12月31日前制定一套针对逸散性排放的最佳管理方法,相关部门须颁布并实施LDAR许可证制度
颁布《设备泄漏VOCs无组织排放检测与控制实施法规》明确需要实施LDAR的设备元件类型、检测频率以及修复时间

国内LDAR进展 
2010年国务院办公厅转发环境保护部《关于推进大气污染联防联控工作改善区域空气质量指导意见的通知》(国办发[2010]33号),首次将VOCs列为与SO2、NOx和颗粒物同等重要的大气污染物
2012年环保部、发改委和财政部印发的《重点区域大气污染防治“十二五”规划》里也明确提到石化企业应全面推行LDAR(泄漏检测与修复)技术, 首次将推行LDAR技术写入国家文件
2013年环保部下发《挥发性有机物(VOCs)污染防治技术政策》,将LDAR技术列为过程产生的含VOCs废气污染防治技术措施的第一条。国家发布《大气污染防治行动计划》、《京津冀及周边地区落实大气污染防治行动计划实施细则》,明确要求“实施挥发性有机物污染综合治理工程”
2014年环保部组织编制了《石化行业挥发性有机物综合整治方案(征求意见稿)》,进一步明确到2015年底,石化行业全面开展“泄漏检测与修复”工作,使VOCs无组织排放得到基本控制

LDAR面对的行业领域
炼油与石油化工业:生产石油燃料液化石油气、汽油、煤油、柴油、燃料油等、润滑油脂、石油溶剂与化工原料、石油蜡、石油沥青、石油焦;
印刷行业:油墨、有机稀料(甲苯、乙酸乙酯、丙酮)等;
汽车配件材料:胶水、油漆等;
皮鞋制造:鞋面商标印刷、溶剂型油漆、粘胶剂;
人造板制造行业:单板干燥过程及制调胶、涂胶、热压过程
家具装饰材料:涂料、油漆、胶黏剂等;
烟草行业:油墨、有机溶剂;
纺织品行业:鞋类制品所用的胶水等;
玩具行业:涂改液、香味玩具等;
电子电气行业:在较高温度下使用时会挥发出VOC、电子五金的清洁溶剂等;

石油化工企业VOC
的排放源:
无组织的泄漏是VOCs最重要的排放源
石油化工企业VOC的排放源

LDAR面对的行业领域
LDAR面对的行业领域
LDAR工作内容与步骤
前期工作: 
利用带控制点工艺流程图(PID)、工艺物料平衡图(PFD)、设备表、管段图(表)、布置图等资料,了解工艺流程,物料种类和走向,确定工作范围;并通过图上作业初步了解密封点情况。
现场建档:
通过拍照、示意图等形式对密封点进行定位和编码,这是LDAR工作的关键步骤。
 
现场检测:
根据建档编码,对所有密封点进行检测,形成检测台账
 
修复与复检:
为企业提供修复建议,包括修复位置和修复方式,并且进行修复后复检
 
成果提交:
编制泄露评估报告和修复绩效评估报告,并且形成数据平台

前期准备
1、工作范围确定
2、检测要素确定:涉及管路和设备上的密封点,包含阀门、法兰、连接件、开口管线等九大类组件。
3、设计资料研究:PID图、PFD图、工艺说明、设备表、管段图(表)、布置图等
设计资料的研究在前期准备工作中虽耗时最长,但十分必要。
(1)PFD图研究:PFD图包含两个重要信息。一是整体性的工艺流程,以及主要设备;二是关键节点的工艺参数,物料的性质、流量和组成。
(2)PID图研究。PID图在PFD图的基础上进行细化,包含所有的管道信息和控制点信息(阀门、法兰、连接件等9大组件的理论位置均有体现)。PID图可以体现所有的组件位置和类型信息,对密封点整体的把握而言,PID图研究是必不可少的。
泄露检测与修复流程:
LDAR泄漏检测与修复流程
LDAR技术实施技术方案概述
泄漏点位的建档:
现场拍照,拍摄所有泄漏点位,在企业工程师陪同下,确认内容物,记录点位位置信息;采用标图软件在照片上标示所有点位。
图像位置说明:2MG1F3-(C203)-XV220-1
2MG1F3:与基准点相关位置及楼层说明:2MG1代表与G1基柱之距离2M。F1代表第一层 (TOP代表夹层或该设备上方处之平台) F2为第二层,以平台为基准。以设备或制造过程区基柱为基准。
C203:代表主要设备。
XV220-1:精确的设备编号(XV气动阀)
三种建档方法
现有的建档方式:
   PID图建档:所有密封点均在PID图上进行标注,建档成本很高且不利于现场检测时查阅,该方法使用较少
   图形建档:利用现场照片进行建档,由于存在密封点重复拍摄的问题,需要示意图进行辅助,该方法在美国已经得到广泛应用
   挂牌建档:利用金属标识牌进行建档,和图形建档一样,是现在主要使用的建档方式
 
