泄漏檢測與修復(fù)(LDAR)相關(guān)標準應(yīng)用問題探討

丁德武，賈潤中，朱勝杰

(中國石化青島安全工程研究院化學品安全控制國家重點實驗室，山東青島 266100)

近年來揮發(fā)性有機化合物(VOCs)污染日益引起廣泛關(guān)注，石化裝置設(shè)備動靜密封點泄漏作為十二排放源項之一也被重點關(guān)注。《重點區(qū)域大氣污染防治“十二五”規(guī)劃》(國函〔2012〕146號)、《大氣污染防治行動計劃》(國發(fā)〔2013〕37號)、《石化行業(yè)揮發(fā)性有機物綜合整治方案》(環(huán)發(fā)〔2014〕117號)等文件均提出要在石化企業(yè)全面推行泄漏檢測與修復(fù)(LDAR)技術(shù)，控制設(shè)備動靜密封點的泄漏率，減少VOCs污染排放。國家和地方環(huán)保部門也陸續(xù)頒布了LDAR相關(guān)標準、指南等技術(shù)文件，規(guī)定了泄漏控制標準、泄漏檢測方法、檢測頻次、維修時限、VOCs排放量核算等要求。但這些標準或文件由于出臺時間不同，或者參考引用文件不同，造成部分技術(shù)內(nèi)容細節(jié)在應(yīng)用中存在一定問題。本文探討了相關(guān)標準、指南文件在實際應(yīng)用中出現(xiàn)的問題，提出解決的方案和建議，為企業(yè)理解標準，或者標準起草單位修訂標準提供參考。

1 LDAR相關(guān)標準實施應(yīng)用中存在的問題

1.1 LDAR項目建立方面

a)密封點類型規(guī)定不完全一致。GB31570－2015《石油煉制工業(yè)污染物排放標準》、GB31571－2015《石油化學工業(yè)污染物排放標準》、GB31572－2015《合成樹脂工業(yè)污染物排放標準》的5.3.2中均規(guī)定了9類密封類型，包括泵、壓縮機、閥門、開口閥或開口管線、法蘭、連接件、泄壓設(shè)備、取樣連接系統(tǒng)、其他密封設(shè)備。而《石化企業(yè)泄漏檢測與修復(fù)工作指南》(環(huán)辦[2015]104號)規(guī)定了10類密封類型，相比前者多出了攪拌器(軸封)。

b)個別裝置類別屬性歸類不明確。GB31570、GB31571、GB31572 3個國家標準分別對石油煉制工業(yè)、石油化學工業(yè)、合成樹脂工業(yè)進行了定義，但未給出常見裝置名稱及其屬性歸類?！妒髽I(yè)泄漏檢測與修復(fù)工作指南》也對石油煉制工業(yè)、石油化學工業(yè)進行了定義，并且附錄中給出了主要煉油裝置和主要化工裝置類別及其編碼，但附錄中二甲苯、MTBE、制氫、重整、苯乙烯等裝置在煉油裝置和化工裝置列表中都存在。另外石油煉制工業(yè)和石油化學工業(yè)的定義比較籠統(tǒng)，未明確常見煉油、化工裝置的裝置類別。因此需要明確其常見裝置的類別屬性，否則同一個裝置如果歸類不同會影響其VOCs排放量核算結(jié)果。

c)群組及密封點編碼規(guī)則比較復(fù)雜，企業(yè)實際應(yīng)用存在一定困難。《石化企業(yè)泄漏檢測與修復(fù)工作指南》中5.9.2規(guī)定了群組編碼規(guī)則，5.9.4規(guī)定了密封點編碼規(guī)則，群組編碼與密封點編碼合計17位字母和數(shù)字，規(guī)則比較復(fù)雜。并且部分石化企業(yè)開展LDAR工作早于“指南”發(fā)布時間，其編碼參考國外經(jīng)驗，保證了其唯一性，如果全部按照“指南”要求重新編碼，困難比較大。

