LDAR檢測(cè)技術(shù)在涉硫天然氣凈化領(lǐng)域中的應(yīng)用

張寶寧，朱機(jī)靈，楊 夢(mèng)，田孟強(qiáng)，肖慧娜

(中國(guó)石化中原油田分公司天然氣處理廠，河南 濮陽(yáng) 457162)

泄漏檢測(cè)與修復(fù)(LDAR 技術(shù))采用固定或移動(dòng)監(jiān)測(cè)設(shè)備，可監(jiān)測(cè)反應(yīng)釜、原料輸送管道、泵、壓縮機(jī)、開(kāi)口閥門(mén)、泄壓設(shè)備、取樣連接系統(tǒng)、法蘭及連接件等易產(chǎn)生泄漏點(diǎn)，并修復(fù)超過(guò)一定濃度的泄漏點(diǎn)，從而達(dá)到控制物料泄漏對(duì)環(huán)境造成污染，改善作業(yè)環(huán)境，提高安全水平，是國(guó)際上較先進(jìn)的泄漏檢測(cè)技術(shù)。LDAR技術(shù)目前應(yīng)用于檢測(cè)石化行業(yè)逸散泄漏出的VOCs，是造成空氣質(zhì)量下降的主要因素物質(zhì)。

1 必要性

涉硫天然氣凈化中，高含硫原料氣的泄漏是影響天然氣凈化的主要安全因素。在含硫天然氣凈化裝置中常采用硫化氫報(bào)警儀來(lái)對(duì)硫化氫進(jìn)行泄漏監(jiān)測(cè)，不僅監(jiān)測(cè)效果差，難以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)化管理，而且對(duì)泄漏點(diǎn)的檢測(cè)不能達(dá)到精準(zhǔn)定量。而根據(jù)LDAR技術(shù)及工作指南要求，將LDAR工作進(jìn)行拓展，在高含硫天然氣凈化領(lǐng)域中，對(duì)各個(gè)生產(chǎn)工藝裝置及儲(chǔ)罐、集氣站輸送管線中的所有涉硫密封點(diǎn)也按照LDAR管理進(jìn)行拍照、建檔、檢測(cè)，將所有涉及硫化氫的密封點(diǎn)統(tǒng)一部署、入檔，建立H2S泄漏系統(tǒng)臺(tái)賬，依托泄漏管理平臺(tái)，將所有涉硫密封點(diǎn)納入管控之中，對(duì)系統(tǒng)中的密封點(diǎn)進(jìn)行檢測(cè)與追蹤管理，那么LDAR技術(shù)入駐硫化氫泄漏行業(yè)，可對(duì)其進(jìn)行有效檢測(cè)與管控，替代傳統(tǒng)的硫化氫報(bào)警儀的報(bào)警監(jiān)測(cè)，用“點(diǎn)檢測(cè)”替代“面報(bào)警”，不但能夠準(zhǔn)確找到泄漏點(diǎn)，對(duì)其泄漏進(jìn)行量化檢測(cè)外，更是能對(duì)每個(gè)硫化氫泄漏點(diǎn)建立身份編碼，并發(fā)現(xiàn)泄漏趨勢(shì)，從微觀與宏觀上實(shí)現(xiàn)硫化氫的管控，從而確保涉硫裝置在長(zhǎng)周期處理高含硫天然氣的安全、可靠，提升涉硫裝置企業(yè)的整體安全水平。

2 技術(shù)準(zhǔn)備

收集泄漏檢測(cè)與修復(fù)相關(guān)資料，根據(jù)裝置內(nèi)物料信息，判別流經(jīng)管線的物料中是否含有硫化氫，確定泄漏檢測(cè)與修復(fù)項(xiàng)目檢測(cè)的范圍歸檔。根據(jù)物料平衡表、采樣點(diǎn)餾程表中的物料組分，結(jié)合具體的工藝流程，在PFD圖紙上對(duì)裝置中適用于泄漏檢測(cè)的管線進(jìn)行標(biāo)記，在PID圖紙上將適用于泄漏檢測(cè)的管線及組件進(jìn)行標(biāo)記，根據(jù)標(biāo)記情況，在每根管線上確定密封點(diǎn)工藝位置，便于現(xiàn)場(chǎng)拍照時(shí)準(zhǔn)確定位現(xiàn)場(chǎng)的管線及組件。

根據(jù)審核后的PID圖紙，現(xiàn)場(chǎng)對(duì)設(shè)備、管線進(jìn)行核對(duì)，對(duì)裝置進(jìn)行網(wǎng)格化劃分，將裝置分為若干子區(qū)域后，對(duì)每個(gè)子區(qū)域的密封點(diǎn)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)拍照記錄。以普光氣田天然氣凈化與采氣為例，根據(jù)工藝流程和泄漏檢測(cè)實(shí)施需要，將每個(gè)聯(lián)合裝置劃分為脫硫單元、硫黃回收單元、尾氣處理單元、脫水單元、酸水汽提單元。

