石化企业LDAR项目技术规范20150228

石化企业LDAR项目技术规范

1 适用范围

本规范提出了设备VOCs泄漏管控的基本程序、控制指标、实施方法、排放核算和项目审核的基本要求。适用于石油炼制、石油化工企业开展设备泄漏检测与修复工作。其它涉及VOCs泄漏排放的企业也可参照实施。

2 规范性引用文件

HJ 733-2014泄漏和敞开液面排放的挥发性有机物检测技术导则 40 CFR Part 60, Subpart VVa美国新建污染源实施标准 EPA-453/R-95-017设备泄漏排放估算协议

《石油炼制工业污染物排放标准》（部长专题会稿） 《石油化学工业污染物排放标准》（部长常务会稿）

3 术语和定义

3.1 石油炼制（Petroleum Refinery）

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产品的过程（简称炼油）。 3.2 石油化工（Petroleum chemicalindustry）

以石油馏分、天然气等为原料，生产有机化学品（参见附表 0-1）、合成树脂、合成纤维、合成橡胶等的工业。

3.3 挥发性有机物（Volatile Organic Compounds，简称VOCs）

除CO、CO2、H2CO3、金属碳化物、金属碳酸盐、碳酸铵之外，任何参加大气光化学反应的碳化合物。常见工业VOCs名单及其物理性质见附表0-2。

3.4 挥发性有机液体（Volatile Organic Liquid）

任何能向大气释放挥发性有机化合物的符合以下任一条件的有机液体：（1）20℃时，挥发性有机液体的真实蒸汽压大于0.3 kPa；（2）20℃时，混合物中，真实蒸汽压大于0.3 kPa的纯有机化合物的总浓度等于或者高于2 %（重量比）。

3.5 泄漏检测与修复（Leak Detection and Repair,简称LDAR）

泄漏检测与修复技术是在化工企业中对生产全过程物料泄漏进行控制的系统工程。该技术采用固定或移动监测设备，定量或定性检测生产装臵中阀门、法兰、机泵、压缩机、开口阀、密闭系统排放口、人孔等易产生挥发性有机物泄漏处的泄漏情况，并修复超过一定浓度的泄漏源，从而达到控制物料泄漏损失，减少对环境造成的污染。 3.6 泄漏定义浓度（Leakage Definition Concentration）

密封点泄漏浓度净检测值不得超过的浓度限值。一旦超过该限值，则视为泄漏，企业应采取修复措施。

3.7 泄漏预警浓度（Early Warning Leak Concentration）

密封点泄漏浓度净检测值一旦超过该值，企业应该高度关注。通常设定为25%泄漏定义浓度。 3.8 轻液体（Light Liquid）

设备内蒸气压大于0.3 kPa（20℃时）的挥发性有机物组分质量分数之和不低于20%的液体物料。常见挥发性有机物20℃时的饱和蒸气压可通过查阅附表0-2确定。 3.9 重液体（Heave Liquid）

设备内轻液体以外的挥发性有机液体物料。 3.10 延迟修复（Delayed Repair）

延迟修复是指运行装臵在不停车的前提下，发现修复时限内无法修复的情况。设备的修复需在装臵下次停工前进行，并在装臵开工后的修复时限内完成修复。

3.11 不可达密封点（Inaccessable Seals）

由于物理或化学因素导致无法定量检测的密封点。物理因素主要包括空间因素导致仪器无法检测、保温或保冷等物理隔离、高温或辐射等；化学因素主要是密封点存在可能导致检测人员暴露于危险的有毒有害介质（如H2S等）

3.12 校准气体（Calibration Gas）

组分、浓度和不确定度均为已知的有证气体标准物质。通常采用以空气为底的甲烷校准气体校准以氢火焰离子为原理的检测仪器。 3.13 零气（Zero Gas）

挥发性有机物含量低于10μmol/mol（以甲烷计）纯净空气 3.14 环境本底值（Environment Background Value）

按照HJ733-2014中4.2.3.1方法测得的检测值，单位通常为μmol/mol。

3.15 净检测值（Net Screening Value）

扣除环境本底值的检测值，单位通常为μmol/mol（ppm）。 3.16 响应时间（Response Time）

指仪器测定VOCs浓度时，从仪器接触被测气体至达到稳定指示值的90%的时间。

3.17 响应因子（Response Factor）

某种VOCs的实际浓度与该气体的仪器检测值之比。通常与VOCs的类别、浓度、仪器的校准气体和仪器本身特性相关。 3.18 默认零值（Default Zero）

小于1μmol/mol净检测值。

3.19 总有机化合物（Total Organic Compound，简称TOC）

物料中所有有机化合物的总量。

4石化设备泄漏管控基本要求

4.1 泄漏管控设备分类

VOCs流经或接触的以下设备和管线，应对其密封点进行泄漏管控。

a) 泵； b) 压缩机； c) 搅拌器； d) 阀门；

e) 泄压设备（安全阀）；

f) 取样连接系统；

g) 一端开放式阀或者管线； h) 法兰； i) 连接件。 4.2 豁免条件

符合以下条件之一的装臵、单元、设备或管线可以豁免： a) 已经排空VOCs的装臵、工艺单元或设备，且预计关停12个月以上；

b) 正常工作处于负压状态（绝对压力低于96.3kPa）； c) 仅在开停工与VOCs接触（不超过15日）；

符合豁免条件的需按本规范要求记录。豁免装臵、单元、设备或管线发生工艺变更应及时记录。变更后不符合豁免条件的，应在30日内建立密封点检测台帐。

4.3 泄漏检测周期

应根据设备与管线的类型，采用不同的泄漏检测周期.

