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文檔簡介
石化企業(yè)泄漏檢測與修復工作指南編制說明
一、項目背景
(一)任務來源
為落實國務院印發(fā)的《大氣污染防治行動計劃》(國發(fā)﹝2013﹞
37號)中的關于控制揮發(fā)性有機物的相關要求,石化行業(yè)VOCs污
染源排查工作指南》。
2013年,國務院頒布《大氣污染防治行動計劃》(國發(fā)〔2013〕
37號),要求石化行業(yè)實施VOCs綜合整治并開展泄漏檢測與修復
(LDAR)技術應用。2014年12月,環(huán)境保護部發(fā)布《石化行業(yè)揮
發(fā)性有機物綜合整治方案》(環(huán)發(fā)〔2014〕177號)。2015年10月1
日開始試行的《揮發(fā)性有機物排污收費試點辦法》(財稅〔2015〕71
號)(財政部會同國家發(fā)展改革委、環(huán)境保護部頒布),設備動靜密封
點是VOCs排污收費的重要源項。為了落實相關要求,環(huán)境保護部委
托環(huán)境保護部環(huán)境工程評估中心編制《石化企業(yè)泄漏檢測與修復工作
指南》。編制過程
(二)工作啟動
在環(huán)境保護部環(huán)境工程評估中心(簡稱“中心”)及揮發(fā)性有機
物污染控制工作組(簡稱“工作組”)大量前期研究基礎上,從2014
年12月開始,由中心組織牽頭,從工作組中抽調(diào)了中石化、中石油、
中海油和斯尼福公司等單位相關人員共同參加起草了本指南。
本指南制定參照GB/T1.1《標準化工作導則第1部分:標準的結
構和編寫規(guī)則》,GB/T1.2《標準化工作導則第2部分:標準中規(guī)范性
技術要素內(nèi)容的確定方法》要求進行。
(三)工作過程
“指南”編制啟動后,工作組收集了大量國內(nèi)外泄漏檢測與修復
有關的資料,并通過認真梳理,初步確定了引用或參考的國內(nèi)外標準。
2014年11月-12月分別到天津大港石化公司和燕山石化公司,分類
統(tǒng)計了典型煉油裝置(蒸餾、重整)密封點數(shù)量,考察企業(yè)泄漏檢測
專業(yè)隊伍的現(xiàn)場實際操作和LDAR運行狀況。聽取了石化企業(yè)目前
開展LDAR的基本情況介紹,共同探討了泄漏檢測與修復項目實施
過程中存在的問題和應對策略。
為了廣泛了解國內(nèi)LDAR項目的開展情況,評估中心先后組織
相關人員參加了天津市環(huán)科院的《泄漏檢測與修復項目驗收技術指
南》等文件論證會(2015年3月12日)、《中國石化LDAR操作與管
理手冊》交流會(2015年3月6日)和廣東省環(huán)境保護廳組織的石
化行業(yè)LDAR示范項目驗收暨茂石化湛江東興石化LDAR工作啟動
會(2015年1月8日)。同時與開展LDAR技術服務專業(yè)公司開展了
技術交流,并通過Email與美國EPA標準起草專家針對閥門、機泵
密封計數(shù)、PID檢測數(shù)據(jù)處理等內(nèi)容進行了咨詢與交流。鑒于國內(nèi)外
LDAR標準法規(guī)基本沒有涉及設備泄漏維修方法的實際情況,向石化
設備專家咨詢了石化生產(chǎn)設備常見泄漏故障的維修或處理手段。
在認真聽取和分析各地環(huán)保部門、石化企業(yè)和國外專家對開展
LDAR的建議基礎上,結合國內(nèi)石化企業(yè)LDAR實施現(xiàn)狀,參考《泄
漏和敞開液面排放的揮發(fā)性有機物檢測技術導則》、《石油煉制工業(yè)污
染物排放標準》等國家標準和國外相關標準法規(guī),初步確定了本指南
中的各項內(nèi)容,形成了《石化企業(yè)泄漏檢測與修復工作指南》征求意
見稿。
石化企業(yè)泄漏檢測與修復工作指南編制說明
2015年5月6日,環(huán)保部在其官方網(wǎng)站上發(fā)布了本指南的本征
求意見稿,在全國范圍內(nèi)公開征求意見。共72個單位或部門反饋了
意見。其中包括環(huán)保部科技標準司等10個司局,環(huán)科院等12個直屬
科研單位,44個地方政府相關部門、中國石化等6家企業(yè)。反饋意
見共94條,其中采納73條,占77.7%。2015年7月初工作組向環(huán)
保部污防司作了征求意見匯總處理情況專題匯報。根據(jù)污防司領導的
意見,工作組對指南進行了多次討論、修改和完善,形成報批稿(初
稿)。
為了提高本指南的可行性,工作組2015年9月13日和9月16
日分別舉行了《石化企業(yè)泄漏檢測與修復工作指南》專家、企業(yè)討論
會,兩次會上分別征求了11位專家和11家企業(yè)代表對工作指南的意
見。兩次會議共提意見118條,其中采納或部分采納74條,占63%。
增加了LDAR總體流程圖、記錄和報告內(nèi)容,刪除了一些國內(nèi)石化
企業(yè)現(xiàn)階段難以達到的要求。通過與國外著名環(huán)境咨詢公司(Sage、
