LDAR泄漏与修复简介
LDAR泄漏与修复简介(一)
VOCs是什么?
VOCs是挥发性有机化合物(Volatile Organic Compounds)的英文缩写。美国ASTM D3960-98标准的定义:任何能参加大气光化学反应的有机化合物。
美国联邦环保署(EPA)的定义:除CO、CO2、H2CO3、金属碳化物、金属碳酸盐和碳酸铵外,任何参加大气光化学反应的碳化合物。
世界卫生组织(WHO,1989):熔点低于室温而沸点在50-260℃之间的挥发性有机化合物的总称。
国际标准ISO 4618/1-1998和德国DIN 55649-2000标准对VOCs的定义是:原则上,在常温常压下,任何能自发挥发的有机液体和/或固体。
中国《石油炼制工业污染物排放标准(GB 31570-2015 2015-07-01实施)》和《石油化学工业污染物排放标准(GB 31571-2015 2015-07-01实施)》规定:VOCs是指参与大气光化学反应的有机化合物,或者根据规定的方法测量或核算测定的有机化合物。
为什么要控制VOCs ?
VOCs和氮氧化合物的反应机制:
所以VOCs是臭氧O3和PM2.5的重要前体物,VOCs过高会导致:
- 造成PM5值上升。
- 局部地区雾霾天气。
- 地表臭氧/城市光化学烟雾。
- 急性呼吸道损伤。
- 有毒化学物质(HAP)排放高。
- 长期存在将引起慢性疾病。
如何控制VOCs ?
挥发性有机物(VOCs)其最大的特点是无组织排放。无组织排放是指污染物不经过排气筒的无规则排放。在炼油和石化行业中,VOCs的排放环节主要有设备与管线组件的泄漏、炼油和石化各工艺过程中的排气、废气燃烧塔(火炬)尾气排放、废水挥发和油品储运过程等。
石化行业是我国工业源VOCs主要排放行业,排放量大且以无组织排放为主。据国际石油工业环境保护协会估算,石化企业生产过程中工艺设备管线物料泄漏导致的VOCs排放量占全厂VOCs无组织排放总量的40%~50%。“泄漏检测与修复”(Leak Detection And Repair,LDAR)是一种从源头上控制石化行业工艺设备与管线无组织泄漏的最佳可行技术,规范实施LDAR工作可显著削减工艺设备管线泄漏环节的VOCs无组织排放。
LDAR(Leak Detection And Repair泄漏检测与修复)是针对石油化工企业的设备装置中VOCs的无组织排放而实施的源头控制方法,是基于便携式仪器全面检漏的VOCs控制措施。美国环保署(EPA)编制的挥发性有机物泄漏测定方法已成为通用的检测标准方法(方法21),被许多国家和机构所引用。
LDAR技术是利用固定或便携式检测设备,定量检测企业生产装置中阀门等易产生VOCs泄漏的密封点,并在一定期限内采取有效措施修复泄漏点,从而对全过程物料泄漏进行控制的工作实践方法。典型的密封点类型包括泵、压缩机、搅拌器、阀门、泄压装置、开口阀或开口管线、取样连接系统、法兰、连接件等。LDAR技术源于美国20世纪70年代开始探索的有关减少来自工艺设备与管线泄漏的VOCs无组织排放控制技术研究,经过40多年的发展,已经形成了较为完整的泄漏检测管理和维修体系。美国的LDAR技术已经从最初单纯的“发现泄漏点并进行修复堵漏”的概念,到现在已经系统建立了LDAR法规和标准体系、检测标准方法、操作程序规范、现场检测及数据管理模式、质量控制、保证及改进体系,并已形成检测仪器研发与生产、数据库软件开发、第三方检测服务、专业咨询与审核等成套商业运作体系。
目前石化业常见检测方式多为使用便携式火焰离子化侦测器(FID),实现泄漏浓度的定性准确测量。同时,运用红外热成像仪扫描不同工业厂区内设备组件泄漏情形,并配合火焰离子化侦测法,使用便携式火焰离子化侦测器进行检测作业。研究显示用红外热成像仪搭配常规性检测方法,可缩短厂区泄漏源筛检时程,针对空间区位难检组件有较显著的检出率,有助于工厂VOCs逸散控制。
红外热成像测漏方法已经通过美国环保署的认可(EPA 40 CFR Part 60),可以说是一种智能型的气体泄漏侦测方式,也是目前全球石化厂普遍采用的气体测漏技术。