d)不可達點判定存在不統(tǒng)一情況。天津市地標DB12－524－2014《工業(yè)企業(yè)揮發(fā)性有機物排放控制標準》定義了難于檢測的設(shè)備與管線組件:指不易采用監(jiān)測儀器進行定量檢測的設(shè)備與管線組件，包括從地面進行檢測時，位于高于地面5 m以上的設(shè)備與管線組件;或從平臺進行檢測時，位于高于該平臺2 m以上的設(shè)備與管線組件;以及在檢測時有安全顧慮的設(shè)備與管線組件。上海市《設(shè)備泄漏揮發(fā)性有機物排放控制技術(shù)規(guī)程(試行)》規(guī)定高于平臺3 m及以上才能檢測的設(shè)備為難于檢測。《石化企業(yè)泄漏檢測與修復(fù)工作指南》中5.7不可達密封點辨識規(guī)定了不可達原因包括物理因素和化學因素，其中物理因素之一空間因素為密封點所在部位超出操作人員觸及范圍2 m以上。因此在實際工作中企業(yè)參考哪個標準，如何判定不可達點會存在判定標準不統(tǒng)一、數(shù)量難以精確。而不可達點多少會對企業(yè)設(shè)備動靜密封點VOCs排放量核算結(jié)果影響較大。

1.2 LDAR檢測方面

a)檢測儀器校準規(guī)定不一致。GB31570、GB31571、GB31572 3個國家標準的5.3.4均規(guī)定“采用氫火焰離子化檢測儀器(以甲烷或丙烷為校正氣體)”。而《石化企業(yè)泄漏檢測與修復(fù)工作指南》6.1.1規(guī)定“開展LDAR應(yīng)配備氫火焰離子化檢測儀”，6.2.1規(guī)定校準氣體為CH4/Air有證氣體標準物質(zhì)。對于校準點數(shù)量HJ733－2014《泄漏和敞開液面排放的揮發(fā)性有機物檢測技術(shù)導則》4.1規(guī)定“校準可以是單點濃度校準，單點濃度值應(yīng)接近標準濃度限值;也可以進行多點校準，標準濃度限值應(yīng)在校準濃度的范圍之內(nèi)”。而《石化企業(yè)泄漏檢測與修復(fù)工作指南》6.2.1規(guī)定“校準氣體為較泄漏控制濃度略高(以相關(guān)標準中較高泄漏控制濃度為準)和75% ～85%儀器量程(FS)的兩種濃度CH4/Air有證氣體標準物質(zhì)”。

b)實際應(yīng)用中響應(yīng)因子的獲取存在困難，可操作性不強。一是企業(yè)自己實測的困難比較大，對單一組分化合物，企業(yè)需要配備不同有機化合物單一組分不同濃度(如 500，10 000 μmol/mol等)的標準氣體，然后實際測量該有機化合物的響應(yīng)因子。很多單一組分的標準氣體市場上購買比較困難。二是通過查閱檢測儀器說明書或者參考資料獲取，目前市場上幾大類儀器商提供的化合物響應(yīng)因子數(shù)量有限，不能涵蓋所有石油化學工業(yè)的有機化合物。三是對于混合物的合成響應(yīng)因子，企業(yè)在實施中也存在困難，混合物料成分復(fù)雜，種類繁多，物料中各組分的摩爾百分數(shù)、單一組分的響應(yīng)因子等數(shù)據(jù)獲取比較困難，尤其對于反應(yīng)過程更不好判斷。

c)由于檢測儀器使用條件限制，滿足標準規(guī)定的檢測頻次有一定困難。在寒冷地區(qū)的石化企業(yè)由于儀器使用條件限制，在冬季無法開展現(xiàn)場檢測工作;因此無法滿足每季度檢測一次的檢測頻次。另外由于開展多輪檢測之后，泄漏點越來越少，通過維修泄漏點進行減排的效果也不再十分明顯。再投入大量人力物力開展多輪次檢測，其投入產(chǎn)出性價比不高。

d)保溫或保冷密封點檢測規(guī)定不全面。《石化企業(yè)泄漏檢測與修復(fù)工作指南》6.5.6規(guī)定對有保溫或保冷的密封點，應(yīng)在保溫、保冷材料接縫或密封點暴露在保溫、保冷材料之外的部位進行檢測。但煉化裝置管線設(shè)備的保溫形式多種多樣，哪種保溫形式可列入檢測范圍，哪種保溫形式應(yīng)列入不可達范圍，并未作出全面的規(guī)定。

e)重液檢測方法、檢測的必要性需要進一步探討。重液在石化企業(yè)廣泛存在，由于重液物料自身物不易揮發(fā)，檢測儀器檢測結(jié)果均比較低，檢測到的泄漏點也比較少。國外目前對重液也沒有必須檢測的相關(guān)要求，是否有必要投入大量人力物料開展重液檢測需要進一步研究。建議在日常巡檢中做到目視檢漏，并做好記錄即可。

