泄漏檢測與修復(fù)（LDAR）工作流程及常見問題剖析

劉志陽+廖程浩+張暉+張永波+趙秀穎+唐喜斌

摘要：指出了泄漏檢測與修復(fù)（LDAR）技術(shù)是控制工藝設(shè)備與管線揮發(fā)性有機(jī)物無組織泄漏的最佳可行技術(shù)，通過對我國多家石化企業(yè)30余套裝置LDAR技術(shù)應(yīng)用情況的跟蹤研究，總結(jié)了LDAR工作實施流程，剖析了企業(yè)在LDAR實施過程中常見的問題，對如何規(guī)范開展LDAR技術(shù)應(yīng)用提出了相關(guān)建議。

關(guān)鍵詞：泄漏檢測與修復(fù)；揮發(fā)性有機(jī)物；工作流程；常見問題

中圖分類號：X78

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-9944（2017）14-0135-03

1 引言

揮發(fā)性有機(jī)化合物（Volatile Organic Compounds，VOCs）是造成臭氧、光化學(xué)煙霧和灰霾污染的重要前體物質(zhì)，部分VOCs還具有毒性和致癌性，會危害人體健康[1，2]。石化行業(yè)是我國工業(yè)源VOCs主要排放行業(yè)，排放量大且以無組織排放為主[3]。據(jù)國際石油工業(yè)環(huán)境保護(hù)協(xié)會估算，石化企業(yè)生產(chǎn)過程中工藝設(shè)備管線物料泄漏導(dǎo)致的VOCs排放量占全廠VOCs無組織排放總量的40%～50%[4]?！靶孤z測與修復(fù)”（Leak Detection and Repair，LDAR）是一種從源頭上控制石化行業(yè)工藝設(shè)備與管線無組織泄漏的最佳可行技術(shù)，規(guī)范實施LDAR工作可顯著削減工藝設(shè)備管線泄漏環(huán)節(jié)的VOCs無組織排放。

歐美等發(fā)達(dá)國家已經(jīng)應(yīng)用LDAR技術(shù)40多年，形成了較為完善的LDAR技術(shù)應(yīng)用體系和管理模式，通過實施LDAR技術(shù)帶來的VOCs減排效益顯著。由于我國LDAR技術(shù)應(yīng)用起步較晚，企業(yè)開展LDAR技術(shù)應(yīng)用的時間短、基礎(chǔ)弱，部分企業(yè)對實施LDAR實施工作流程、技術(shù)要點理解不同，導(dǎo)致不同企業(yè)和裝置LDAR技術(shù)應(yīng)用改造的實施效果參差不齊[5]。筆者對LDAR工作實施的標(biāo)準(zhǔn)化流程進(jìn)行了總結(jié)，對企業(yè)實施LDAR過程中常見的問題進(jìn)行了梳理，并提出了規(guī)范開展LDAR技術(shù)應(yīng)用的建議。

2 LDAR技術(shù)簡介

LDAR技術(shù)是利用固定或便攜式檢測設(shè)備，定量檢測企業(yè)生產(chǎn)裝置中閥門等易產(chǎn)生VOCs泄漏的密封點，并在一定期限內(nèi)采取有效措施修復(fù)泄漏點，從而對全過程物料泄漏進(jìn)行控制的工作實踐方法。典型的密封點類型包括泵、壓縮機(jī)、攪拌器、閥門、泄壓裝置、開口閥或開口管線、取樣連接系統(tǒng)、法蘭、連接件等。LDAR技術(shù)源于美國20世紀(jì)70 年代開始探索的有關(guān)減少來自工藝設(shè)備與管線泄漏的VOCs 無組織排放控制技術(shù)研究，經(jīng)過40 多年的發(fā)展，已經(jīng)形成了較為完整的泄漏檢測管理和維修體系。美國的LDAR技術(shù)已經(jīng)從最初單純的“發(fā)現(xiàn)泄漏點并進(jìn)行修復(fù)堵漏”的概念，到現(xiàn)在已經(jīng)系統(tǒng)建立了LDAR 法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)體系、檢測標(biāo)準(zhǔn)方法、操作程序規(guī)范、現(xiàn)場檢測及數(shù)據(jù)管理模式、質(zhì)量控制、保證及改進(jìn)體系，并已形成檢測儀器研發(fā)與生產(chǎn)、數(shù)據(jù)庫軟件開發(fā)、第三方檢測服務(wù)、專業(yè)咨詢與審核等成套商業(yè)運作體系[5]。

3 LDAR實施工作流程

美國EPA文件《泄漏檢測與修復(fù)：最佳技術(shù)指南》[6]指出，較為成熟的LDAR 作業(yè)步驟可總結(jié)為圖1所示的5個工作流程，包括泄漏點定位、定義泄漏濃度、檢測組件、修復(fù)泄漏組件以及記錄保存。

國家《石化企業(yè)泄漏檢測與修復(fù)工作指南》[7]將LDAR工作流程劃分為LDAR項目建立、現(xiàn)場檢測和泄漏維修3個步驟，對其進(jìn)行進(jìn)一步拆解，可將LDAR工作流程劃分為LDAR實施范圍識別、密封點定位和描述、密封點臺賬建立、密封點現(xiàn)場檢測、泄漏點維修、出具報告6個步驟，如圖2所示。