Providence等)探討,確認了某些有爭議問題的解決方案,完善了指
南報批稿。
(四)征求意見稿內(nèi)容調(diào)整說明
1.修改概況
2015年5月6日,環(huán)保部在其官方網(wǎng)站上發(fā)布了本指南征求意
見稿,在全國范圍內(nèi)公開征求意見。共72個單位或部門反饋了意見。
其中包括環(huán)保部科技標準司等10個司局,環(huán)科院等12個直屬科研單
位,44個地方政府相關部門、中國石化等6家企業(yè)。反饋意見共94
條,其中采納77條,占82%。2015年7月初工作組向環(huán)保部污防
司作了征求意見匯總處理情況專題匯報。根據(jù)污防司領導的意見,工
作組對指南進行了多次討論、修改和完善。
為了提高本指南的可行性,工作組2015年9月13日和9月16
日分別舉行了《石化企業(yè)泄漏檢測與修復工作指南》專家、企業(yè)討論
會,兩次會上分別征求了11位專家和11家企業(yè)代表對工作指南的意
見。兩次會議共提意見118條,其中采納或部分采納74條,占63%。
增加了LDAR總體流程圖、記錄和報告內(nèi)容,刪除了一些國內(nèi)石化
企業(yè)現(xiàn)階段難以達到的要求。通過與國外著名環(huán)境咨詢公司(Sage、
Providence等)探討,確認了某些有爭議問題的解決方案,形成了指
南報批稿。
2.主要修改內(nèi)容及依據(jù)
(1)“涉VOCs物料”的引入
征求意見稿中的術語中的受控裝置和設備是基于《石油煉制工業(yè)
污染物排放標準》5.3.2的規(guī)定:“揮發(fā)性有機物流經(jīng)以下設備與管線
組件時,應進行泄漏檢測與控制”。該標準未明確物料中含VOCs含
量。因此征求意見稿給出的受控裝置和受控設備也沒有明確物料的
VOCs含量。
在首次征求意見中有兩份反饋意見(上海市、中石化)提出:指
南應明確LDAR管控設備或裝置的物料含量,提高可操作性,并建
議宜10%為界,即設備接觸的物料中VOCs≥10%,納入LDAR管控。
石化生產(chǎn)裝置中有些單元含有微量的VOCs(例如閃蒸后的酸性
氣、經(jīng)過氣提后的污水),如果劃入LDAR實施范圍,將大大增加企
業(yè)的LDAR成本,而且由于VOCs含量低,控制效率較差。因此,
工作組參照美國EPA標準40CFR60中的“inVOCservice”概念,引
入“涉VOCs物料”。同時變更了“受控裝置”、“受控設備”、“受控
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密封點”和“受控群組”等術語。
(2)不可達點辨識
征求意見稿給出“不可達密封點”定義為:“由于物理或化學因
素導致無法定量檢測的密封點。物理因素主要包括空間因素(密封點
所有部位超出操作人員觸及范圍2米以上)導致儀器無法檢測、保溫
或保冷等物理隔離、高溫或輻射等;化學因素主要是密封點存在可能
導致檢測人員暴露于危險的有毒有害介質(如H2S等)”
反饋意見“化學因素中,對于任何石油化工行業(yè)都會有暴露在危
險的有毒有害介質中,可能導致任何點都會是不可達密封點,此說法
會有爭議”
另外,煉油、化工生產(chǎn)工藝或安全要求部分設備或管線需要與外
界環(huán)境絕熱隔離,即進行保溫或保冷處理。根據(jù)某石化公司的最近統(tǒng)
計數(shù)據(jù),煉油裝置的保溫密封點占10%。如果全歸于難于檢測,估算
排放量就會產(chǎn)生較大偏差,難以真實呈現(xiàn)裝置的設備泄漏狀況。
因此,本指南對“不可達密封點”定義變更為:由于空間距離、
隔離等物理因素或安全因素,難以或無法實施常規(guī)檢測的密封點。
新定義刪除刪除了“保溫、保冷”,并在項目建立中新增了“不
可達密封點辨識”規(guī)則,確定了安全因素中的受限空間、易燃易爆、
有毒、缺氧富氧和電離輻射等危險邊界。
(3)密封點檢測臺賬建立
根據(jù)反饋意見,對征求意見稿中的“群組標識”等內(nèi)容進行了充
實、梳理,合成為“密封點檢測臺賬建立”。并對群組編碼格式重新
設置,增加了區(qū)域和平臺兩級,便于刪除或添加密封點。
(4)數(shù)據(jù)處理簡化
征求意見稿中的數(shù)據(jù)處理包含“常規(guī)檢測數(shù)據(jù)”、“非常規(guī)檢查結
果處理”和“未檢測、檢查受控密封點處理”等內(nèi)容。為了簡化數(shù)據(jù),
便于計算,刪除了“非常規(guī)檢查結果處理”和“未檢測、檢查受控密
封點處理”。
(5)質量保證與質量控制充實
征求意見稿中,LDAR的質量保證與質量控制分別對“項目建
立”、“常規(guī)檢測”和“泄漏維修”提出了要求。根據(jù)專家和企業(yè)(9
月會議)意見,對前兩項內(nèi)容進行了調(diào)整和充實,提高了QA/QC的
可操作性。其中“項目建立”QA/QC包括:資料審核,項目建立質
