LDAR技术在石化企业设备动静密封点泄漏评估中的应用

邹德云，柯慧敏，冯凯南，虞立辉，戴小龙，王煜

（宁波远大检测技术有限公司，浙江宁波315014）

LDAR技术在石化企业设备动静密封点泄漏评估中的应用

邹德云，柯慧敏，冯凯南，虞立辉，戴小龙，王煜

（宁波远大检测技术有限公司，浙江宁波315014）

介绍了一种动静密封点泄漏评估的方法，并在年产45万t聚丙烯设备装置中开展了应用。结果表明，其密封点共计有18590个，经过LDAR工作后，设备泄漏率由原先的0.93%下降到0.28%，季度泄漏排放量由原先的5783 kg下降到747 kg，季度泄漏排放量下降了87.07%。

LDAR；动静密封点；泄漏率

在石化、化工、化纤、化学合成材料等企业装置运行过程中，其设备、管线组件等密封部位经常发生泄漏和挥发性有机物（VOCs）的逸散，这既导致污染环境，产生异味，又造成安全隐患和物料损失，影响企业安全运行和生产效益。开展企业设备、管线组件泄漏检测与维修，消除泄漏隐患，控制VOCs无组织排放，对企业环境保护工作意义重大。而泄漏检测与修复技术的目的就是减少设备、管线组件的无组织VOCs排放，是一种从源头控制和减少无组织VOCs排放的有效手段。

20世纪70年代，美国等国展开了对LDAR工作的研究，通过40多年的研究与发展，LDAR运行体系和相对应的法律法规、技术文件都比较成熟[1]。2014年开始，国内在石油化工企业密集区域进行了LDAR工作，2015年开始，全国各省份先后开展相关工作[2-3]。

1 泄漏检测与修复的定义

泄漏检测和修复（Leak Detection and Repair, LDAR）是指对工业生产全过程物料泄漏进行控制的系统工程[4-5]。利用相关检测仪器对产生VOCs泄漏的密封点进行检测，定量检测或检查企业各类生产装置，如阀门、法兰、连接件等。在一定期限内修复个别泄漏的密封点，企业通过此方法，减少物料在生产、储存过程中泄漏损失，减少泄漏废气对环境产生的污染。

1.1LDAR技术流程

首先根据企业需求开展现场调查、资料收集并分析，根据工艺流程、介质类型、现场情况等因素制定泄漏检测，针对检测数据，制定相对应的修复方案。对所检测密封点进行类型、介质性质等分类，建立相关密封点数据库，依照制定的检测方案，准备相关检测仪器开展LDAR检测工作，完成密封点数据库中所有密封点现场泄漏检测，并将检测结果导入数据库，将泄漏密封点信息反馈给企业，经企业维修后，开展泄漏密封点复测工作。对所采集的的数据，进行数据分析，统计并评估所测密封点的泄漏损失量（年产生量或季度产生量），对所有材料进行汇总，编制相对应的检测、图档等报告，完善归档工作。

1.2密封点泄漏排放速率计算

核算密封点排放速率的方法主要有实测法、相关方程法、筛选范围法和平均排放系数法，日常中，我们主要利用相关方程法进行计算。其法规定了默认零值排放速率、限定排放速率和相关方程[8]。当密封点的净检测值小于1时，用默认零值排放速率作为该密封点的排放速率。净检测值在两者之间，采用相关方程计算该密封点的排放速率，详见表1。

式中：

eTOC:密封点的TOC排放速率，kg/h；

SV:修正后净检测值，μmol/mol；

e0:密封点i的默认零值排放速率，kg/h；

ep:密封点i的限定排放速率，kg/h；

ef:密封点i的相关方程核算排放速率，kg/h。

表1 石油化工设备组件的设备泄漏率a[8]

2 LDAR在化工企业的应用

2.1化工企业装置简介

聚丙烯生产采用的是气相聚合法中Novolen工艺，生产过程主要有PTK-4催化、乙烯共聚、丙烯气相聚合组成，相当于丙烯气体通过聚合形成聚丙烯粉，再通过造粒制成聚丙烯粒。本企业主要涉及反应器3台、压缩机组21台，冷却器52台、各类机泵89台，装置年产45万t聚丙烯。

