LDAR技术在国内外的应用现状及发展趋势

随着国家政策的不断强化,以及企业的环保意识逐渐加强,“LDAR”一词也渐渐广为认知。不过很多人对于“LDAR”的理解只是:这是一个可以有效控制VOCs的好方法。至于“LDAR”到底是什么,怎么来的,又有什么具体作用,其实并不清楚。

其实要说起“LDAR”,就不得不先提到另一个词——“VOCs”。

挥发性有机物(简称VOCs)是环境中的一类典型污染物,对大气的物理、化学性质以及人体健康都有十分重要的影响。近年来随着我国经济的迅速发展,由工业、居民生活排放的人为源VOCs总量正在逐年增加,导致光化学烟雾、城市灰霾等复合型大气污染问题日益严重。有效控制VOCs排放已经成为现阶段我国大气环境治理领域中的热点问题。LDAR是泄漏检测与修复技术,主要是针对石化行业。

美国和欧盟等发达国家早在上世纪80-90年代就开始通过实施LDAR控制VOCs排放,改善大气环境质量,并且取得了十分显著的成效。21世纪以来,为有效控制我国工业源污染排放,LDAR技术被引进中国,并被越来越多的企业所重视和应用。为了规范LDAR工作,保证实施效果,我国先后也出台了众多标准和规范,对LDAR的具体实施提出明确的技术要求。

究竟什么是LDAR技术,LDAR有什么实际性的意义,以及LDAR技术在国内外的应用现状及发展趋势是怎样?本文通过对LDAR技术的文献及应用调研,不仅重点总结了LDAR在国外的一些应用情况及经验教训,根据国内政策文件对LDAR提出的相关要求,再结合国内LDAR案例简述了LDAR在中国的应用现状及突出问题提出相关建议,帮助相关行业及企业为今后的可持续发展找到方向。

一、LDAR技术简介

1、LDAR的定义及实施目标

LDAR是一项对工业生产过程中的物料泄漏进行控制的系统工程,也是一项履行相关标准的重复性工作。该技术采用固定或移动检测仪器,定量或定性检测生产装置中易产生VOCs泄漏的密封点,并修复超过一定浓度的泄漏点,从而控制物料泄漏损失,达到减少环境污染的目标。

2、LADR的实施程序

现行的LDAR工作模式由美国EPA建立,LDAR常见的检测技术主要分为常规检测和非常规检测两大类。常规检测是指采用火焰离子检测器、红外吸收检测器、光离子检测器等仪器直接检测设备密封点的逸散浓度;非常规检测是指采用光学检测仪、超声检测仪等仪器对设备泄漏情况进行检测或检查,可作为常规检测的辅助手段,发现疑似泄漏点后,应采用常规检测方法定量确认。典型的LDAR实施程序可概括为5个基本步骤,依次分别为识别、定义、实施、修复以及报告。各个步骤的具体含义和内容如图1所示。

3、LDAR的实施效益

根据相关评估结果显示,石油炼制企业实施LDAR后设备VOCs泄漏量可减少63%,国内石化企业实施LDAR后可使该装置的VOCs排放量削减约50%。可以看出,LDAR工作对于设备泄漏环节VOCs的减排具有非常明显的效果。同时,LDAR实施后还带来包括:生产安全、环境保护、资源节约、提高企业形象等的社会效益。

二、国外LDAR应用进展

国外LDAR的实施起步较早,已经有30-40年的经验积累。在长期的应用和发展过程中,国外的LDAR工作已经形成了较为完整的实施体系,并已进入法制化、标准化和专业化的轨道。

1、美国

上世纪80年代初起,美国联邦法典规定必须对石化企业实施LDAR作业,此后LDAR技术成为空气质量达标的主要措施之一。

年,美国的《清洁空气法》修正案正式将LDAR纳入其中,规定必须对石化和化工企业实施LDAR作业,以控制管线组件的无组织排放。

年,颁布《设备泄漏排放估算协议》,给出了基于LDAR实测结果估算设备泄漏VOCs排放量的方法。

年,为了提高LDAR工作效率,美国石油学会于提出Smart-LDAR技术,并于年发布了红外气体相机开展Smart-LDAR的AWP规范。Smart-LDAR是传统LDAR效率的4.3倍。

2、欧盟

年起,欧盟建议其成员国的炼油厂实施LDAR。欧盟发布的综合污染预防与控制(IPPC)指令将工业生产活动划分为能源工业、金属工业、无机材料工业、化学工业、废物管理以及其它活动等6大类共33个行业进行管理。