3 項(xiàng)目建立

①拍照建檔。對(duì)每一組件拍攝照片，對(duì)每一組件中的密封點(diǎn)進(jìn)行編號(hào)，并標(biāo)出代表密封點(diǎn)類(lèi)型的字母。對(duì)所有密封點(diǎn)即可能產(chǎn)生硫化氫泄漏的點(diǎn)位進(jìn)行建檔。②建立密封點(diǎn)臺(tái)賬。按照裝置、子區(qū)域、組件標(biāo)簽號(hào)、密封點(diǎn)擴(kuò)展號(hào)、密封點(diǎn)類(lèi)型、介質(zhì)狀態(tài)、密封點(diǎn)描述、樓層、路徑號(hào)、組件位置/工藝描述等字段建立密封點(diǎn)臺(tái)賬。③管理平臺(tái)。建檔完成后，按照工藝圖及現(xiàn)場(chǎng)區(qū)域?qū)ζ溥M(jìn)行審核，確認(rèn)無(wú)誤后將相應(yīng)的Excel表導(dǎo)入到泄漏檢測(cè)與修復(fù)(LDAR)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)(H2S)中。

4 現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)

將已經(jīng)建立的H2S檢測(cè)系統(tǒng)，導(dǎo)入對(duì)應(yīng)的管理平臺(tái)——數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中，在采集系統(tǒng)中按時(shí)間節(jié)點(diǎn)進(jìn)行檢測(cè)任務(wù)的下達(dá)，使用硫化氫檢測(cè)儀對(duì)計(jì)劃列表中的密封點(diǎn)進(jìn)行逐個(gè)檢測(cè)，檢測(cè)過(guò)程中對(duì)檢測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)上傳。

參考《揮發(fā)性有機(jī)物無(wú)組織排放控制標(biāo)準(zhǔn)》(GB 37822-2019)中“8.2 泄漏認(rèn)定”，VOCs泄漏標(biāo)準(zhǔn)為2 000×10-6。根據(jù)普光氣田裝置實(shí)際情況和工藝介質(zhì)情況，H2S屬于劇毒介質(zhì)，危害性極強(qiáng)，對(duì)硫化氫泄漏零容忍，H2S含量>0即為泄漏。

對(duì)涉硫化氫裝置區(qū)的每一個(gè)密封點(diǎn)，按LDAR技術(shù)進(jìn)行管理，對(duì)每一個(gè)密封點(diǎn)進(jìn)行身份編號(hào)與識(shí)別，并將其檢測(cè)值在系統(tǒng)中進(jìn)行實(shí)時(shí)上傳，使得硫化氫的管控更加系統(tǒng)化與科學(xué)化。除了檢測(cè)人員，工藝管理人員及儀表人員均可在系統(tǒng)中對(duì)硫化氫的泄漏情況進(jìn)行實(shí)時(shí)查看，保證在第一時(shí)間得到泄漏的第一手資料，以便及時(shí)對(duì)泄漏點(diǎn)進(jìn)行修復(fù)，對(duì)安全管理是一個(gè)強(qiáng)力有效的手段。

表1 脫硫單元(H2S)密封點(diǎn)檢測(cè)表

5 維修與復(fù)測(cè)記錄

根據(jù)檢測(cè)出的泄漏點(diǎn)所在位置，儀表密封連接點(diǎn)或裝置閥門(mén)處，進(jìn)行有效緊固。緊固后進(jìn)行復(fù)測(cè)：區(qū)域一列酸水汽提單元，子區(qū)域P-501處理水泵，組件標(biāo)簽號(hào)JHQT0019，密封點(diǎn)擴(kuò)展號(hào)02，密封點(diǎn)類(lèi)型接頭，修復(fù)日期2019.10.14，檢修方式緊固，復(fù)測(cè)濃度0，復(fù)測(cè)判斷修復(fù)成功。

6 應(yīng)用效果

在普光氣田凈化裝置中，按照LDAR技術(shù)，對(duì)普光氣田凈化聯(lián)合裝置的45 700多個(gè)H2S密封點(diǎn)進(jìn)行建檔、檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)泄漏點(diǎn)16個(gè)，占含硫化氫密封點(diǎn)總數(shù)的0.035%。

按照LDAR技術(shù)管理，16個(gè)硫化氫密封點(diǎn)都編碼標(biāo)識(shí)。其數(shù)據(jù)結(jié)果、是否維修、修后復(fù)測(cè)、是否泄漏等情況都在管控中，此16個(gè)泄漏點(diǎn)，通過(guò)螺栓緊固、接頭更換密封帶、閥門(mén)更換盤(pán)根、開(kāi)口管線緊固或添加堵頭的方式進(jìn)行了修復(fù)，已全部修復(fù)成功。

7 結(jié)論

LDAR工作已經(jīng)在石化行業(yè)中開(kāi)展并取得成效，不但在控制外排，保護(hù)環(huán)境方面效果顯著，也為企業(yè)在減少泄漏，節(jié)約成本，降低產(chǎn)品損耗方面作出了一定的貢獻(xiàn)，但此技術(shù)及應(yīng)用僅用于揮發(fā)性有機(jī)物(VOCs)行業(yè)，將LDAR技術(shù)拓寬應(yīng)用于涉硫裝置中，在四川普光氣田應(yīng)用LDAR技術(shù)對(duì)H2S泄漏開(kāi)展檢測(cè)，是創(chuàng)新之舉，實(shí)際應(yīng)用表明能夠取得良好的效果。在拓展LDAR技術(shù)的同時(shí)，為涉硫區(qū)域的天然氣凈化與集氣提供了更加良好的安全管理平臺(tái)。