国家及地方LDAR标准
时间 |
颁布机构 |
标准名称 |
2012年10月 |
中国人民共和国环境环保部 |
《重点区域大气污染防治“十二五”规划》 |
2015年4月10 |
中国人民共和国环境环保部 |
《石化企业泄漏检测与修复工作指南》、《石油炼制工业污染物排放标准》 |
2017年9月 |
中国人民共和国环境环保部 |
《“十三五”挥发性有机物污染防治工作方案》 |
2018年6月 |
国务院 |
《打赢蓝天保卫战三年行动计划》 |
2019年5月 |
生态环境部和国家市场监督管理总局 |
《挥发性有机物无组织排放控制标准》 |
2020年9月9日 |
生态环境部办公厅 |
《工业企业挥发性有机物泄漏检测与修复技术指南(征求意见稿)》 |
2013年10月 |
江苏省环境保护厅 |
《江苏省泄漏检测与维修(LDAR)实施技术指南(试行)》 |
2014年8月 |
上海市环境保护局 |
《设备泄漏挥发性有机物排放控制技术规程(试行)》 |
2015年5月 |
北京市环境保护局 |
《炼油与石油化学工业大气污染物排放标准》 |
2015年8月 |
浙江省环境保护厅 |
《浙江省工业企业挥发性有机物泄漏检测与修复(LDAR)技术要求(试行)》 |
2015年12月 |
新疆维吾尔自治区环境保护厅 |
《新疆维吾尔自治区工业企业挥发性有机物泄漏检 测与修复(LDAR)技术要求(试行)》 |
2016年2月 |
河北省环境保护厅 |
《工业企业挥发性有机物排放控制标准》 |
2016年9月 |
广东省环境保护厅 |
《广东省泄漏检测与修复(LDAR)实施技术规范》 |
2020年7月29日 |
东营市生态环境局 |
《东营市挥发性有机物泄漏检测与修复(LDAR)实施技术导则》 |
2020年9月4日 |
四川省生态环境厅 |
《四川省挥发性有机物泄漏检测与修复(LDAR)实施技术规范》 |
2020年11月 |
天津市生态环境局 |
《工业企业挥发性有机物排放控制标准》 |
上述标准的制定,我们可以了解到,为有效控制我国工业源污染排放,国内对于LDAR技术越来越重视;区域角度看,从化工排头兵江苏、上海,扩展到了部分地级市例如东营,已越来越深入;行业维度看,已经由重点石化行业扩展至全部工业企业;制定标准的机构层级看,从地方性标准上升至国家部级层面的标准。
而这些标准中如何规范、如何规定,我们将在下期给各位读者朋友做出解释。
LDAR泄漏与修复简介(二)
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国家及地方标准关于光学气体成像测漏方法的描述
颁布机构 |
标准名称 |
内容描述 |
中国人民共和国环境环保部 |
《石化企业泄漏检测与修复工作指南》
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7.1 光学检查 分析受控设备、密封点物料中的 VOCs 组分和含量,参考附录 B,选择适合波段的光学仪器(红外热成像仪、傅里叶红外成像光谱仪)。发现某一设备附近有云团,则该设备存在疑似泄漏点。 |
生态环境部办公厅 |
《工业企业挥发性有机物泄漏检测与修复技术指南(征求意见稿)》 |
6.2.2 光学检查 根据受控设备中的 VOCs 物料组分和含量,选择适合的光学仪器(如光学气体成像仪、傅里叶红外成像光谱仪等)。发现有明显来自密封点的烟羽,则该密封点为疑似泄漏点。 |
生态环境部 |
油品运输大气污染物排放标准(GB 20951—2020代替GB 20951—2007) |
4.2.6 采用红外摄像方式检测运输工具油气密封点时,不应有油气泄漏 |
加油站大气污染物排放标准(GB 20952—2020代替GB 20952—2007) |
4.3.2 采用红外摄像方式检测油气回收系统密闭点位时,不应有油气泄漏。 |