量保證(人員職責),密封點臺帳審核;“常規(guī)檢測”QA/QC包括:
檢測前準備,檢測、檢查過程,漂移修正。漂移修正閾值從-25%提高
到-10%,與EPA控制標準一致。
另外,征求意見稿中,多數(shù)條目都需要記錄文件,系統(tǒng)性不強,
因此,工作組參照EPA做法,將記錄和報告分別單獨描述。
(6)泄漏控制濃度與響應因子的關系
依據(jù)《石油煉制工業(yè)污染物排放標準》(GB31570-2015)密封點
泄漏確認條件為:“揮發(fā)性有機液體或有機氣體流經(jīng)的設備與管線組
件,采用氫火焰離子化檢測儀(以甲烷或丙烷為校正氣體),泄漏檢
測值大于等于2000μmol/mol”。氫火焰離子化檢測儀(FID)以甲烷
或丙烷為校正氣體,檢測其他氣體時,儀器讀數(shù)與實際氣體濃度在多
數(shù)情況下并不完全一致,有時甚至會差別較大。EPA《設備泄漏排放
評估協(xié)議》和本指南對響應因子使用給出了明確的要求。而EPA排
放標準中的泄漏控制濃度沒有涉及響應因子。工作組認為既然泄漏排
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放計算考慮響應因子影響了,泄漏認定也應采取統(tǒng)一的原則。
二、指南內(nèi)容和編制依據(jù)
(一)指南結構
指南由石化企業(yè)LDAR工作流程、項目建立、常規(guī)檢測、泄漏
修復和質量保證與控制等構成等11部分構成。為了更好地指導企業(yè)
有序、規(guī)范開展LDAR工作,工作組編制了裝置編碼等4個資料性
附錄,可供相關人員參考。
(二)引用、參考標準法規(guī)
設備泄漏檢測與修復起源于美國。早在上世紀七十年代美國石化
企業(yè)就已經(jīng)開始檢測設備有害物質的泄漏并加以修復,積累了相當?shù)?/p>
數(shù)據(jù)和經(jīng)驗。八十年代初開始著手制定和頒布相關控制設備泄漏排放
標準,部分標準如《新固定源標準》在本世紀初進行了修訂或補充。
歐洲等發(fā)達國家基本上參照美國EPA標準,制定了相應的LDAR標
準、指南。因此本指南除引用國家或行業(yè)相關標準外,主要參考了
EPA40CFR60、61、63。在充分甄別各標準的差異基礎上,主要引用
或參考了以下國內(nèi)外標準法規(guī)或文件:
《石油煉制工業(yè)污染物排放標準》(GB31570-2015);
《石油化學工業(yè)污染物排放標準》(GB31571-2015);
《泄漏和敞開液面排放的揮發(fā)性有機物檢測技術導則》(HJ
733-2014);
《揮發(fā)性有機化合物泄漏測定》(方法21,美國聯(lián)邦法規(guī)40CFR
part60,A-7);
《有機合成工業(yè)設備VOCs泄漏標準》(美國聯(lián)邦法規(guī)40CFR60
新固定源標準SubpartVV,適合1981年1月5日-2006年11月7日
期間開始建設、改建的裝置);
《有機合成工業(yè)設備VOCs泄漏標準》(美國聯(lián)邦法規(guī)40CFR60
新固定源標準SubpartVVa,適合2006年11月7日以后開始建設、
改建的裝置);
《石油煉制工業(yè)設備VOCs泄漏標準》(美國聯(lián)邦法規(guī)40CFR60
新固定源標準SubpartGGG,適合1983年1月4日-2006年11月7
日期間開始建設、改建的裝置);
《石油煉制工業(yè)設備VOCs泄漏標準》(美國聯(lián)邦法規(guī)40CFR60
新固定源標準SubpartGGGa,適合2006年11月7日以后開始建設、
改建的裝置);
《設備泄漏排放標準》(有害空氣污染物排放標準SubpartV,40
CFR61);
《設備泄漏排放有機有害空氣污染物排放標準》(有害空氣污染
物分類排放標準SubpartH,40CFR63)。
(三)本指南適用范圍
根據(jù)國外LDAR的實施經(jīng)驗,項目建立是規(guī)范后期檢測、維修
以及數(shù)據(jù)分析的基礎,美國煉油企業(yè)在LDAR初期階段數(shù)據(jù)不統(tǒng)一
造成后期許多數(shù)據(jù)無法進行統(tǒng)計(API),因此本指南特別提出了
LDAR項目建立、數(shù)據(jù)格式的要求。同時為了指導企業(yè)或第三方機構
采取統(tǒng)一LDAR流程,本指南涵蓋了泄漏檢測與修復全流程的多個
要素。包括項目建立、常規(guī)檢測、非常規(guī)檢查、泄漏確認與標識、檢
測頻次、數(shù)據(jù)處理、泄漏修復和質量保證與控制等技術要求等內(nèi)容。
石化企業(yè)泄漏檢測與修復工作指南編制說明
本指南適用于石油煉制工業(yè)、石油化學工業(yè)開展設備泄漏檢測與
修復工作。其它涉及設備VOCs泄漏排放工業(yè)如煤化工、制藥等行業(yè)
