LDAR检测技术在涉硫天然气净化领域中的应用

张宝宁，朱机灵，杨 梦，田孟强，肖慧娜

(中国石化中原油田分公司天然气处理厂，河南 濮阳 457162)

泄漏检测与修复(LDAR 技术)采用固定或移动监测设备，可监测反应釜、原料输送管道、泵、压缩机、开口阀门、泄压设备、取样连接系统、法兰及连接件等易产生泄漏点，并修复超过一定浓度的泄漏点，从而达到控制物料泄漏对环境造成污染，改善作业环境，提高安全水平，是国际上较先进的泄漏检测技术。LDAR技术目前应用于检测石化行业逸散泄漏出的VOCs，是造成空气质量下降的主要因素物质。

1 必要性

涉硫天然气净化中，高含硫原料气的泄漏是影响天然气净化的主要安全因素。在含硫天然气净化装置中常采用硫化氢报警仪来对硫化氢进行泄漏监测，不仅监测效果差，难以实现系统化管理，而且对泄漏点的检测不能达到精准定量。而根据LDAR技术及工作指南要求，将LDAR工作进行拓展，在高含硫天然气净化领域中，对各个生产工艺装置及储罐、集气站输送管线中的所有涉硫密封点也按照LDAR管理进行拍照、建档、检测，将所有涉及硫化氢的密封点统一部署、入档，建立H2S泄漏系统台账，依托泄漏管理平台，将所有涉硫密封点纳入管控之中，对系统中的密封点进行检测与追踪管理，那么LDAR技术入驻硫化氢泄漏行业，可对其进行有效检测与管控，替代传统的硫化氢报警仪的报警监测，用“点检测”替代“面报警”，不但能够准确找到泄漏点，对其泄漏进行量化检测外，更是能对每个硫化氢泄漏点建立身份编码，并发现泄漏趋势，从微观与宏观上实现硫化氢的管控，从而确保涉硫装置在长周期处理高含硫天然气的安全、可靠，提升涉硫装置企业的整体安全水平。

2 技术准备

收集泄漏检测与修复相关资料，根据装置内物料信息，判别流经管线的物料中是否含有硫化氢，确定泄漏检测与修复项目检测的范围归档。根据物料平衡表、采样点馏程表中的物料组分，结合具体的工艺流程，在PFD图纸上对装置中适用于泄漏检测的管线进行标记，在PID图纸上将适用于泄漏检测的管线及组件进行标记，根据标记情况，在每根管线上确定密封点工艺位置，便于现场拍照时准确定位现场的管线及组件。

根据审核后的PID图纸，现场对设备、管线进行核对，对装置进行网格化划分，将装置分为若干子区域后，对每个子区域的密封点进行现场拍照记录。以普光气田天然气净化与采气为例，根据工艺流程和泄漏检测实施需要，将每个联合装置划分为脱硫单元、硫黄回收单元、尾气处理单元、脱水单元、酸水汽提单元。

3 项目建立

①拍照建档。对每一组件拍摄照片，对每一组件中的密封点进行编号，并标出代表密封点类型的字母。对所有密封点即可能产生硫化氢泄漏的点位进行建档。②建立密封点台账。按照装置、子区域、组件标签号、密封点扩展号、密封点类型、介质状态、密封点描述、楼层、路径号、组件位置/工艺描述等字段建立密封点台账。③管理平台。建档完成后，按照工艺图及现场区域对其进行审核，确认无误后将相应的Excel表导入到泄漏检测与修复(LDAR)数据采集系统(H2S)中。

4 现场检测

将已经建立的H2S检测系统，导入对应的管理平台——数据采集系统中，在采集系统中按时间节点进行检测任务的下达，使用硫化氢检测仪对计划列表中的密封点进行逐个检测，检测过程中对检测数据进行实时上传。

参考《挥发性有机物无组织排放控制标准》(GB 37822-2019)中“8.2 泄漏认定”，VOCs泄漏标准为2 000×10-6。根据普光气田装置实际情况和工艺介质情况，H2S属于剧毒介质，危害性极强，对硫化氢泄漏零容忍，H2S含量>0即为泄漏。

对涉硫化氢装置区的每一个密封点，按LDAR技术进行管理，对每一个密封点进行身份编号与识别，并将其检测值在系统中进行实时上传，使得硫化氢的管控更加系统化与科学化。除了检测人员，工艺管理人员及仪表人员均可在系统中对硫化氢的泄漏情况进行实时查看，保证在第一时间得到泄漏的第一手资料，以便及时对泄漏点进行修复，对安全管理是一个强力有效的手段。

表1 脱硫单元(H2S)密封点检测表

5 维修与复测记录

根据检测出的泄漏点所在位置，仪表密封连接点或装置阀门处，进行有效紧固。紧固后进行复测：区域一列酸水汽提单元，子区域P-501处理水泵，组件标签号JHQT0019，密封点扩展号02，密封点类型接头，修复日期2019.10.14，检修方式紧固，复测浓度0，复测判断修复成功。

6 应用效果

在普光气田净化装置中，按照LDAR技术，对普光气田净化联合装置的45 700多个H2S密封点进行建档、检测，发现泄漏点16个，占含硫化氢密封点总数的0.035%。

按照LDAR技术管理，16个硫化氢密封点都编码标识。其数据结果、是否维修、修后复测、是否泄漏等情况都在管控中，此16个泄漏点，通过螺栓紧固、接头更换密封带、阀门更换盘根、开口管线紧固或添加堵头的方式进行了修复，已全部修复成功。

7 结论

LDAR工作已经在石化行业中开展并取得成效，不但在控制外排，保护环境方面效果显著，也为企业在减少泄漏，节约成本，降低产品损耗方面作出了一定的贡献，但此技术及应用仅用于挥发性有机物(VOCs)行业，将LDAR技术拓宽应用于涉硫装置中，在四川普光气田应用LDAR技术对H2S泄漏开展检测，是创新之举，实际应用表明能够取得良好的效果。在拓展LDAR技术的同时，为涉硫区域的天然气净化与集气提供了更加良好的安全管理平台。