年,欧盟发布IED指令,指出无组织逸散是VOCs控制的重点,在储罐、设备、管线泄漏等无组织逸散VOCs的控制方法中,LDAR是最佳可行技术。并要求于年1月7日前逐步进入欧盟各国立法体系,于年1月7日起用IED指令代替IPPC指令和各工业指令。

3、加拿大

加拿大环境署制定的环境保护法案中明确提出了有害化工气体泄漏的防治要求,要求建立并实施完善的泄漏检测与修复技术。

年10月,加拿大环境部长理事会发布的《设备泄漏无组织排放检测与控制实施法规》中明确提出了对相关企业管道及设备实施LDAR的具体要求。同时,加拿大清洁空气战略联盟要求上游油气行业于年12月31日前制定一套针对逸散性排放的最佳管理方法,相关部门颁布并实施LDAR许可证制度,并于年对上游石化行业进行复查考核。

从国外LDAR推广实施的做法和经验可以看出,LDAR确实是一项对VOCs无组织泄漏控制有效且通用的技术,也是一项系统工程,必须做好包括制定科学的法律法规、建立VOCs逸散排放的评估标准和方法、建立企业申报制度、建立审查审计制度等相应的配套和保障。

只有不断总结经验并将其固化在政策与标准中,才能使LDAR技术更加广泛和专业地被应用,从而确保达到期望的VOCs控制效果。

三、我国LDAR政策法规及应用现状

1、国内政策文件对LDAR的要求

年5月11日,国务院办公厅转发环境保护部《关于推进大气污染联防联控工作改善区域空气质量指导意见的通知》(国办发[]33号),首次从国家层面将VOCs列为与SO2、NOX和颗粒物同等重要的大气污染物,成为我国VOCs污染防治的里程碑。此后,随着我国大气污染防治力度的不断加大,各种围绕VOCs污染控制的政策文件也纷纷出台,其中明确提出需要实施LDAR工作的主要政策文件包括:

(1)年10月,国家环保部、发改委和财政部联合印发了《重点区域大气污染防治“十二五”规划》(环发[]号),要求石化企业应全面推行LDAR技术,加强石化生产、输送和储存过程挥发性有机物泄漏的监测和监管,对泄漏率超过标准的要进行设备改造。该规划首次将推行LDAR技术写入国家文件。

(2)年5月,环保部下发《挥发性有机物(VOCs)污染防治技术政策》(公告年第31号),其中规定:对泵、压缩机、阀门、法兰等易发生泄漏的设备与管线组件,制定LDAR计划。

(3)年9月,国务院印发《大气污染防治行动计划》(国发[]37号),明确要求:推进挥发性有机物污染治理,在石化行业开展“泄漏检测与修复”技术改造。

(4)年12月,环保部发布《石化行业挥发性有机物综合整治方案》(环发[]号),进一步明确到年底,石化行业全面开展“泄漏检测与修复”工作,使VOCs无组织排放得到基本控制。

2、国内LDAR相关标准和规范

为了规范LDAR工作,保证实施效果,我国先后也出台了众多标准和规范,对LDAR的具体实施提出明确的技术要求。其中既包括国家和地方的标准和规范,也包括企业内部制定的LDAR技术规章,具体结果见表1。(下文将直接用表1中的序号代替对应标准和规范的名称)

(密封点类型简写对照:泵-P;压缩机-Y;搅拌器-A;阀门-V;泄压设备-R;采样连接系统-S;开口管线-O;法兰-F;连接件-C;难以检测(不可达)设备-U;物料类型简写对照:气体-G;轻质液-L;重质液-H;有机毒性物质-OH。)

就泄漏控制浓度而言,不同标准和规范的规定有所不同。由图2可以看出,国内目前的标准和规范对泄漏浓度值的定义总体上可以分为四类:

(1)泄漏控制浓度高值(本文指以气体、轻质液为介质的组件或者动密封类组件的泄漏控制浓度值)为μmol/mol,泄漏控制浓度低值(本文指以重质液为介质的组件或者静密封类组件的泄漏控制浓度值)为μmol/mol。采用该类定义值的标准和规范包括(1)、(2)、(3)、(4)、(6)、(8)。

