LDAR技术在焦化企业中的应用

乔 莹

(长治市环境信息中心，山西 长治 046000)

引 言

对环境而言，VOCs(挥发性有机物)会形成地面臭氧层，其光化学氧化特性导致城市雾霾的产生，能够损害人体神经系统、血液系统和心血管系统，对人体健康和社会环境影响极大[1]。同时VOCs气体泄漏通常是厂区爆炸起火的罪魁祸首，容易引发安全事故[2]；对企业而言，VOCs的排放还造成了企业原料物料的损失。

据美国EPA调查，设备泄漏造成的VOCs排放量远远超过容器储存、污水站、转移操作、通风过程等，而泄漏排放主要来源于阀门和接口，占泄漏排放总量的90%以上[3]。针对石化企业的无组织泄漏现状，LDAR为国外普遍采用的石化行业VOCs泄漏检测技术，被越来越多的企业所重视和应用。据相关调查显示，采用LDAR技术对泄漏点进行检测并修复后，炼油行业和化工行业的VOCs排放量可分别减少63%和56%[4]。

2017年长治市被列入京津冀大气污染传输通道城市，根据环保部等4部委及6省市政府联合发布的《京津冀及同边城区2017年大气污染防治工作方案》要求，石油和化工行业需全面实施泄漏检测与修复，长治市作为煤化工重工业基地，共有25家焦化生产企业，因此，全面实施泄漏检测与修复工作被列入了焦化生产企业挥发性有机物治理的重点。

1 LDAR技术简介

LDAR英文全称为Leakage Detection And Repairation，即泄漏检测与修复，该技术采用固定或移动检测仪器，定量或定性检测生产装置中易产生VOCs泄漏的密封点，并修复超过一定浓度的泄漏点，从而控制物料泄漏损失，达到减少环境污染的目标[5]。通常，被检测的密封点包括泵、压缩机、搅拌器、阀门、泄压设备、取样连接系统、开口阀或开口管线、法兰、连接件等。就一家企业而言，虽然单个密封点的泄漏很微量，但整个生产线的所有密封点可以产生巨大的排放。

LDAR泄漏检测与修复技术不仅仅是一项检测技术，它更是一种管理模式。通过对工艺设备及管线的周期性检测并对发现的泄漏点实时维修，达到对运行装置VOCs无组织排放现象进行整体在线管理与监控的目的[6]，可以提前发现生产现场的安全隐患，提高生产的安全性和可靠性；可以有效减少企业的VOCs排放，从而改善当地的空气质量；可以降低现场工作人员的污染暴露风险；可以有效减少企业物料损失，获得更多生产效益；可以提前发现设备泄漏，提早修复，降低维修成本；通过VOCs的减排还可以减少企业的排污费；可以降低企业可能面临的因污染物超标排放而产生的合规性风险，提高企业的品牌价值[7]。

2 LDAR的应用

2.1 受控范围确定

通过对焦化企业生产工艺的分析，根据生产单元中所使用的化学物质及质量百分比、工艺条件下管线物料的状况(或相态)，确定VOCs监控范围。焦化厂实施LDAR技术的重点主要在焦化厂化产装置区(一般为冷鼓工段、洗苯脱苯工段、罐区)。泄漏检测方法参照《泄漏和敞开液面排放的挥发性有机物检测技术导则(HJ733-2014)》。

检测的内容、点位如表1所示。

表1 检测内容一览表

2.2 图像建档

拍摄受控装置密封点的照片，并在照片上标出密封点位置，最后将密封点的编码、物料组分、附属设备或附近设备位号、动静属性等信息录入相应表格。

根据在焦化企业的LDAR实施经验，一个完整的编码需要包含以下代码：企业名称缩写+装置套数(2位)+装置区域(2位)+装置楼层(2位)+设备群组(2位)#密封点编号(2位)+介质种类+泄漏部件。以某焦化企业其中一个泄漏点的编号LY01010101#01LF为例，如图1所示，它表示该焦化企业的焦化生产装置的冷鼓工段地面一层机械化氨水澄清池上某个群组里的一处法兰。

