孔祥军 , 雷岗星, 王教凯, 谢 源

(海油总节能减排监测中心有限公司 , 天津 300452)

泄漏检测与修复技术在某炼油厂的应用研究

孔祥军 , 雷岗星, 王教凯, 谢 源

(海油总节能减排监测中心有限公司 , 天津 300452)

采用泄漏检测与修复(LDAR)技术对某炼油厂的催化裂化装置、重交沥青装置、柴油加氢装置和汽油加氢装置开展全面泄漏检测和统计分析工作，发现泄漏密封点并通过维修减少挥发性有机物(VOCs)排放。通过检测，发现泄漏密封点72个，泄漏率0.23%，其中修复53个，维修成功率73.6%；修复后VOCs排放量为7.208 8 t/a，减排率37.2%。通过实施LDAR技术，炼油厂减少了VOCs排放，并降低油品损失，取得较好的经济效益和环境效益。

泄漏检测与修复 ； 炼油厂 ； 挥发性有机物

0 前言

炼油企业是指以原油、重油等为原料，生产汽油馏分、柴油馏分、燃料油、润滑油、石油蜡、石油沥青和石油化工原料等的工业企业[1]。炼油生产装置在运行过程中，设备的动静密封点会因泄漏而产生挥发性有机化合物(Volatile Organic Compounds，VOCs)的无组织排放，一方面造成生产原料和产品的损失，另一方面VOCs是形成颗粒物(PM2.5)、臭氧(O3)等二次污染物的重要前体物[2-3]。

泄漏检测与修复技术(Leak Detection and Repair，LDAR)是使用便携式挥发性有机气体检测仪器，定量检测装置和设备的阀门、法兰、泵、开口管线、泄压装置和连接件等组件的VOCs泄漏量，并在规定时间内修复泄漏的密封点，从而控制VOCs的泄漏，降低物料损失，减少环境污染。

目前，我国LDAR技术要求和管理体系日趋完善，环保部相继颁布了《挥发性有机物排污收费试点办法》、《石化行业VOCs污染源排查工作指南》(环办[2015]104号)和《石化行业泄漏检测与修复工作指南》(环办[2015]104号)等法规，大部分相关企业已经开展LDAR工作，国家管控VOCs的排放进入了一个新的阶段。

本文对中海油某炼油企业的80万t/a催化裂化装置、250万t/a重交沥青装置、30万t/a柴油加氢装置和50万t/a汽油加氢装置开展LDAR工作，并分析各装置密封点的泄漏率、修复率、VOCs排放量、VOCs减排量等。

1 泄漏检测与修复工作流程

泄漏检测与修复技术工作流程见图1。

图1 泄漏检测与修复技术工作流程

该流程主要包括密封点档案建立、现场检测、泄漏维修、信息系统建立、统计分析5部分。①根据炼油企业基本情况，现场调研并收集相关资料，主要包括物料平衡表、PID图、操作规程、设备台账等，分析工艺流程、介质类型，剔除不需要开展LDAR工作的组件，采用图像法对需开展的组件进行识别、编码、建档；②制订检测方案，对已识别的密封点采用便携式挥发性有机气体分析仪进行检测，记录检测结果；③对超过泄漏定义的密封点在现场挂警示信息牌，并按规定时间内开展泄漏维修，修复成功的泄漏密封点摘牌记录，对于延迟修复的泄漏密封点说明原因；④建立LDAR信息管理系统，并将检测结果导入LDAR信息系统管理平台；⑤统计分析检测数据，如泄漏率、修复率、VOCs排放量、减排量等，最终编写相关分析报告，完成材料归档管理。

2 使用仪器与排放量计算方法

仪器：phx-21便携式挥发性有机气体检测仪(原理：氢火焰离子化检测仪)；FLIR GF320红外成像仪；ZHS2400拜特尔防爆数码相机。

排放量计算方法：采用《石化行业VOCs污染源排查工作指南》(环办[2015]104号)附录1中相关方程法计算VOCs排放量，装置的运行排放时间可按8 760 h计算。

3 结果与讨论

3.1密封点数量统计分析

3.1.1各装置密封点数量统计

某炼油厂四套装置密封点数量统计情况如表1所示。

由表1可知，某炼油厂各生产装置，共建立图像档案4 691张，密封点共31 433个，其中可达密封点31 172个，不可达密封点261个。检测中，可达密封点采用phx-21便携式挥发性有机气体分析仪进行检测，不可达密封点采用红外成像仪(FLIR GF320)进行检测。

表1 各装置密封点统计

注：不可达密封点是指由于物理因素、安全因素或环境因素导致检测仪器无法检测到的密封点。

3.1.2不同密封点类型数量统计

各装置不同组件密封点数量统计显示，所有装置连接件、法兰和阀门的密封点数量最多，分别为11 251、11 090、8 043个，共占密封点总数的96.7%。本次密封点建档连接件数量较多，主要是因为这几套装置在工艺上有空气冷凝器，空气冷凝器上有大量的连接件。

3.1.3密封点介质数量统计

不同介质密封点统计如表2所示。

表2 不同介质密封点统计

由表2可知，所有密封点流经介质中，大部分为轻质液，共有密封点18 097个。所有密封点流经介质中，轻质液、重质液和气体所占比例分别为57.6%、24.8%和17.6%。

3.2泄漏密封点统计分析

3.2.1各装置泄漏密封点数量统计

根据《石油炼制工业污染物排放标准》(GB31570-2015)规定，出现以下情况，认定密封点为泄漏点位：有机气体和挥发性有机液体(轻质液)流经的设备与管线组件，采用氢火焰离子化检测仪，泄漏检测值≥2 000 μmol/mol，其他挥发性有机物(重质液)流经的设备与管线组件，泄漏检测值≥500 μmol/mol。