1.3 泄漏維修方面

a)泄漏認定標準不一致。GB31570、GB315 71、GB31572 3個國家標準的5.3.4均從設(shè)備與管線組件流經(jīng)的物料狀態(tài)(有機氣體和揮發(fā)性有機液體、其他揮發(fā)性有機物)角度規(guī)定了泄漏認定標準。而天津市地標DB12－524－2014《工業(yè)企業(yè)揮發(fā)性有機物排放控制標準》和上海市《設(shè)備泄漏揮發(fā)性有機物排放控制技術(shù)規(guī)程(試行)》均從動密封和靜密封的角度規(guī)定了泄漏認定標注。規(guī)定泄漏認定的角度不同，會造成泄漏點判斷出現(xiàn)不一致，例如流經(jīng)氣體的閥門按國家標準判定檢測結(jié)果在2 000 μmol/mol以上為泄漏點，如果按照天津市或天津市要求判定則檢測結(jié)果在500 μmol/mol以上為泄漏點。

b)企業(yè)要滿足泄漏點修復(fù)時限存在困難。企業(yè)要達到國家標準規(guī)定的泄漏點5日內(nèi)首次維修，15日內(nèi)實質(zhì)性維修的要求比較困難。而且部分地方標準或政府文件中對嚴重泄漏點(檢測值超出10 000 μmol/mol)要求24 h或48 h內(nèi)修復(fù)，此要求更嚴格，企業(yè)實際實施中難以滿足要求。原因是:①部分泄漏點無旁路管線，無法切換旁路維修;②生產(chǎn)工藝條件下，不能立即停工維修;③企業(yè)設(shè)備管理流程比較長，從發(fā)現(xiàn)泄漏點，反饋泄漏點，下達維修工單，現(xiàn)場確認并制定維修方案，維修備件出庫，現(xiàn)場更換安裝等環(huán)節(jié)，按照內(nèi)部管理程序都需要一定時間;④部分密封點墊片、閥門填料或者閥門、法蘭沒有合適的備用庫存，根據(jù)管理規(guī)定需要報物資采購計劃，需要時間比較長(一般1個月左右)。

1.4 設(shè)備動靜密封點泄漏VOCs排放量核算方面

a)不可達密封點的VOCs排放量存在偏差。由于石化行業(yè)裝置特點，部分現(xiàn)場檢測難度大，同時，需要充分考慮石化行業(yè)安全管理相關(guān)規(guī)定，存在一定比例的不可達密封點，而不可達點采用平均系數(shù)法核算總量，與實際情況有偏差。

b)VOCs核算方法存在一定偏差。一是《石化行業(yè)VOCs污染源排查工作指南》核算方法中相關(guān)方程法規(guī)定了不同類型密封點凈檢測值＞50 000 μmol/mol的限定排放速率，與 EPA－453/R－95－017《Protocol for Equipment Leak Emission Estimates》中規(guī)定的凈檢測值為 100 000 μmol/mol的限定排放速率取值相同。而此限定排放速率凈檢測值臨界值的選取沒有經(jīng)過包袋法的實際論證，而是直接引用，必然導致VOCs排放速率存在偏差。二是《石化行業(yè)VOCs污染源排查工作指南》中限定排放速率臨界值取值為50 000 μmol/mol，而目前市場上檢測儀量程有50 000 μmol/mol和30 000 μmol/mol兩種，且后者市場占有率較大。對于超出儀器量程且能記錄的(30 000～50 000)μmol/mol之間的檢測數(shù)據(jù)是否可直接帶入相關(guān)方程法進行計算，指南中并未考慮相關(guān)問題，導致VOCs核算的不準確。

c)中點法計算設(shè)備動靜密封VOCs排放量的適用性需要進一步研究。由于LDAR檢測是周期性的，使用中點法計算設(shè)備動靜密封點泄漏VOCs排放量時，下一周期檢測時間點會影響時中點位置，造成年度VOCs排放量有時不是半年或季度排放量之和。另外《石化行業(yè)VOCs污染源排查工作指南》中規(guī)定平均排放系數(shù)法適用于未開展LDAR的企業(yè)，或不可大點(除符合篩選范圍法適用的法蘭和連接件外)。如果企業(yè)已經(jīng)開展了LDAR工作，但某季度沒有按照要求的周期進行檢測，該季度排放量如何計算需要進一步研究。