#现场建档工作(输入端)
图形建档:
建档方式。依靠现场拍照和密封点标注来实现,简便高效
密封点定位。更加直观,配合设备位号可以迅速定位,对检测人员的能力要求较低
密封点信息采集。密封点信息只需要包含装置信息、设备信息、图号、密封点类型、物料状态及检测方式
挂牌建档
建档方式。通过在每个密封点固定金属标志牌来实现,过程繁琐,且很难保证标志牌的寿命
密封点定位。需要根据点位位置信息进行定位,过程繁琐,对检测人员的能力要求较高,且定位效率低
密封点信息采集。需要提供额外的位置信息以辅助定位
数据库建档:
展示方式。可以体现密封点在图片以及PID图上的位置,更加准确直观,同时包含EXEL建档所有的数据,支持导出
数据处理。可以通过增添模块的方式提供处理后的数据,包括密封点统计、排放量和减排量统计等,图文并茂
数据迁移。只要统一接口标准就可以实现数据无损迁移甚至可以实现跨数据库访问
EXEL建档
展示方式。只能通过表格的形式呈现所有信息
数据处理。所有的数据必须经过额外人工处理
数据迁移。数据迁移必须依靠人工,迁移效率低
现场建档工作(输出端)
数据库建档:
数据访问。支持不同权限的访问,针对企业、政府和LDAR技术公司,可以呈现不同的用户界面,甄选有效信息,提高访问效率
EXEL建档
数据访问。界面原始,信息繁杂,无法满足企业和政府的访问需求
需要的技术及配套
LDAR 业务知识
LDAR 软件平台
LDAR 硬件检测设备

专业人员能力需求
 
专业技术服务能力:
  熟悉LDAR建档流程、检测流程、维修流程;
  熟悉行业内专业术语;
  熟悉密封点建档统计原则;
  熟悉相关法规和了解常用的计算策略。
使用软件平台能力:
  熟练操作建立装置、建立图档、建立密封点;
  熟练操作检测任务、维修任务管理;
  了解报表功能,熟悉报表应用场景。
使用检测设备能力:
  TVA设备构造和相关配件;
  熟悉LDAR检测流程中的仪器准备、检测前准备、检测操作、检测后操作;
  熟悉TVA设备与软件的数据通讯

管理人员能力评估模型
相关的专业知识
  熟悉LDAR建档流程、检测流程、维修流程;
  熟悉行业内专业术语;
  熟悉密封点建档统计原则;
  熟悉相关法规和了解常用的计算策略。
相关的项目管理知识
  定义项目范围和主要工作,并进行分解;
  按优先级制定进度任务、并随着实际活动控制项目进度;
  从第一天开始明确项目的详细质量目标并标示影响质量、进度的风险;
  制定项目的沟通计划,让相应权限的人了解项目的状况及风险。
丰富的实践经验
  有现场的建档和检测经验;
  有软件平台的应用经验。

项目人员职责分工
项目组组长:主要负责项本项目组人员及项目进度的管理和资源调配。
项目技术负责人:主要负责项目组与公司管理层及用户在专业知识上的沟通,同时对项目检测和建档任务呀进行指导,掌控本项目相关技术路线、技术问题的确定和解决,确保项目质量。
项目经理:由公司项目部经理担任,负责本项目的人员安排、时间控制、项目货物采购安排、与各部门沟通等日常管理,通过若干报告报表建立与业务方的沟通和联系。负责LDAR软件管理平台的日常数据整理和核查及LDAR软件管理平台检测报告整理与汇总。
现场工程师:包括建档和检测人员、负责现场图片的拍照、草图绘制、检测前工作准备、携带仪器进行检测、检测后的工作处理、上传数据到软件平台中。
业主方实习人员:由项目经理安排,参与全程的模拟和培训,并辅助建档和检测工作。
软件技术支持:建立项目软件技术微信群,由安排的技术工程师进行疑难解答,同时辅助进行软件平台操作。
化工事业技术支持方:环保部南京环境科学研究所
 
目前市面上主要检测设备比较
LDAR设备比较
国内使用的LDAR软件平台需满足以下要求:
1.泄漏计算支持环保部相关标准;
2.在泄漏量计算上,支持相关方程法、筛选范围法及平均排放系数法。软件中可以自动根据场景,选择最优的计算方法。在计算方法上,支持环保部及EPA-42算法。
3.密封点排放时间计算方式上,配合国家环保部要求,采用中点法进行计算泄漏总量。
4.支持石油化工和石油炼制两种行业类型的泄漏量计算;
5.系统采用SOA的服务架构,可对外提供Web Service接口,支持与当地政府的数据对接。

LDAR数据库管理
企业所关心的问题:
      哪些组件出现泄漏?泄漏浓度多少?修复效果如何?
管理部门所关心的问题:
      LDAR工作对企业VOC减排的成效如何?
LDAR技术单位所关心的问题:
      LDAR全流程管理以及数据分析统计
针对不同用户的需求,该平台所显示的界面选项也相应不同,可以进行自定义设置。

总结:
准确全面的VOC报告
建立相应装置的LDAR档案,并进行检测,协调修复与复测。
根据当地规范向环保部门申报检测记录。
通过LDAR软件平台自动生成申报摘要表及估算表,计算排放量。 
通过LDAR软件平台申报或输出纸质版相关VOC申报报告送交当地环保部门
落地LDAR服务管理体系
根据当地法规,帮助工厂建立LDAR服务流程;
帮助工厂建立质量控制管理办法;
通过软硬结合,能够适应工厂的特殊场景、当地法规的要求等。  
帮助工厂培养LDAR团队
帮助工厂建立一支能够独立建档、协调LDAR流程的建档团队;
帮助工厂建立一支能够独立做检测、复测的检测队伍;
帮助工厂建立一支能够响应当地环保部门要求的数据分析、配置人员

最后感谢无锡创晨科技有限公司提供的珍贵资料。
 
关键词: LDAR
 
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