LDAR技術(shù)在天然氣處理裝置中的應用實例

韓虎 馬倩

摘 要：揮發(fā)性有機物，簡稱VOCs，是形成細顆粒物（PM2.5）和臭氧（O3）的重要前體物。京津冀及周邊地區(qū)源解析結(jié)果表明，有機物（OM）仍是PM2.5的最主要組分，占比達20%-40%，其中，二次有機物占OM比例為30%-50%，主要來自VOCs轉(zhuǎn)化生成;同時，O3濃度呈上升趨勢，尤其是在夏秋季節(jié)已成為部分城市的首要污染物。研究表明，VOCs是現(xiàn)階段該區(qū)域O3生成的主控因子。天然氣處理裝置生產(chǎn)過程中存在大量泄漏點，通過泄漏檢測與修復技術(shù)對泄漏點進行修復之后，依據(jù)《揮發(fā)性有機物無組織排放控制標準》（GB 37822—2019），已對100個泄漏點完成了修復，不僅減少了物料損耗，消除了泄漏安全隱患，同時取得了良好的環(huán)境效益。

關(guān)鍵詞：揮發(fā)性有機物;泄漏檢測與修復;天然氣處理裝置

1.信息建檔

對全廠裝置區(qū)及罐區(qū)進行LDAR信息建檔，對所有的密封點即含VOCs的物料且可能泄漏排放的各種設(shè)備和管線，包括閥門、法蘭及其他連接件、泵、壓縮機、泄壓裝置、開口閥或開口管線、取樣連接系統(tǒng)、泵和壓縮機密封系統(tǒng)排氣口、儲罐呼吸口、檢修口密封處等，按照《石化行業(yè)泄漏檢測與修復工作指南》進行拍照建檔。

對第二氣體處理廠、第三氣體處理廠、丁烷廠、輕烴站四個單位進行全覆蓋建檔。按照格式進行密封點基礎(chǔ)信息的建立，并對所有相應的密封點進行同步拍照。

2.軟件開發(fā)

對建立的信息上傳至天然氣處理廠與油田信息中心聯(lián)合自主開發(fā)應用軟件之中。

傳統(tǒng)檢測采用離線檢測，通過對所有已建立的密封點臺賬及裝置組件進行拍照、編號，打印出圖片在現(xiàn)場一一對應識別、進行檢測，檢測結(jié)束將結(jié)果進行整理，自主錄入或上傳至密封點臺賬，完善各密封點的信息。

天然氣處理廠與油田信息中心聯(lián)合開發(fā)的LDAR數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，將建好的密封點臺賬與組件拍照上傳至數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中，使所有臺帳與密封點信息、圖庫、裝置位置圖等均在系統(tǒng)對應的目錄中，將系統(tǒng)安裝在手持平板上，通過點擊“系統(tǒng)檢測計劃-檢測點位”，使圖庫自動顯示，同時界面有檢測鍵、保存結(jié)果鍵，使檢測與上傳結(jié)果能同步進行，實現(xiàn)了實時線上檢測，同時解決了需打印數(shù)百張紙質(zhì)圖片隨行檢測的問題。

在軟件開發(fā)過程中，主要解決了手動錄入數(shù)據(jù)提交后app閃退bug、優(yōu)化自動進入下一檢測點算法、優(yōu)化數(shù)據(jù)提交方法等一系列問題。信息建檔工作共歷時四個月，其間天然氣處理廠成立LDAR檢測室，檢測技術(shù)人員組織全廠安全負責人、安全工程師及各廠區(qū)泄漏檢測執(zhí)行人員進行培訓學習與儀器操作現(xiàn)場演示，這些前期準備工作都為下一步的檢測工作打下了堅實的基礎(chǔ)。