1.5 第三方技術(shù)服務(wù)方面

a)第三方技術(shù)服務(wù)水平參差不齊，不良競爭時有發(fā)生。由于目前對LDAR檢測尚無資質(zhì)要求，而市場需求巨大，第三方技術(shù)服務(wù)公司呈突發(fā)性增長趨勢，但部分LDAR技術(shù)服務(wù)公司技術(shù)水平較低，對標準要求及技術(shù)細節(jié)理解不到位，造成企業(yè)LDAR工作無法滿足標準和政府的要求。同時，部分服務(wù)公司惡性競爭，低價中標，服務(wù)質(zhì)量無法保證。

b)第三方市場管理混亂，監(jiān)督考核機制缺失。目前政府部門對LDAR技術(shù)第三方服務(wù)公司沒有監(jiān)督和管理，缺少評估考核機制，造成市場管理混亂，魚龍混雜。建議建立門檻制，對第三方技術(shù)服務(wù)公司的場地、人員、設(shè)備、資質(zhì)等提出具體要求，并組織監(jiān)督考核。

2 下一步工作及標準制修訂建議

針對LDAR相關(guān)標準在實際應(yīng)用中存在的問題，對下一步工作及標準制修訂提出以下建議。

a)明確常見煉油、化工裝置類別屬性歸類，統(tǒng)一密封點類型名稱。

b)《石化企業(yè)泄漏檢測與修復(fù)工作指南》中群組編碼和密封點編碼建議修訂為資料性附錄，企業(yè)密封點編碼保證唯一性即可。

c)進一步明確《石化企業(yè)泄漏檢測與修復(fù)工作指南》中關(guān)于不可達密封點等內(nèi)容的確定原則，并充分考慮不可達密封點VOCs排放量核算方法的校驗，促進泄漏排放總量更加符合實際。

d)統(tǒng)一檢測儀器校準點數(shù)量，明確標準氣體濃度的規(guī)定。

e)儀器商、科研院所開展響應(yīng)因子研究，逐步補充完善，最終形成響應(yīng)因子數(shù)據(jù)庫。

f)對檢測頻次的要求進行論證和研究。借鑒國外經(jīng)驗，可根據(jù)泄漏率與檢測頻次關(guān)聯(lián)，并考慮特殊地區(qū)(北方寒冷地區(qū)、南方梅雨季節(jié))和特殊情況(如裝置大檢修、臨時停用)豁免檢測。

g)開展重液組分揮發(fā)性研究，對重液檢測方法、儀器檢測的必要性進行論證，對重液排放量核算方法進行研究。

h)根據(jù)企業(yè)實施維修過程存在的困難和生產(chǎn)工藝的特殊情況等問題，建議泄漏點維修時限為:5日內(nèi)首次維修，30日內(nèi)實質(zhì)性維修。取消嚴重泄漏必須24 h或48 h內(nèi)修復(fù)的要求。

i)針對《石化行業(yè)VOCs污染源排查工作指南》相關(guān)方程法的限定排放速率選取問題，建議開展進一步科學論證，并結(jié)合目前實際情況，進行適當調(diào)整，以提升企業(yè)VOCs核算的準確性。

j)對中點法核算排放量的適用性進行研究。研究中點法和按檢測周期對應(yīng)時間段的方法計算排放量的差異性。如果不存在顯著性差異，建議選擇按檢測周期對應(yīng)時間段的方法計算排放量，例如按季度、按年度選擇時間段。

k)規(guī)范LDAR市場，對第三方技術(shù)服務(wù)公司提出資質(zhì)和門檻要求，滿足必要條件才可以開展LDAR相關(guān)工作。企業(yè)委托第三方開展LDAAR工作，應(yīng)做好資質(zhì)審查，做好項目驗收工作，確保LDAR工作質(zhì)量。

3 結(jié)語

目前國內(nèi)已經(jīng)陸續(xù)頒布了一系列LDAR相關(guān)標準及指南文件，但在實際應(yīng)用中或多或少地存在一定的問題。本文從LDAR項目不同實施過程和環(huán)節(jié)，分析和解讀了相關(guān)標準在企業(yè)實際應(yīng)用中的問題，并對下一步工作及標準制修訂提出建議，以提升國內(nèi)LDAR技術(shù)實施水平，滿足石化企業(yè)實際需求。