也可參照執(zhí)行。其中石油煉制工業(yè)的界定是根據(jù)《石油煉制工業(yè)污染
物排放標準》的定義,即以原油、重油等為原料,生產(chǎn)汽油餾分、柴
油餾分、燃料油、潤滑油、石油蠟、石油瀝青和石油化工原料等的工
業(yè);石油化學工業(yè)定義為以石油餾分、天然氣等為原料,生產(chǎn)有機化
學品、合成樹脂、合成纖維、合成橡膠等的工業(yè),與《石油化學工業(yè)
污染物排放標準》一致。
(四)術語和定義
1.VOCs定義
本指南采用了《石油煉制工業(yè)污染物排放標準》給出的VOCs
定義。國內(nèi)外較為流行的揮發(fā)性有機物(VOCs)定義主要可以分為
兩大類,分別是從光化學性質和物理性質兩個角度進行定義,其中從
物理性質角度的定義有可以分為兩種。
以美國EPA為代表的定義(以下簡稱定義1)從光化學性質角度
將VOCs定義為除CO、CO2、H2CO3、金屬碳化物、金屬碳酸鹽、碳
酸銨,任何參加大氣光化學反應的碳化合物,并將光化學活性較小的
碳化合物列入豁免清單。歐盟國家排放總量指令等也參照美國VOCs
定義,但只豁免甲烷。
以WHO為代表的定義(以下簡稱定義2)則是從物理性質角度,
根據(jù)蒸汽壓或沸點對VOCs進行定義;以歐盟有機溶劑使用指令為代
表的定義(以下簡稱定義3)更將其擴展到特定條件下具有相應揮發(fā)
性的有機化合物。目前我國國內(nèi)大部分標準的VOCs定義均采用了定
義2或定義3。
從定義上可以看出,定義1涵蓋的物質為具有光化學活性的碳化
合物(包括部分有機物和CS2等非有機物);定義2涵蓋了大部分有
機物,但能在高溫條件下?lián)]發(fā)并排入大氣的高沸點有機物則被排除在
外,對于煉油等行業(yè)顯然并不適用;而定義3“特定條件下”的含糊
概念則基本可以涵蓋所有的有機物,基本可以管控住石油煉制工業(yè)中
揮發(fā)到氣相中的有機物。
可以看出,定義1體現(xiàn)了控制VOCs的原因是為了減少大氣環(huán)境
中的光化學反應,從而達到控制環(huán)境空氣中臭氧形成的目的,進而控
制PM2.5的產(chǎn)生。定義2和定義3則更注重有機物大氣污染源(包括
人群健康危害污染源)的控制,關心的是有機物揮發(fā)進入大氣環(huán)境途
徑和污染源強,與實際的環(huán)境空氣標準因子之間的聯(lián)系難以界定,還
容易與人群健康、職業(yè)衛(wèi)生的管控領域相重疊,導致管控的目標不明
確。
因此,定義1能體現(xiàn)污染物控制的針對性,有利于開展污染源的
精細化管理,更能體現(xiàn)出環(huán)保部提出的將我國環(huán)境管理由“以環(huán)境污
染控制為目標導向”向“以環(huán)境質量改善為目標導向”轉變的思想,
并避免“有機物”和“無機物”劃分不夠嚴謹?shù)膯栴}。
2.涉VOCs物料
《石油煉制工業(yè)污染物排放標準》5.3.2規(guī)定:“揮發(fā)性有機物流
經(jīng)以下設備與管線組件時,應進行泄漏檢測與控制”。該標準未明確
物料中含VOCs含量,石化生產(chǎn)裝置中有些單元含有微量的VOCs(例
如閃蒸后的酸性氣、經(jīng)過氣提后的污水),如果劃入LDAR實施范圍,
將大大增加企業(yè)的LDAR成本,而且由于VOCs含量低,控制效率
較差。
石化企業(yè)泄漏檢測與修復工作指南編制說明
美國《有機合成工業(yè)設備VOCs泄漏標準》規(guī)定接觸VOC質量
分數(shù)達到或超過10%的物料的設備應納入LDAR管控,多年的實踐
表明行之有效。煉油和化工裝置的PFD或操作手冊等技術資料一般
包括主要管線或設備的物料平衡表,因此采用該方法來劃定LDAR
實施范圍相對簡易,可行性較強。
另外,為了衡量企業(yè)的LDAR實施效果,需要計算由于設備泄
漏造成的VOCs排放量。而目前世界上,多數(shù)國家認可的計算方法源
于美國EPA《設備泄漏排放估算協(xié)議》。該協(xié)議要求設備密封點按照
接觸物料的狀態(tài)進行統(tǒng)計或計算。計算過程中物料分為氣體、輕液
(lightliquid)和重液(heavyliquid)三種狀態(tài)。其中輕液定義為:
設備內(nèi)流體為液體,且蒸氣壓大于0.3kPa(20℃時)的揮發(fā)性有機
化合物組分占比不低于20%(重量百分比)。而《石油煉制工業(yè)污染
物排放標準》的揮發(fā)性有機液體定義為:任何能向大氣釋放揮發(fā)性有
機物的符合以下任一條件的有機液體:(1)20℃時,有機液體的真實
蒸氣壓大于0.3kPa;(2)20℃時,混合物中,真實蒸氣壓大于0.3kPa
的純有機化合物的總濃度等于或者高于20%(質量分數(shù))。可以發(fā)現(xiàn)
“揮發(fā)性有機液體”包含了EPA定義的“輕液”。為了與國標相一致,
本指南提出了包含“揮發(fā)性有機液體”的“涉VOCs物料”的定義:
VOCs質量分數(shù)≥10%的物料,主要包括有機氣體、揮發(fā)性有機液體
和重液體。同時明確了有機氣體和重液體的定義,為LDAR受控邊
界劃分提供了基礎。
3.嚴重泄漏密封點
根據(jù)API對煉油企業(yè)多年累積的1156萬個檢測LDAR數(shù)據(jù)分析
(見表1),可以看出,檢測值大于等于10000μmol/mol的數(shù)據(jù)雖然
只有0.128%,即平均每770個檢測數(shù)據(jù),才有1個數(shù)據(jù)大于等于
10000μmol/mol,然而其排放量卻占到了83.91%。從國內(nèi)9套乙烯裂
解裝置普查數(shù)據(jù)同樣可以看出(圖1),檢測值大于等于
10000μmol/mol的泄漏點排放量占69%??梢妵鴥?nèi)外數(shù)據(jù)有相同的趨
勢,即檢測值大于等于10000μmol/mol的極少數(shù)密封點排放量明顯高
于檢測值低于該值的密封點排放量。
因此,本指南提出了將檢測值大于等于10000μmol/mol的密封
點歸于“嚴重泄漏密封點”,在指南提出了特殊統(tǒng)計報告的要求,與
嚴重泄漏密封點相關的數(shù)據(jù)可以作為考核裝置設備泄漏控制的重要
指標之一。
表1API統(tǒng)計煉油企業(yè)LDAR數(shù)據(jù)
檢測值(μmol/mol)數(shù)據(jù)占比(%)排放量占比(%)
0-49999.5810.73
500-99990.305.35
≥100000.1383.91
圖1國內(nèi)部分乙烯裂解裝置普查數(shù)據(jù)
(五)項目建立
1.不可達密封點
本標準將一些地方標準定義的難于(物理因素)和險于檢測(安
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全因素)密封點統(tǒng)一歸于不可達密封點。國內(nèi)各地方環(huán)保標準或要求
有過相關定義或說明。如上海市《設備泄漏揮發(fā)性有機物排放控制技
術規(guī)程》規(guī)定難于檢測為:高于平臺3米及以上才能檢測的設備;廣
東省《廣東省泄漏檢測與維修制度(LDAR)實施的技術要求》中難
于檢測的組件指離地面5米以外或離平臺2米以外的組件。天津市《工
業(yè)企揮發(fā)性有機物工業(yè)企揮發(fā)性有機物排放控制標準》指不易采用監(jiān)
測儀器進行定量檢測的設備與管線組件,包括從地面進行檢測時,位
于高于地面5m以上的設備與管線組件;或從平臺進行檢測時,位于
高于該平臺2m以上的設備。
上述地方標準或要求的共同點在于,難于檢測只考慮了高處的密
封點,不同之處僅在于高度標準稍有差別。然而難于檢測并不只限于
高處的密封點,例如部分需要采用臨邊作業(yè)方式才能檢測的密封點。
因此,本指南規(guī)定:超出檢測人員的觸及范圍2m,無論是上下左右
的密封點均應歸于難于檢測,與美國EPA要求一致。
另外,煉油或化工生產(chǎn)工藝或安全要求部分設備或管線需要與外
界環(huán)境絕熱隔離,即進行保溫或保冷處理。例如:具有下列情況之一
的設備或管道及組成件應予保溫:(1)外表面溫度高于50℃;(2)
表面溫度低于或等于50℃但工藝需要保溫的設備和管道;(3)介質
凝固點或冰點高于最低環(huán)境溫度的設備和管道;(4)表面溫度超過
60℃但工藝要求不保溫的設備或管道,需要經(jīng)常維護又無法采用其它
措施防止燙傷的部位,應在下列范圍內(nèi)設置防燙傷保溫;A.高于地面
或操作平臺2.1m以內(nèi)者;B.離開操作面0.75m以內(nèi)者。常溫以下的
設備或管道,應在減少冷量損失的同時,確保保冷層外表面溫度高于
環(huán)境的露點溫度。具有下列情況之一的設備和管道必須保冷;(1)需
減少冷介質在生產(chǎn)或輸送過程中的溫升或氣化的設備和管道;(2)需
減少冷介質在生產(chǎn)或輸送過程中的冷量損失或規(guī)定允許冷損失量的
設備和管道;(3)需防止在環(huán)境溫度下,表面凝露的設備和管道。由
于石化工藝特點,生產(chǎn)裝置存在大量保溫、保冷密封點,如果全歸于
難于檢測,估算排放量就會產(chǎn)生較大偏差,難以真實呈現(xiàn)裝置的設備
泄漏狀況,因此本指南沒有將保溫、保冷納入不可達原因。
“安全因素”導致不可達在國內(nèi)外標準中是指:檢測作業(yè)過程可
能對人員造成傷害。石化生產(chǎn)涉及大量易燃易爆、有毒有害物質,隨
時都有可能發(fā)生火災爆炸或中毒傷亡事故。從這一角度考慮,絕大多
數(shù)設備可歸于“險于檢測”。國內(nèi)外LDAR相關標準未提出具體辨識
指標,缺少操作性。本指南參照以下國家、行業(yè)標準和國外標準提出
了受限空間、缺氧、火災爆炸、有毒有害、電離輻射等危險環(huán)境具體
判別指標:
《爆炸危險場所防爆安全導則》(GB/T29304-2012)
《電離輻射防護與輻射源安全基本標準》(GB18871-2002)