2.2现场泄漏检测

按LDAR技术要求可能泄漏的组件主要包括泵、压缩机、搅拌器、阀门、泄压设备、连接件、法兰、开口阀或开口管线、其他等10大类。在设备装置现场采集了密封点信息，共计采集了18590个密封点数据，其中大于500 ppm的点，共173个，泄漏比例为0.93%。分类统计结果如表2。

表2 有效泄漏点组件泄漏率

2.3泄漏修复

化工装置密封泄漏难以预料，并且泄漏存在风险，物料损失持续，必须进行不停工或临时停工修复。根据本次检测结果，企业工人及时对所有泄漏密封点进行了相关修复，采取的主要措施有：紧固螺栓、更换接头、用生料带缠绕重装紧固、关闭阀门、更换或加工密封面修理、拧紧压盖或增加换填料。

从修复结果来看，173个泄漏点共修复了121个，主要集中在法兰等处，仍然有3/10的泄漏点难以修复，原因有：①受装置保温层的影响，无法实施维修；②部分泄漏点需要停工时，才能修复；③部分泄漏点在高处，需要采取充足的安全保障措施才能实施；④除了停车检修外，泄漏源的维修在技术上存在困难；⑤如采取修复措施可能会导致更严重的泄漏。

3 检测结果与分析

3.1修复前泄漏损失评估

表3 修复前泄漏季排放量

3.2修复后泄漏损失评估

表4 修复后泄漏季排放量

4 结论

综上所述，本次共完成了18 590个密封点的现场检测，其中法兰轻质液点位10 514个，阀门轻质液点位3 185个，阀门气体点位1 500个，压缩机轻质液21个，开口管线轻质液点位96个，泄压设备轻质液点位122个，连接件轻质液点位3 050个，其他轻质液点位102个。修复前，企业泄漏点为173个，泄漏率为0.93%，经过对泄漏点采取修复措施，成功修复了121个泄漏点，泄漏率由原先的0.93%降到了0.28%，泄漏损失下降到了747 kg/季度，挥发性有机化合物的泄漏损失为5 035 kg/季度，泄漏损失降低了87.07%。为化工企业泄漏损失与控制树立了典范，有利于改善化工区周边环境。

[1]张晓，周斌，孙洁，等.LDAR技术在农药厂的应用[J].浙江化工，2016，47（4）:7-10.

[2]U.S.Environmental Protection Agency.Assessment of At mospheric Emissions from Petroleun Refining[S].PA-600/ 2-80-075a-075d，Cincinnati，OH，1980.

[3]王功换，松林.关于石化行业生产后过程加强实施LDAR的思考[J].中国环保产业，2014，23（5）：12-16.

[4]U.S.Environmental Protection Agency.1995 Protocolfor E-quipment Leak Emission Estimates[R].EPA-453/R-95-017.

[5]U.S.Environmental Protection Agency.Leak Detection and Repair Compliance Assistance Guidance-A Best Practices Guide[R].EPA-305-D-07-001.

[6]朱亮，高少华，丁德武，等.LDAR技术在化工装置泄漏损失评估中的应用[J].工业安全与环保，2014，40（8）: 31-34.

[7]邹斌，丁德武，朱胜杰，等.石化企业设备密封点泄漏检测技术研究[J].中国安全生产科学技术，2011，7（12）: 192-196.

[8]环境保护部.《石化行业VOCs污染源排查工作指南》.环办[2015]104号，2015-11-18.

LDAR Technology Using in the Evaluation of Static and Dynamic Sealing Point of Equipment in Petrochemical Enterprise

ZOU De-yun，KE Hui-ming，FENG Kai-nan，YU Li-hui，DAIXiao-long，WANG Yu
（Ningbo Yuanda Testing Technology Co.，Ltd.，Ningbo，Zhejiang 315014，China）

This paper introduces a method for evaluating the leakage of static and dynamic seal and also it is applied in a device with an annual out of 450000 tons of methane chloride each year.The results show that：the device leakage rate falls from 0.93%to 0.28%and the leakage losses are reduced from 5783 kg to 747 kg each quarter when using LDAR technology in 18590 seal sections。

leak detection and repair；static and dynamic seal；leakage rate

1006-4184（2017）5-0048-04

2017-02-07

邹德云（1986-），男，湖南安化人，助理工程师，本科，从事环境监测工作。E-mail：zoudeyun_163@163.com。