表3 各装置密封点泄漏统计

由表3可知，本次共检测密封点31 433个，发现泄漏密封点72个，泄漏率为0.23%，其中催化裂化装置泄漏密封点33个，数量最多，泄漏率为0.34%。各装置整体泄漏率较低，这可能因为装置工艺管线有部分介质为原油、蜡油、柴油等较重质液体，挥发性较差，而且炼油厂为新建厂，装置运行稳定，日常维护较好。

3.2.2不同泄漏密封点类型数量统计

各装置不同组件泄漏密封点数量统计显示，各装置的泄漏密封点中连接件、开口管线和法兰的泄漏数量最多，分别为20、19、18个，泄漏率分别为0.18%、2.21%和0.16%，另外取样连接系统的泄漏率最高，泄漏率为8.33%。

3.2.3泄漏原因分析

通过泄漏检测发现，连接件、开口管线、法兰和阀门的泄漏数量较多，连接件主要泄漏部位为螺纹接头，因螺纹接头长期使用后，螺纹连接处容易被腐蚀而发生泄漏；开口管线由于需要经常进行开闭操作，使用频繁，容易造成阀门磨损、腐蚀等，导致其泄漏点较多，通常是由控制阀门内漏造成的；法兰泄漏浓度最大的部位是在密封垫片四周，垫片长期使用后老化、龟裂，以及管道热变形、机械变形、振动等都可能造成密封垫片与法兰端面之间密合不严而发生泄漏；阀门通常是因为经过多次启闭操作后，导致填料与阀杆的接触压力降低，预紧力不够且填料松动所致。

3.3VOCs排放量统计分析

3.3.1不同装置VOCs排放量

不同装置VOCs排放量统计如表4所示。

表4 不同装置VOCs排放量统计

由表4可知，通过泄漏检测，各装置的密封点VOCs排放量为11.487 2 t/a，其中可达密封点VOCs排放量为8.153 0 t/a，不可达密封点VOCs排放量为3.334 2 t/a，其中催化裂化装置的VOCs排放量最高，为3.555 7 t/a，占所有排放量的31.0%，这主要是催化裂化装置中不可达密封点数量较多，通过核算，对催化裂化装置的VOCs排放量贡献较大。

3.3.2不同密封点类型泄漏排放量

不同密封点类型泄漏排放量统计如表5所示。

表5 不同密封点类型泄漏排放量统计

由表5可知(统计的排放量包括可达点和不可达点)，法兰的VOCs排放量最大，排放量为4.215 5t/a，约占36.7 %，其次是阀门，排放量为3.613 2t/a，约占排放总量的31.4%。开口管线、连接件、泵、取样连接系统和压力释放设备的排放量逐渐递减，其中压力释放设备的排放量最小，仅为0.007 6 t/a，占0.1%。

3.4泄漏修复情况统计分析

维修人员对72个泄漏密封点进行不停工维修，首次维修成功的密封点记录、存档，首次维修未成功的在规定时间内进行再次维修，再次维修不成功的密封点录入延迟维修名单，并写明原因。主要泄漏密封点维修措施见表6。

表6 泄漏密封点维修措施

3.4.1各装置泄漏密封点修复统计分析

各装置泄漏修复情况统计如表7所示。

表7 各装置泄漏修复情况统计

由表7可以看出，通过泄漏维修，各装置共修复53个密封点，维修成功率73.6%，其中催化裂化装置修复密封点31个，数量最多，维修成功率为93.9%，其余未修复的密封点，已录入延迟维修清单，待厂区进行停工检修时再进行维修。

3.4.2不同泄漏密封点类型修复统计分析

整个装置不同密封点修复统计如表8所示。

表8 整个装置不同密封点修复统计

由表8可知，各装置开口管线的修复密封点数量最多，共15个，维修成功率为78.9%，其次是连接件、法兰和阀门，分别修复14、13、8个。

3.4.3修复效果分析

泄漏密封点修复后减排量统计如表9所示。

表9 泄漏密封点修复后减排量统计

由表9可知，通过对泄漏密封点的维修，各装置VOCs排放量共减少4.278 4 t/a，减排率为37.2%，修复后VOCs排放量为7.208 8 t/a。

4 结论

某炼油厂4套装置共检测密封点31 433个，发现泄漏密封点72个，泄漏率为0.23%。通过修复，共修复泄漏密封点53个，维修成功率为73.6%。通过计算，修复前各装置VOCs排放量为11.487 2 t/a，修复后VOCs排放量为7.208 8 t/a，VOCs减排量4.278 4 t/a，减排率为37.2%，减排效果比较明显，既降低了物料损耗，又减少了对周边环境的影响。各装置连接件、开口管线、法兰和阀门的泄漏数量较多，设备运行期间要加强对此类密封点的日常管理和维护，并定期开展LDAR周期性检测。实施LDAR技术可以给企业带来直接或间接的经济效益和环境效益，LDAR技术已逐渐成为企业削减VOCs排放，减少油品损失，提高环境质量，增加经济收益的有效手段。

[1] 环境保护部科技标准司.石油炼制工业污染物排放标准:GB31570-2015[S].北京:中国环境科学出版社,2015.

[2] 张时佳,彭 茵,陈 璐,等.炼油行业泄漏检测与修复技术实践研究[J].环境科学与管理,2016,41(3):41-44.

[3] 郑临奥,赵东风,卢 磊,等.泄漏检测与修复技术在煤化工烯烃分离装置的应用[J].安全、健康和环境,2016,16(11):31-34.

TQ050.7

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1003-3467(2017)10-0033-04

2017-06-28

孔祥军(1984-)，男，工程师，从事环境监测及评价工作，电话：13821263389，E-mail：kkkxxxjjjj@126.com。