3.現(xiàn)場檢測

天然氣處理廠計量化驗中心LDAR檢測室采用美國Ldartools 公司生產(chǎn)的PHX21檢測儀，儀器采用泵吸式采樣，雖然檢測樣品為揮發(fā)性物質(zhì)，但不可避免地，在檢測過程中，會吸入樣品中的雜質(zhì)及環(huán)境中的懸浮油污等，勢必會造成儀器檢測的負擔，甚至損壞泵及設(shè)備，因此，當污染達到一定程度，儀器會因為連鎖保護自動熄火。同時，當探頭出口被堵或不暢通，同樣會因為自吸泵受阻而中斷工作，自動熄火。儀器的探頭出口通過PTFE管與探針連接，出口管徑較小。為避免污染物進入儀器內(nèi)部，造成儀器中毒，在探針與管路中間安置有PTFE過濾器。過濾器過臟，堵塞管口也會自動熄火，因此要求，根據(jù)檢測情況定期更換過濾器，檢測人員須遵守儀器使用操作規(guī)程，發(fā)現(xiàn)問題及時反饋。

4.軟件實時檢測

應用LDAR數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)進行檢測，首先登錄系統(tǒng)。系統(tǒng)管理人員已將各個生產(chǎn)廠檢測小組的賬戶名與密碼分發(fā)各單位，檢測小組使用各自用戶名登錄進行檢測。在實施檢測前，由安全生產(chǎn)監(jiān)督管理科下達檢測計劃，檢測計劃一經(jīng)下達，各個生產(chǎn)廠的檢測任務(wù)即刻生成。各生產(chǎn)廠務(wù)必在指定時段內(nèi)完成檢測任務(wù)。系統(tǒng)中的進度管理可以實時查看檢測完成情況及泄漏情況。

目前，各廠區(qū)均已完成了所有密封點的線上檢測，其中第二氣體處理廠使用軟件線上檢測方法完成了泄漏點的復測工作。在整個一輪檢測中，第三氣體處理廠一期裝置密封點數(shù)量為9411，第三氣體處理廠罐區(qū)密封點數(shù)量為2401，第二氣體處理廠密封點數(shù)量為10664，丁烷廠密封點數(shù)量為4491，輕烴站密封點數(shù)量為1876，共計28843個密封點。

5.標準起草

天然氣處理廠開展LDAR技術(shù)檢測，以HJ733-2014《泄漏和敞開液面排放的揮發(fā)性有機物檢測技術(shù)導則》為檢測依據(jù)，但針對本廠的實際情況，采用此標準在泄漏介質(zhì)定義方面不夠準確，檢測儀器對烴類物質(zhì)有響應值，檢測時，需根據(jù)介質(zhì)組份，確定檢測項目為總烴檢測或揮發(fā)性有機物檢測。天然氣處理廠LDAR技術(shù)人員參考《Q/SH0546-2012石化裝置揮發(fā)性有機化合物泄漏檢測規(guī)范》，針對本企業(yè)的具體情況，起草企業(yè)標準，規(guī)定了總烴便攜式監(jiān)測儀的組成結(jié)構(gòu)、技術(shù)要求和檢測方法、質(zhì)量保證與控制等。

標準起草后，由首席技術(shù)專家組織技術(shù)人員對標準進行審定，并上報中原油田分公司進行標準申請。目前，此標準已經(jīng)完成了立項論證。

6.檢測結(jié)果

目前，天然氣處理廠已經(jīng)對內(nèi)部進行了一輪LDAR檢測，檢測結(jié)果表明，第二氣體處理廠共檢測出泄漏點100個，第三氣體處理廠共檢測出泄漏點504個，丁烷廠共檢測出泄漏點67個，輕烴站共檢測出泄漏點95個，總計766個泄漏點。

其中第三氣體處理廠的504個泄漏點中，檢測結(jié)果超過50000的有409個，檢測結(jié)果超過200000的占到了泄漏點的三分之二。對于這些泄漏嚴重的密封點，相關(guān)科室將組織相關(guān)裝置部門技術(shù)負責人進行緊固維修，進行維修后的復測，并組織開展對無組織排放的回收改造。

目前為止，第二氣體處理廠完成了所有100個泄漏點的修復工作，復測結(jié)果為無泄漏點，第二氣體處理廠裝置VOCs泄漏率由0.9377%降至0，不僅消除了現(xiàn)場安全隱患、保護了職工的身體健康，同時取得了良好的環(huán)境和經(jīng)濟效益。其他廠區(qū)的泄漏點正在修復中，待修復完成后進行復測。