LDAR技术在天然气处理装置中的应用实例

韩虎 马倩

摘 要：挥发性有机物，简称VOCs，是形成细颗粒物（PM2.5）和臭氧（O3）的重要前体物。京津冀及周边地区源解析结果表明，有机物（OM）仍是PM2.5的最主要组分，占比达20%-40%，其中，二次有机物占OM比例为30%-50%，主要来自VOCs转化生成;同时，O3浓度呈上升趋势，尤其是在夏秋季节已成为部分城市的首要污染物。研究表明，VOCs是現阶段该区域O3生成的主控因子。天然气处理装置生产过程中存在大量泄漏点，通过泄漏检测与修复技术对泄漏点进行修复之后，依据《挥发性有机物无组织排放控制标准》（GB 37822—2019），已对100个泄漏点完成了修复，不仅减少了物料损耗，消除了泄漏安全隐患，同时取得了良好的环境效益。

关键词：挥发性有机物;泄漏检测与修复;天然气处理装置

1.信息建档

对全厂装置区及罐区进行LDAR信息建档，对所有的密封点即含VOCs的物料且可能泄漏排放的各种设备和管线，包括阀门、法兰及其他连接件、泵、压缩机、泄压装置、开口阀或开口管线、取样连接系统、泵和压缩机密封系统排气口、储罐呼吸口、检修口密封处等，按照《石化行业泄漏检测与修复工作指南》进行拍照建档。

对第二气体处理厂、第三气体处理厂、丁烷厂、轻烃站四个单位进行全覆盖建档。按照格式进行密封点基础信息的建立，并对所有相应的密封点进行同步拍照。

2.软件开发

对建立的信息上传至天然气处理厂与油田信息中心联合自主开发应用软件之中。

传统检测采用离线检测，通过对所有已建立的密封点台账及装置组件进行拍照、编号，打印出图片在现场一一对应识别、进行检测，检测结束将结果进行整理，自主录入或上传至密封点台账，完善各密封点的信息。

天然气处理厂与油田信息中心联合开发的LDAR数据采集系统，将建好的密封点台账与组件拍照上传至数据采集系统中，使所有台帐与密封点信息、图库、装置位置图等均在系统对应的目录中，将系统安装在手持平板上，通过点击“系统检测计划-检测点位”，使图库自动显示，同时界面有检测键、保存结果键，使检测与上传结果能同步进行，实现了实时线上检测，同时解决了需打印数百张纸质图片随行检测的问题。

在软件开发过程中，主要解决了手动录入数据提交后app闪退bug、优化自动进入下一检测点算法、优化数据提交方法等一系列问题。信息建档工作共历时四个月，其间天然气处理厂成立LDAR检测室，检测技术人员组织全厂安全负责人、安全工程师及各厂区泄漏检测执行人员进行培训学习与仪器操作现场演示，这些前期准备工作都为下一步的检测工作打下了坚实的基础。

3.现场检测

天然气处理厂计量化验中心LDAR检测室采用美国Ldartools 公司生产的PHX21检测仪，仪器采用泵吸式采样，虽然检测样品为挥发性物质，但不可避免地，在检测过程中，会吸入样品中的杂质及环境中的悬浮油污等，势必会造成仪器检测的负担，甚至损坏泵及设备，因此，当污染达到一定程度，仪器会因为连锁保护自动熄火。同时，当探头出口被堵或不畅通，同样会因为自吸泵受阻而中断工作，自动熄火。仪器的探头出口通过PTFE管与探针连接，出口管径较小。为避免污染物进入仪器内部，造成仪器中毒，在探针与管路中间安置有PTFE过滤器。过滤器过脏，堵塞管口也会自动熄火，因此要求，根据检测情况定期更换过滤器，检测人员须遵守仪器使用操作规程，发现问题及时反馈。

4.软件实时检测

应用LDAR数据采集系统进行检测，首先登录系统。系统管理人员已将各个生产厂检测小组的账户名与密码分发各单位，检测小组使用各自用户名登录进行检测。在实施检测前，由安全生产监督管理科下达检测计划，检测计划一经下达，各个生产厂的检测任务即刻生成。各生产厂务必在指定时段内完成检测任务。系统中的进度管理可以实时查看检测完成情况及泄漏情况。

目前，各厂区均已完成了所有密封点的线上检测，其中第二气体处理厂使用软件线上检测方法完成了泄漏点的复测工作。在整个一轮检测中，第三气体处理厂一期装置密封点数量为9411，第三气体处理厂罐区密封点数量为2401，第二气体处理厂密封点数量为10664，丁烷厂密封点数量为4491，轻烃站密封点数量为1876，共计28843个密封点。

5.标准起草

天然气处理厂开展LDAR技术检测，以HJ733-2014《泄漏和敞开液面排放的挥发性有机物检测技术导则》为检测依据，但针对本厂的实际情况，采用此标准在泄漏介质定义方面不够准确，检测仪器对烃类物质有响应值，检测时，需根据介质组份，确定检测项目为总烃检测或挥发性有机物检测。天然气处理厂LDAR技术人员参考《Q/SH0546-2012石化装置挥发性有机化合物泄漏检测规范》，针对本企业的具体情况，起草企业标准，规定了总烃便携式监测仪的组成结构、技术要求和检测方法、质量保证与控制等。

标准起草后，由首席技术专家组织技术人员对标准进行审定，并上报中原油田分公司进行标准申请。目前，此标准已经完成了立项论证。

6.检测结果

目前，天然气处理厂已经对内部进行了一轮LDAR检测，检测结果表明，第二气体处理厂共检测出泄漏点100个，第三气体处理厂共检测出泄漏点504个，丁烷厂共检测出泄漏点67个，轻烃站共检测出泄漏点95个，总计766个泄漏点。

其中第三气体处理厂的504个泄漏点中，检测结果超过50000的有409个，检测结果超过200000的占到了泄漏点的三分之二。对于这些泄漏严重的密封点，相关科室将组织相关装置部门技术负责人进行紧固维修，进行维修后的复测，并组织开展对无组织排放的回收改造。

目前为止，第二气体处理厂完成了所有100个泄漏点的修复工作，复测结果为无泄漏点，第二气体处理厂装置VOCs泄漏率由0.9377%降至0，不仅消除了现场安全隐患、保护了职工的身体健康，同时取得了良好的环境和经济效益。其他厂区的泄漏点正在修复中，待修复完成后进行复测。