《有毒作業(yè)場所危害程度分級》(AQ/T4208-2010)
Permit-requiredconfinedspaces,OSHA1910.146
《化學品生產(chǎn)單位受限空間安全規(guī)范》(AQ3028-2008)
2.群組的劃分
為了提高密封點管理效率,提出了以設備或設備某一部分為中心
的多個受控密封點集成的“群組”概念。
(1)常見群組劃分
群組是LDAR數(shù)據(jù)管理和LDAR標識的基本單元。每個群組通
常以閥、泵和壓縮機等設備為核心,包含一個或者多個管閥件。設備
石化企業(yè)泄漏檢測與修復工作指南編制說明
的拆解或管閥件組合方式有一定的彈性,也有一定的規(guī)律可循,拆解
的基本原則是密封點易于定位或擴展編號,平均每個群組一般管控或
附屬不超過30個密封點??砂次锪狭飨蚝涂臻g位置對群組包含的密
封點定位和二次擴展編號。為方便拍照輔助標識密封點和二次擴展編
號,單個群組應盡量在一個平面內(nèi),密封點應可拍攝在一張照片中。
(2)不規(guī)律設備群組劃分
A.過濾器、塔、反應器和罐
此類設備本體附屬件和本體與外界相連管線并不具有規(guī)律性,在
劃分群組時,要依具體情況而定,例如:1)設備管線上相關聯(lián)的管
閥件可劃分同一群組;2)與本體相連的管線和附件單獨劃分群組;
3)將體型較小的此類設備本體作為一個群組;4)體型較大的此類
設備也可將本體按照空間區(qū)域劃分成多個群組。
B.加熱爐
熱爐是比較復雜的設備,一般分為加熱的介質系統(tǒng)和燃料系統(tǒng)。
介質系統(tǒng)按照物料管線的劃分原則劃分即可,燃料系統(tǒng)根據(jù)每個火盆
里火嘴和長明燈系統(tǒng)來劃分。
C.壓縮機
壓縮機也屬于較特殊的設備,可以把它看做復雜的機泵,但由于
壓縮機體型龐大,機體附件較多,需要詳細劃分群組。群組劃分主要
依據(jù)入口、出口、本體和其他附屬設備和管線。壓縮機入口管線:要
區(qū)別入口以及入口反出口管線,相鄰管線用途不同不可劃分為一個群
組。壓縮機出口管線:相對簡單,但要注意是否有支路管線,如果主
管線被支路管線截斷,即使主管線上管閥件相鄰再進,也需要把支路
管線截斷處群組進行區(qū)別劃分,防止引起歧義。壓縮機本體:壓縮機
緩沖罐如果結構簡單,可以整體換位一個群組,如緩沖罐管線較多,
需要按不同管線和罐本體來劃分群組。
(3)群組劃分注意事項
A.不同管線相鄰很近的管閥件不宜劃為一個群組。
B.多個管閥件組合在一起,但空間上不在一個平面時不宜劃為一
個群組。
C.關聯(lián)較緊密,但空間距離較遠的管閥件組合不宜劃為一個群
組。
(六)常規(guī)檢測
1.儀器的選擇
從理論上講,可以檢測VOCs的儀器很多,據(jù)美國EPA推薦,
有火焰離子化(FID)、光離子化(PID)、催化燃燒式和紅外吸收等
工作原理的檢測儀器可以檢測VOCs。其中催化燃燒式檢測器主要用
于監(jiān)測石化裝置運行過程突發(fā)性事故泄漏,已在石化企業(yè)廣泛應用。
紅外吸收目前主要使用在要求長期穩(wěn)定工作特殊環(huán)境,例如鉆井平
臺、高含硫化氫集氣井站等特殊作業(yè)場所,監(jiān)測可燃氣體或蒸氣的泄
漏。以火焰離子化、光離子化為原理的檢測儀器由于使用成本較高、
操作較為復雜,石化企業(yè)在開展LDAR之前使用較少。
EPA建議的四類儀器具體性能指標可簡要歸結為表2
表2常見VOCs檢測器性能比對
紅外吸收光離子化氫火焰離子
項目催化燃燒檢測器
檢測器檢測器化檢測器
1%LEL,1%LEL,
靈敏(10-1-10-3)(0.1-0.5)
(102μmol/mol(102μmol/
度μmol/molμmol/mol
數(shù)量級)mol數(shù)量級)
檢測(0-100%)LEL,(0-100)%L(0-10000)(0-50000)
石化企業(yè)泄漏檢測與修復工作指南編制說明
紅外吸收光離子化氫火焰離子
項目催化燃燒檢測器
檢測器檢測器化檢測器
范圍由于各種氣體的EL或μmol/molμmol/mol
爆炸下限不同,(0-100)%V
對不同的氣體檢OL
測范圍不同,例
如,對于甲烷,
檢測范圍為
(0-44000)
μmol/mol,對于
戊烷為:
(0-22000)
μmol/mol
根據(jù)儀器帶
只能檢測IP
通濾波器,可以檢測絕
檢測可以檢測絕大多低于入射紫
檢測的氣體大多數(shù)
對象數(shù)VOCs外光光子能
存在較大差VOCs
量的氣體
異。
易受硫化物等組
抗中不會因中毒不會因中毒不會因中毒
分影響,中毒失
毒失效失效失效
效。
抗高
濃度易燒毀檢測器沒有影響沒有影響沒有影響
VOC
s
響應
<15s<35<5s<5s
時間
基本不受環(huán)
在濕度不高濕度可以導境溫度和濕
基本不受環(huán)境
的情況下,致讀數(shù)漂移度影響。需
環(huán)境CO2、水蒸氣影
不受影響。達30%。檢要氫氣燃