3.1 LDAR實施范圍識別

LDAR實施范圍識別的目的是確定裝置中哪些工藝設(shè)備和管線中流經(jīng)物料的VOCs質(zhì)量分?jǐn)?shù)≥10%，且存在潛在泄漏的可能。具體的工作方法一般為，通過核對和分析裝置物料平衡表、裝置操作規(guī)程等資料，對照工藝流程圖（PFD）和設(shè)備和管道儀表圖（P&ID）進(jìn)行LDAR實施范圍劃定，并在圖紙上對物料狀態(tài)進(jìn)行辨識。

3.2 密封點定位和描述

密封點定位和描述的主要目的是進(jìn)一步識別LDAR實施范圍內(nèi)工藝設(shè)備與管線上的密封點，并通過一定的規(guī)則，對LDAR實施范圍內(nèi)的密封點進(jìn)行標(biāo)識和描述，從而實現(xiàn)密封點的準(zhǔn)確定位，可以“按圖索驥”對每個密封點進(jìn)行LDAR檢測和泄漏維修。密封點定位方法一般包括掛牌法、圖像記錄法以及掛牌與圖像記錄法相結(jié)合的方法。目前我國石化企業(yè)主要采用掛牌與圖像記錄相結(jié)合的定位方法，該方法具有掛牌數(shù)量少、便于現(xiàn)場組件變更管理，以及可視化程度高、便于快速找到檢測點位等優(yōu)點。標(biāo)識牌上的編碼應(yīng)具有唯一性、有序性和定位性。

3.3 密封點臺賬建立

密封點臺賬是后續(xù)現(xiàn)場檢測和泄漏維修的基礎(chǔ)。密封點臺賬應(yīng)詳細(xì)記錄每個密封點的基本信息、工藝屬性和設(shè)備屬性，主要包括裝置、區(qū)域或單元、位置、P&ID圖號、位置描述、密度點類型、公稱直徑、物料狀態(tài)、是否屬于不可達(dá)點等信息。密封點臺賬建立時，應(yīng)盡可能收集該密封點的總有機(jī)碳（Total Organic Carbon，TOC）質(zhì)量分?jǐn)?shù)以及每種VOCs的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，以便于計算響應(yīng)因子。

3.4 密封點現(xiàn)場檢測

密封點現(xiàn)場檢測是實施LDAR項目的核心工作。目前國內(nèi)一般使用便攜式氫火焰離子化（FID）檢測儀進(jìn)行現(xiàn)場檢測?，F(xiàn)場檢測前，儀器應(yīng)進(jìn)行開機(jī)預(yù)熱和流量檢查；預(yù)熱完成后，應(yīng)通入零氣和標(biāo)準(zhǔn)氣體對儀器進(jìn)行零點與示值檢查，當(dāng)示值偏差不超過“±10%”時，方可開展現(xiàn)場檢測?，F(xiàn)場檢測過程中，應(yīng)先獲取該套裝置或單元的環(huán)境本底值，再對密封點位進(jìn)行檢測。當(dāng)日檢測介紹后，應(yīng)檢查儀器示值漂移，當(dāng)儀器漂移值超過“-10%”時，則應(yīng)重新校準(zhǔn)儀器并重新檢測當(dāng)日已檢測的受控密封點。

3.5 泄漏點維修

泄漏維修是LDAR實施工作中實現(xiàn)VOCs減排的關(guān)鍵。當(dāng)密封點的凈檢測值超過泄漏控制濃度時，表明該密封點發(fā)生泄漏。泄漏點應(yīng)及時維修，首次維修不應(yīng)遲于發(fā)現(xiàn)泄漏之日起5 d內(nèi)。若該泄漏點經(jīng)首次維修后未修復(fù)，則應(yīng)在自發(fā)現(xiàn)泄漏之日起15 d內(nèi)進(jìn)行實質(zhì)性維修。若泄漏點15 d內(nèi)維修不可行或立即維修存在安全風(fēng)險或立即維修引發(fā)的VOCs排放量大于延遲修復(fù)造成的排放量時，可將該泄漏點納入延遲維修。

3.6 LDAR報告

LDAR報告通常借助企業(yè)LDAR管理平臺生成，一般包括季度報告、年度報告，排放量計算報告等，便于企業(yè)進(jìn)行LDAR項目運行的統(tǒng)計、管理以及排污申報。

4 LDAR實施過程中常見問題剖析

根據(jù)對我國某省多家企業(yè)30余套石化裝置LDAR技術(shù)應(yīng)用的跟蹤研究，結(jié)合各地關(guān)于石化企業(yè)LDAR項目開展情況的調(diào)查分析，對我國石化企業(yè)LDAR項目實施過程中存在的常見問題及問題產(chǎn)生的原因進(jìn)行了剖析。