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储油库大气污染物排放标准(GB 20950—2020代替GB 20950—2007) |
4.3.5.3 采用红外摄像方式检测油气收集系统密封点时,不应有油气泄漏。 |
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江苏省环境保护厅 |
《江苏省泄漏检测与维修(LDAR)实施技术指南(试行)》 |
4.3.1 检测仪器 ①仪器检测器类型包括催化氧化检测器、火焰离子检测器、红外吸收检测器、光离子检测器等。 5.2 数据记录 采用红外气体成像检测,应保存泄漏视频。 |
上海市环境保护局 |
《设备泄漏挥发性有机物排放控制技术规程(试行)》 |
3.8 非常规检测 采用红外热像仪检测密封点泄漏。 |
浙江省环境保护厅 |
《浙江省工业企业挥发性有机物泄漏检测与修复(LDAR)技术要求(试行)》 |
5.2检测方法 对于难以检测的设备组件,可采用红外线气体成像仪(OGI)进行定性检测。 |
新疆维吾尔自治区环境保护厅 |
《新疆维吾尔自治区工业企业挥发性有机物泄漏检 测与修复(LDAR)技术要求(试行)》 |
5.2检测方法 对于难以检测的设备组件,可采用红外线气体成像仪(OGI)进行定性检测。
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广东省环境保护厅 |
《广东省泄漏检测与修复(LDAR)实施技术规范》 |
4.2.1检测方法 2)红外气体成像检测仪(OGI):对不可达密封点进行扫描,观察是否有VOCs扩散影像。 |
东营市生态环境局 |
《东营市挥发性有机物泄漏检测与修复(LDAR)实施技术导则》 |
5.3.1 光学检查 分析受控设备、密封点物料中的 VOCs 组分和含量,参考附录 B,选择适合波段的光学仪器(红外热成像仪、傅里叶红外成像光谱仪)。发现某一设备附近有云团,则该设备存在疑似泄漏点。 |
天津市生态环境局 |
《工业企业挥发性有机物排放控制标准》 |
3.8 VOCs 便携监测仪器 指基于光离子化、火焰离子、红外等原理制成的可快速显示空气中 VOCs 浓度的便携式监测仪器。 4.3.2.1 泄漏检测要求 d)至少每年对难于检测的设备与管线组件(包括气体/蒸汽、轻质液、重质液)进行一次 红外气体成像检测,发现有泄漏现象应于 5 日内使用检测仪器予以定量检测; 4.3.2.2 泄漏的认定 e)由红外气体成像仪观测到的挥发性有机物扩散现象。 |
可见,国内多地地方标准及规范规定,对于难以检测的设备组件或不可达密封点,可采用光学气体成像技术(OGI)进行定性检测。并且部分标准明确规定,只要光学气体成像仪看到了烟羽,既可以认定为疑似泄漏点。最新的关于油气储运三个标准,更是强调:采用红外摄像方式检测,不应有泄漏,无须再进行定量检测。此种手段更有利于政府不定期的督查,有利于企业进行快速的自检自查。
光学气体成像技术
光学气体成像技术(Optical Gas Imaging,简称 OGI),采用红外热成像技术原理,在图像上观察是否有气体泄漏发生。采用该种技术手段检测气体泄漏的仪器可称作红外气体检漏仪,仪器采用针对VOCs气体红外吸收谱波段的红外探测器,将泄漏气体的动态以影像方式实时呈现出来,能够对人眼不可见的VOCs气体进行成像。
OGI技术作为一门新技术,在无组织排放检测方面有着无比的优越性,具有不停运、不接触、远距离、快速、直观等特点,能够在不停止作业的情况下“看得见”气体,并迅速锁定泄漏点。
北京镁嘉科技系列红外气体检漏仪,主要应用于甲烷及其它挥发性有机化合物的检测,采用320 x 256高灵敏度中波制冷红外探测器,实现多传感器融合,让用户通过肉眼就可以观测到VOCs类气体的微小泄漏。其远距离、非接触的检测方式,极大提升了泄漏检测的效率。产品适用于工业领域,例如炼油厂、天然气处理厂、海上油气开采平台、化学/化工业、生物气体厂和发电站的VOCs气体检测。