影響響,檢測過程需
檢測不需要測不需要氧料,檢測需
要一定量的氧氣
氧氣存在。氣存在。要一定量的
氧氣。
與標
準需要換算需要換算需要換算可直接使用
關聯(lián)
費用低中等中等高
紅外吸收光離子化氫火焰離子
項目催化燃燒檢測器
檢測器檢測器化檢測器
重量輕便輕便輕便較重
早期的EPA標準規(guī)定的泄漏定義濃度為10000μmol/mol,而方
法21中明確要求儀器的靈敏度要高于泄漏定義濃度的2.5%即250μ
mol/mol。目前國家和地方標準要求的最低泄漏定義濃度為500μ
mol/mol,催化燃燒檢測器和紅外吸收檢測器對部分VOCs的靈敏度
(如甲醛1%LEL=700μmol/mol)甚至高于泄漏定義濃度,用于LDAR
泄漏檢測會導致較大偏差,不能滿足LDAR檢測的要求。
光離子化檢測器在上述四種檢測器中最為靈敏,是判斷作業(yè)場所
有毒有害物質濃度的重要技術。然而,光離子化檢測器(PID)易收
受水蒸氣影響,可產(chǎn)生30%的誤差。另外PID只能檢測電離能(IP)
低于入射紫外光光子能量的氣體,C1至C4的直鏈烷烴電離能較高,
例如丙烷IP=10.95eV,高于常見PID的電離能量(10.6eV),不適用
于檢測石化裝置涉及大量直鏈烷烴的設備密封,適用于FID檢測儀器
響應因子大于10的VOCs泄漏檢測,可用于密封點泄漏排放估算,
作為石化裝置泄漏檢測的輔助手段。
氫火焰離子化檢測器(FID)的靈敏度在(0.1-0.5)μmol/mol
范圍內(nèi),遠遠低于泄漏定義濃度(500μmol/mol,2000μmol/mol),
因此可以用于判斷設備或管件閥門泄漏。FID的檢測范圍在(0-50000)
μmol/mol,F(xiàn)ID可以檢測包括直鏈烷烴在內(nèi)的絕大多數(shù)VOCs,線性
范圍在(0-10000)μmol/mol。檢測數(shù)據(jù)可直接用于VOCs排放量評
估計算,國標《石油煉制工業(yè)污染物排放標準》規(guī)定泄漏定義濃度以
氫火焰離子化檢測儀(以甲烷為校正氣體)檢測值為判別標準。因此,
本指南確定FID為常規(guī)LDAR檢測使用儀器。PID、催化燃燒等可作
石化企業(yè)泄漏檢測與修復工作指南編制說明
為常規(guī)檢測的輔助手段。
2.響應因子的確定與應用
FID檢測儀的響應因子均可通過制造商提供,由于已知的VOCs
有上千種,制造商難以提供每種物質的響應因子,因此石化企業(yè)需要
購買或制備部分校準氣體,測定儀器的響應因子。部分物質的校準氣
體可能難以獲取或制備,企業(yè)可以采用特性相近(結構)物質作為校
準氣體的替代品。由于EPA采用真空包袋和載氣吹掃法獲取相關方
程時,泄漏物料包含的組分基本在RFm≤3范圍內(nèi),因此,運用EPA
相關方程,通過檢測值估算排放量,無需修正檢測值。如果RFm>3
時,直接采用檢測值,相關方程不成立或會產(chǎn)生統(tǒng)計意義上的偏差。
因此需要先修正檢測數(shù)據(jù),使RFm≤3成立。
3.泄漏確認
依據(jù)《石油煉制工業(yè)污染物排放標準》5.3.4中的泄漏確認條件:
采用氫火焰離子化檢測儀(以甲烷或丙烷為校正氣體)出現(xiàn)以下情況,
則認定發(fā)生了泄漏:
(1)有機氣體和揮發(fā)性有機液體流經(jīng)的設備與管線組件,泄漏
檢測值大于等于2000μmol/mol;
(2)其它揮發(fā)性有機物流經(jīng)的設備與管線組件,泄漏檢測值大
于等于500μmol/mol。
北京、上海、天津、江蘇、浙江、廣東等地方標準的泄漏確認濃
度見表3,可以發(fā)現(xiàn),地方標準泄漏確認多數(shù)是按照動、靜密封點劃
分。北京、浙江、江蘇、廣東、天津的氣體、揮發(fā)性有機液體的泄漏
控制濃度為500μmol/mol,遠低于《石油煉制工業(yè)污染物排放標準》
規(guī)定的泄漏確認條件。鑒于上述情況,本指南提出了符合《石油煉制
工業(yè)污染物排放標準》、地方標準泄漏確認條件之一的泄漏辨識原則。
使本指南與國家、地方標準有機統(tǒng)一。
表3各地方泄漏控制濃度匯總
泄漏控制濃度
地區(qū)時間密封點類別(μmol/mol)
現(xiàn)有新建
2016年12月31泵、壓縮機20001000
日前其它2000500
北京
2017年1月1日泵、壓縮機10001000
起其它500500
泵、攪拌器等20001000
上海
其它2000500
泵、壓縮機、攪拌器
2015年12月3150002000
等
日前
其它1000500
天津
泵、壓縮機、攪拌器
2016年1月1日20002000
等
起
其它500500
泵、壓縮機、攪拌器
2015年12月3150002000
等
日前
其它1000500
廣東
泵、壓縮機、攪拌器
2016年1月1日20002000
等
起
其它500500
浙江所有密封點500500