4.1 LDAR項目建立過程常見問題剖析

（1）LDAR實施范圍的漏判和誤判。該問題主要為出現(xiàn)大范圍的工藝設(shè)備與管線未被正確納入LDAR實施范圍，導(dǎo)致該區(qū)域的密封點未被納入LDAR項目管控。出現(xiàn)該問題的原因可能是建檔人員對工藝設(shè)備與管線的內(nèi)部物料中VOCs含量判定有誤。

（2）組件漏掛牌或未進(jìn)行圖像記錄。該問題主要為LDAR實施范圍內(nèi)的個別組件漏掛牌或未進(jìn)行圖像記錄，導(dǎo)致該組件所屬的密封點未建檔。出現(xiàn)該問題的原因可能為建檔人員在進(jìn)行排放源定位和掛牌時，將個別組件遺漏。

（3）密封點計數(shù)有誤。該問題主要為未正確按照該類型組件的密封點計數(shù)規(guī)則進(jìn)行密封點擴(kuò)展，導(dǎo)致該組件所屬密封點有所遺漏或。出現(xiàn)該問題的原因可能是建檔人員對部分組件類型的密封點計數(shù)規(guī)則不熟悉，或?qū)Σ糠衷O(shè)備的內(nèi)部構(gòu)造不了解。

（4）密封點描述不準(zhǔn)確。該問題主要為對密封點臺賬中對于該密封點的基本信息、工藝屬性和設(shè)備屬性的描述與現(xiàn)場實際不符，例如密封點類型判斷有誤、位置信息描述不準(zhǔn)確等。出現(xiàn)該問題的原因可能是建檔人員在裝置現(xiàn)場進(jìn)行密封點信息采集時，對該密封點所屬信息判斷不準(zhǔn)確，或?qū)τ诿芊恻c的描述規(guī)則不熟悉。

4.2 LDAR檢測與維修過程常見問題剖析

（1）現(xiàn)場檢測操作不規(guī)范。該問題主要表現(xiàn)在以下幾個方面：檢測前未充分進(jìn)行開機(jī)預(yù)熱和流量檢查；儀器未校準(zhǔn)便開展檢測；儀器校準(zhǔn)時，標(biāo)氣濃度不符合規(guī)定，或標(biāo)氣未在有效期之內(nèi)；現(xiàn)場檢測未正確獲取背景值；大風(fēng)或雨雪等不良天氣下開展檢測；儀器探頭在檢測界面移動速度過快（超過10cm/s）或離檢測點密封邊緣過遠(yuǎn)；檢測結(jié)束時未進(jìn)行漂移檢測，等等。該問題產(chǎn)生的原因可能為：現(xiàn)場檢測人員對于密封點檢測的工作流程和操作要求不了解；標(biāo)氣或儀器性能與狀態(tài)不符合現(xiàn)場檢測要求；檢測作業(yè)時，檢測人員的儀器操作不規(guī)范，等。

（2）泄漏點維修時間超過維修時限規(guī)定。該問題主要表現(xiàn)為：泄漏點的首次維修時間超過5 d，或?qū)嵸|(zhì)性維修時間超過15 d。該問題產(chǎn)生的原因可能為泄漏點的維修工單傳達(dá)不及時、維修部門未按時到裝置現(xiàn)場開展維修和復(fù)測等。

（3）延遲維修管理不合規(guī)。該問題主要表現(xiàn)為：對于經(jīng)實質(zhì)性維修無法修復(fù)的泄漏點未納入延遲維修管理，或?qū)⒉环涎舆t維修條件的泄漏點納入延遲維修管理。該問題產(chǎn)生的原因可能為企業(yè)對于延遲維修管理的理解存在偏差，或企業(yè)對于泄漏修復(fù)的管理機(jī)制不完善等。

5 建議

規(guī)范實施LDAR工作是實現(xiàn)工藝設(shè)備與管線泄漏環(huán)節(jié)VOCs減排的關(guān)鍵，也是避免LDAR工作流于形式的重要途徑。雖然近期國家和各省市先后出臺了多項LDAR實施技術(shù)規(guī)范或工作指南對LDAR項目實施進(jìn)行約束和指導(dǎo)，但由于LDAR法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)體系不完善、第三方服務(wù)機(jī)構(gòu)缺乏資質(zhì)管理、LDAR長效運行和監(jiān)管管理機(jī)制不健全等原因，導(dǎo)致企業(yè)在具體LDAR項目實施過程中仍有諸多不合規(guī)的問題存在。因此，有必要通過完善LDAR標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)規(guī)范體系以及建立LDAR長效運行和監(jiān)督管理體系等手段，將LDAR實施工作流程和方法、LDAR實施過程質(zhì)量控制、LDAR實施效果評估融合到LDAR技術(shù)應(yīng)用體系之中，使企業(yè)、第三方服務(wù)機(jī)構(gòu)、政府環(huán)境管理部門等利益相關(guān)方形成一個閉合循環(huán)，實現(xiàn)LDAR技術(shù)應(yīng)用水平在循環(huán)累積中不斷提高，充分發(fā)揮LDAR技術(shù)在VOCs污染減排、資源節(jié)約、安全風(fēng)險防范等方面的效益。

參考文獻(xiàn)：

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