图1 某焦化企业泄漏点示意图

2.3 泄漏标准确认

目前山西等地并无自己的LDAR实施技术标准，因此参考国标和江苏省现行标准。按照环保部发布的《石化企业泄漏检测与修复工作指南》、《泄漏和敞开液面排放的挥发性有机物检测技术导则》、《石油炼制工业污染物排放标准》、《江苏省泄漏检测与修复(LDAR)实施技术指南》要求，定义静密封点(法兰、阀、连接件、开口管线等)泄漏浓度为500×10-6，动密封点(泵、搅拌器、压缩机等)泄漏浓度为1 000×10-6。

密封点存在滴液现象或密封点泄漏检测值大于上述浓度要求，应被认定为泄漏元件。

2.4 现场检测

2.4.1 检测设备

对某焦化企业进行VOCs检测所需的设备有防爆相机、防爆平板、氢火焰离子检测器、甲烷标气、零气、纯净氢气。

2.4.2 现场记录

现场记录包括：仪器设备现场检查及校准记录、环境浓度及气象信息采集、现场信息采集、备品备件更换记录。

2.5 统计核算

由于目前尚无针对焦化生产企业的VOCs排放量核算的技术指南，设备动静密封点排放量的计算主要按照《石化行业VOCs污染物排查技术指南》的要求，采用相关方程法和平均系数法进行核算。

2.6 泄漏修复与复检

发现泄漏点之后，需要对泄漏源进行挂牌标示，并通知企业对泄漏点进行按时修复，原则上泄漏源须在15 d修复完毕，严重泄漏源则需在48 h内进行修复，但考虑到焦化企业工段工艺的特殊性，可能存在必须停产方可进行检修的泄漏源，这些泄漏源可以延迟至下次停工检修完成前进行修复。

3 实例应用与分析

本文以基于拍照法编码的LDAR技术流程对某焦化企业焦化装置进行了VOCs泄漏量的实地检测，其检测结果如表2所示。

表2 焦化生产装置VOCs泄漏检测结果

由上表可见：本套焦化生产装置有共1 606个检测点，不存在检测人员不可达点。对焦化生产装置的检测结果显示，焦化生产装置实际发现泄漏点占检测点总数量的0.56%，修复率为100%。

对该厂焦化生产装置的泄漏组件进行分类，并以泄漏组件为基准查看每种组件的VOCs泄漏情况，有利于指导企业未来针对VOCs的排放实施定向管理。该厂焦化生产装置不同组件泄漏检测结果如第140页表3所示。

由表3可见：法兰和阀门VOCs泄漏点数量较多，分别占到了55.56%和33.33%；同时可以看出，轻泄漏点：一般泄漏点：重泄漏点：严重泄漏点=11.11∶11.11∶11.11∶66.67，严重泄漏点占比偏高(根据EPA统计数据，严重泄漏点占比平均在3%左右)。

该厂焦化生产装置不同组件泄漏点排放量统计如图2所示。

表3 生产装置不同组件泄漏检测结果

由图2可见，各组件泄漏点排放量中，法兰排放量最大，其次为阀门。因此法兰与阀门应列为日常维护的重点。

图2 不同组件泄露点排放量统计(KG)

4 结论

通过对焦化生产装置实施完整的LDAR技术流程，可及时发现了企业存在的挥发性有机物泄漏点，企业及时开展修复可以实现VOCs减排效果，使企业减少了运行成本，使装置区及周围环境空气质量得到明显改善。

焦化企业应及早准备，持续不断地推进LDAR系统的建立，同时，建立LDAR信息化系统将LDAR纳入常态化管理，作为其安全环保生产的一项重要管控。随着环境综合治理的进一步深入，以及全面展开的VOCs泄漏检测修复态势，建议企业将LDAR工作纳入常态化管理中。