美國EPA在《石油煉制工業(yè)設備VOCs泄漏標準》和《有機合
成工業(yè)設備VOCs泄漏標準》規(guī)定:2006年11月7日以前建成的煉
油裝置和化工裝置,閥門、泵的泄漏確認條件為:凈檢測值大于等于
10000μmol/mol。2006年11月7日以前建成的煉油裝置和化工裝置
閥門、泵的泄漏確認條件為:閥門凈檢測值大于等于500μmol/mol;
泵凈檢測值大于等于2000μmol/mol。由此可以看出但從控制標準來
看,我國部分地方明后年的LDAR控制標準甚至高于美國。
石化企業(yè)泄漏檢測與修復工作指南編制說明
(七)泄漏維修
1.泄漏修復時限
首次維修時限與EPA標準一致即:首次維修不得遲于自發(fā)現(xiàn)泄
漏之日起5日內(nèi)。首次維修未修復的泄漏點,應在自發(fā)現(xiàn)泄漏之日起
15日內(nèi)進行實質性維修以修復泄漏。除非符合延遲修復條件,修復
不應遲于自發(fā)現(xiàn)泄漏之日起15日內(nèi)。企業(yè)應根據(jù)本指南要求制定內(nèi)
部維修管理方法和流程。
2.延遲修復條件
本指南把泄漏點歸入延遲修復主要從工藝、安全和環(huán)保三個方面
考慮,參照EPA標準,符合以下條件之一的泄漏點可延遲修復:(1)
若檢測到泄漏后,在不關閉工藝單元的條件下,在15日內(nèi)進行維修
技術上不可行,則可以延遲修復;(2)立即維修存在安全風險;(3)
泄漏密封點立即維修引發(fā)的VOCs排放量大于泄漏點延遲修復造成
的排放量。應盡可能回收泄漏點延遲修復過程中排放的涉VOCs物
料。
依據(jù)本指南規(guī)定的檢測周期,定期檢測延遲修復泄漏點。應在下
次停工檢修結束前完成延遲修復泄漏點修復。
3.多次嚴重泄漏密封點多種途徑整治
減少設備VOCs泄漏,一方面可以通過開展LDAR實現(xiàn);另一
方面可以通過改進工藝、設備達到目的。例如開口管線或開口閥末端
加裝絲堵、盲板,或本指南提出了對LDAR不敏感的多次嚴重泄漏
點的解決原則,即提高密封質制訂如更換或提升密封等級甚至整臺設
備、調(diào)整工藝條件或操作程序等整治方案。整治方案最遲不晚于在下
次停車檢修結束前完成實施。
4.延遲修復泄漏點管理
煉化企業(yè)為了提高效益,裝置的運行周期在逐漸延長,部分裝置
運行周期已達到甚至超過5年。延遲修復密封點管理成為企業(yè)控制設
備泄漏VOCs排放的關鍵性問題。隨著裝置運行時間的延長,設備密
封在高溫、深冷、腐蝕等多重作用下,發(fā)生老化、磨損是難以避免的。
部分密封特別是動密封和閥門閥桿填料密封可能會隨著運行時間延
長,磨損而泄漏加劇。從??松梨诠?000年至2006年對巴吞魯
日煉油廠、巴吞魯日化工廠和異丙醇裝置的LDAR檢測數(shù)據(jù)(見表4)
可以看出,有40%以上泄漏點的泄漏狀態(tài)隨裝置運行而逐漸加劇。因
此,本指南提出延遲修復泄漏點應納入后續(xù)周期檢測計劃內(nèi)。對于持
續(xù)擴大的泄漏點,制定、實施應急措施抑制、回收泄漏物料,減少設
備密封泄漏造成的VOCs排放。
表4??松梨诠救夜S(裝置)設備密封檢測情況
工廠(裝置)檢測值上升檢測值下降檢測值基本不
變
巴吞魯日煉油313963291016126910
廠
巴吞魯日化工854379882250355540
廠
異丙醇裝置20946205976569
三、本指南實施建議
(一)本指南是企業(yè)的LDAR操作指南,對于新建、改擴建裝
置的環(huán)保評估、驗收,可以本指南為依據(jù)審核企業(yè)LDAR建立、運
行和維護。
(二)政策鼓勵石化企業(yè)采用先進檢測技術(OGI),探索不可
達密封點的泄漏辨識標準方法,提高石化企業(yè)LDAR績效。
石化企業(yè)泄漏檢測與修復工作指南編制說明
(三)本指南宜與《石油煉制工業(yè)污染物排放標準》
(GB31570-2015)、《石油化學工業(yè)污染物排放標準》
(GB31571-2015)、《泄漏和敞開液面排放的揮發(fā)性有機物檢測技術
導則》(HJ733-2014)配合使用。
(四)建議指南發(fā)布后,環(huán)保部相關部門盡快發(fā)文組織相關人員
宣貫。
附件6
石化企業(yè)泄漏檢測與修復工作指南
編制說明
環(huán)境保護部環(huán)境工程評估中心
揮發(fā)性有機物污染控制工作組
2015.10
石化企業(yè)泄漏檢測與修復工作指南編制說明
一、項目背景
(一)任務來源
為落實國務院印發(fā)的《大氣污染防治行動計劃》(國發(fā)﹝2013﹞
37號)中的關于控制揮發(fā)性有機物的相關要求,石化行業(yè)VOCs污
染源排查工作指南》。
2013年,國務院頒布《大氣污染防治行動計劃》(國發(fā)〔2013〕
37號),要求石化行業(yè)實施VOCs綜合整治并開展泄漏檢測與修復
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