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导读：设备动静密封泄漏是炼化企业挥发性有机物（VOCs）无组织排放的主要来源，同时设备泄漏也是引起中毒、着火、爆炸等安全事故的主要原因之一。为有效控制VOCs排放和提高炼化装置在生产运行过程中的安全性，欧美等国在上世纪90年代开始对炼化企业系统性开展设备泄漏检测与修复(LDAR)工作。本文总结美国、欧洲开展LDAR工作经验，对我国科学开展此项工作有重要借鉴意义。 1. 美国炼化企业设备组件数量简介 按照美国环保署空气质量规划与标准办公室2011年5月发布的《美国炼油厂排放估算协议》（2.1.1版）的统计，美国一座原油产能大于250万吨/年的炼油厂的设备组件个数约为51266个；而小于250万吨/年的炼油厂的设备组件个数约为41929个；根据美国环保署2007年发布的《LDAR最佳实践指导手册》（以下简称“指导手册”）中列出了典型美国炼化企业涉及VOCs的设备组件个数的范围及平均数（见图1）。 图1-美国炼化企业设备组件数量统计 2. 美国炼化企业LDAR工作经验简述 美国环保署（EPA）2007年发布的《LDAR最佳实践指导手册》（以下简称“指导手册”）中指出美国一座典型的炼油或化工企业的设备组件（包括阀门、连接件、机泵、采样连接器、压缩机、泄压阀和开口管线）泄漏量大约在600-700吨/年。总体来说，EPA认为阀门和连接件是最主要的泄漏源。泄漏基本源自密封或者是垫片的失效。美国环保署（EPA）的研究发现阀门和连接件的泄漏量占到设备组件总泄漏量的90%（见图2）而最新的研究表明开口管线和采样连接器占到设备总泄漏量的5-10%。 图2-主要设备组件泄漏率对比 美国环保署1999年10月公布了国家执法调查中心（NEIC）1999年对国内17家炼化企业的LDAR项目抽样调查的结果（见表1）。抽样调查由记录检查和部分设备组件的对比泄漏检测（将NEIC检测的泄漏率与设备历史泄漏率进行对比）组成。调查结果显示：排查发现阀门及其他组件的泄漏数量是企业上报的10倍多，抽样调查发现设备泄漏率为5%，远远高于炼油厂上报的泄漏率（1.3%）。虽然自1999年以来一直在改进，LDAR审计（即抽查）仍显示出泄漏率明显升高，尤其在化工生产行业。 表-1：美国炼化企业LDAR检测数据对比 EPA认为两者差异之大主要是因为企业未严格按照40 CFR 60部分,附录A的方法 21开展设备泄漏检测。许多监管机构通过评价企业上交报告或者是“走查”的方式来核查LDAR项目的合规状况。“走查方式”是一种主要的现场LDAR记录检查方式，重点完成现场检测的目视监察。需要指出的是，如果检测按照规范执行的，就不需要核查企业的报告了。同样的，现场的“走查”也很难检查出检测的不规范行为，因当现场检测人员发现有监察人员时，自然会按照规范检测。 从检测技术的角度分析，为获取泄漏组件的准确读数，检测设备首先必须进行准确地校准，其次，探头须放置在泄漏最有可能产生处“组件表/界面” （例如，阀杆和阀体之间的密封）足够长的时间；海湾地区空气质量管理部分在“规范的有效性研究”一文对此给出了他们的研究成果：如果检测器是在距离组件1厘米（0.4英寸）处而不是在组件表面检测的话，漏检率能达到57%（泄漏标准500ppm） 与此同时，EPA认为未检出泄漏点意味着这些泄漏源一直在排放VOCs和有毒有害气体。基于NEIC之前的调研，17家炼油厂自行检测170717个阀门的VOCs泄漏速率为1177磅/小时，而NEIC复测47526个阀门的泄漏速率达到2775磅/小时，远高于之前的认知；EPA在1999年10月的《执法警报-实施LDAR项目对于无组织减排的必要性》中认为如果以此外推计算比NEIC调研的最小型炼油厂规模大的炼化企业，由于检测不规范而导致的未检出阀门泄漏点的泄漏量约有80 mil-lion pounds。 表-2 企业自测与EPA复测检测数据对比 要指出的是，按照美国环保署方法21的检测规范，美国一座典型炼油厂每年的LDAR花费约为100万美元。 3. 欧洲炼化企业LDAR工作经验简述 欧盟综合污染预防与控制指令于2003年发布的《矿产石油和天然气炼油厂最佳可行技术参考文献》中指出：设备动静密封点泄漏（例如机泵/压缩机密封，法兰，阀门等）大约占到VOCs总排放量的20%-50%（经常占到50%）。欧洲炼油厂的VOCs排放量（包括储运区）约在600-10000吨/年。瑞典的PreemraffLysekil炼油厂，现加工规模1100万吨，涉及VOCs密封点总数约为10万个。泄漏标准有100,500 和900ppm，修复标准是500ppm。该炼油厂从1989年开始开展LDAR工作至2012年，工艺装置设备组件的泄漏率从2%降至0.2%。此外，根据欧盟环保署的统计：每百万吨原油处理量排放的VOCs范围为50到6000吨.表3是欧洲一座1000万吨/年炼油厂主要源项的VOCs排放量。 表-3欧洲炼油厂VOCs排放量（1000万吨/年） 欧盟环保署认为设备动静密封点泄漏是炼油厂最大的VOCs污染源。阀门的泄漏大约占到管阀件泄漏总量的50%-60%。此外，往往很小一部分的泄漏源能够占到很高的排放比例（例如，不到1%的气体阀门占到了某炼油厂管阀件排放量的70%）原因如下：1）经常操作的阀门（如控制阀）可能磨损的更快，泄漏的几率也就比较高；而新的，操作较少的阀门相对泄漏较少；2）带有阀杆的阀门（如闸阀，截止阀），其泄漏几率高于直角回转阀门（如球阀，旋塞阀）  4. 思考题 参考欧美LDAR工作开展经验，如何提高我国LDAR工作实施效果？ 欢迎加入环保大讲坛技术交流群，和专家与同行一起探讨 作者简介： |
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