(2)泄漏控制浓度高值为μmol/mol,泄漏控制浓度低值为μmol/mol。采用该类定义值的标准和规范包括(5)、(7)。

(3)泄漏控制浓度统一为μmol/mol。采用该类定义值的标准和规范包括(9)、(12)。

(4)泄漏控制浓度统一为μmol/mol。采用该类定义值的标准和规范包括(10)、(11)。

就检测频率而言,不同标准和规范的规定亦不相同。但总体来看,主要是按每季度、每半年或每年的频次对不同类型的密封点进行检测。各标准和规范中最常见的检测频率要求是动密封点每季度检测一次,静密封点每半年检测一次。

3、LDAR在国内的应用

目前国内上海、北京、天津、广东、江苏、浙江、江西等众多省市的石化企业均已开展了LDAR工作。通过目前的统计数据表2来看,不同石化企业的泄漏率约在0.06%-7.25%之间,平均泄漏率为1.46%。

“十三五”期间,随着国家对VOCs污染控制力度的进一步加强,LDAR工作的开展必定会更加深入。我国LDAR技术的应用将会同西方发达国家一样,呈现全面化、法制化、标准化和专业化的发展趋势,同时LDAR技术也会越来越智能化和简便化。以LDAR工作中的建档方式为例,目前国内已有企业在建档过程中采用现场拍照的方式来替代传统的管道仪表流程图(简称PID)标注方式。由于照片建档只反映生产现场组件的实际位置,不会外泄工艺流程设计,这样就解决了PID建档的保密性差的问题。同时由于照片记录的识别性强,更有利于现场操作人员迅速找到被检测点的位置,提高LDAR工作的效率。

4、问题与建议

尽管我国已经从国家层面将LDAR作为工业源VOCs减排的一个重要手段,并先后出台了多个标准和规范对LDAR的实施进行指导和约束,然而在具体应用过程中,还存在诸多现实问题和困难亟待解决和改善,其中最为普遍的问题之一就是LDAR执行过程的合规性问题。

很多企业在实施LDAR的过程中并没有严格按照标准和规范规定的操作方法和检测频率执行,致使测得的数据可信度不够;此外由于LDAR在我国才开始推广,LDAR执行情况的审核制度还没有建立,对于有些企业流于形式的LDAR实施现状,目前也很难得到解决。因此,建议今后可从以下几个方面开展进一步的研究和探索。

(1)持续完善相关标准规范配套

在已出台的LDAR标准规范的基础上,持续开展LDAR检测方法、操作程序、数据管理、质控质保等方面的法规和制度配套研究,促进我国LDAR工作向规范化和标准化方向发展,不断提高我国LDAR工作的技术水平和实施效果。

(2)建立并规范第三方参与机制

除石化行业外,需要实施LDAR的行业还包括有机化学原料制造、化学药品原药制造、合成材料、初级形态的塑料及合成树脂制造、合成橡胶制造、合成纤维单(聚合)体的制造等众多类别,这些企业的规模大小不一,管理水平参差不齐,如果均由企业自己组织实施LDAR,无论从技术上还是管理上,都很难有保障。因此,借鉴美国和欧洲的经验,逐步建立完善LDAR第三方参与机制,并对第三方的参与资质、操作方法进行规范和考核,比如要求第三方在不同行业实施LDAR时要对仪器响应与污染物的对应关系进行有效性判断等,这些都将有利于我国LDAR工作的规范化发展。

(3)实施检测结果的信息化管理

由于LDAR项目的数据量一般较大,常规的手动记账式操作显然不能满足日益严格的精细化管理需求。美国从4年起就对LDAR检测记录和数据实行信息化采集和管理,这样一方面可以减少数据录入的劳动力成本,另一方面可显著提高数据的精确度和可靠性,同时还可以由数据库管理软件直接计算VOCs泄漏量。因此,我国也应该尽早着手相关信息化平台的开发和建设工作,推出适合我国企业应用的LDAR管理软件。

(4)建立LDAR审查审计制度

LDAR执行过程的规范化是LDAR项目能否有效实现减排的关键。我国应参照美国等国家的实践经验,逐步探索建立LDAR项目审查审计制度,对LDAR项目中VOCs管线的识别、挂牌记录、泄漏检测报告、维修报告、各类程序文件、仪器校准记录、人员现场操作等内容进行定期或突击审查,监督并保障LDAR项目的实施质量,跟踪评估LDAR项目的实施效果。




转载请注明:http://www.xcqg58.com/zytd/zytd/26847206.html

  • 上一篇文章:
  •   
  • 下一篇文章: 没有了