a) 泵、压缩机、气体/蒸气泄压设备、取样连接系统、一端开放式阀或管线、阀门每三个月检测一次（相邻两次检测间隔不小于1个月）。

b) 法兰、连接件每六个月检测一次（相邻两次检测间隔不小于2个月）。

c) 对于VOCs流经或接触的初次运转的泵、压缩机、气体/蒸气泄压设备、取样连接系统、一端开放式阀或者管线、阀门，应在开工

稳定后30日内对其进行首次检测。

d) 在规定期限内未修复或超过泄漏预警浓度的密封点应每月检测一次。

e) 已修复的泄漏密封点，应修复后5日内检测确认。 4.4 检测仪器

应采用氢火焰离子化检测仪或经环境保护主管部门认可的其他原理的检测仪器，且仪器示值误差不超过|±10%|。

4.5 现场检测

石化企业或第三方服务机构应依据本规范要求开展现场检测。 4.6 泄漏的认定与记录

出现以下任一情况，可认定为泄漏：

a) 净检测值大于等于2000µmol/mol（以甲烷计），按净检测值记录；

b) 使用红外热成像仪、傅里叶红外成像光谱仪、泄漏超声探测仪等辅助检测方法发现可能的泄漏密封后，可用检测仪器进行泄漏值认定或按100,000ppm记录；

c) 皂液检测发现可能泄漏的密封点后，可用检测仪器进行泄漏值认定或按100,000ppm记录。

d) 密封点有液体滴落，可按100,000ppm记录； 4.7 泄漏修复

a) 当确认密封点泄漏后，应尽快维修。首次维修不晚于泄漏确认后5日，完成修复应不晚于泄漏确认后15日。

b) 在不关闭工艺单元的条件下，在泄漏确认后15日内进行维修技术上不可行，则可延迟维修，但应在最近一个停工期结束前完成修复。

4.8 记录文件 a) 密封点检测台帐

b) 维修记录（含延迟修复记录）

c) 质量控制记录（包括但不限于仪器检定证书、校准记录、漂移核查记录）

d) 工艺变更记录 e) 格式报告

纸版记录保存期不小于五年，电子版记录应无限期保存。

图 0.1工作流程图

5 项目建立

图 0.2 LDAR项目建立流程图

5.1LDAR项目建立程序 5.1.1资料准备

收集最新版的工艺流程图（PFD）、管道仪表图（PID）、物料平衡图（表）、操作规程等资料。工艺变更资料不全，应补充完整。

5.1.2装臵适合性分析

所有涉及VOCs的装臵应纳入适合性分析，依据本规范附表0-2分析装臵内设备或管线的VOCs组分。VOCs的总质量分数大于10%的，应纳入泄漏管控范围。对于符合豁免条件的装臵或单元，应按照本规范的附表0-6要求填写。

5.1.3装臵物料流的组分和状态分析

根据工艺参数对物料流进行分类，并在PID图上进行标注，气体、轻液体、重液体应分别标注。通过物料平衡表或操作手册查找计算设备、管线内TOC、VOCs和甲烷含量。

5.1.4边界确定

不同状态的物料由阀门或盲板隔离，边界处的阀门或盲板按如下原则划分：

a) 气体和液体交界，按接触气体计； b) 轻液体与重液体交界，按接触轻液体计;

c) VOCs与非VOCs（如氢气、氮气、蒸汽、水等）交界，按接触VOCs计。

5.1.5密封点标识

应对泄漏管控范围内的每个密封点设臵唯一编码，与基础信息、

检测和修复等信息关联。可通过现场挂牌、拍照或PID标识等方式实现密封点准确定位，不可达密封点需特别标注。

5.1.6现场信息采集

现场信息采集的信息主要为：密封点编码、密封点类型、空间位臵描述、公称直径、物料信息、可达性、PID图号等。对于不可达密封点需记录原因。

5.1.7密封点台帐建立

根据现场采集的信息、PID和PFD等其他资料对每一密封点建立基于Excel的密封点检测台帐。

密封点台帐包括但不限于以下信息：装臵、区域、密封点编码、密封点类型、介质状态（气体、轻液体和重液体）、公称直径、可达性、保温保冷等信息。

5.1.8数据合规性审核

审核的内容主要包括：密封点数量、密封点编码唯一性、必填信息的完整性、字段信息有效性及兼容性等。

5.1.9检测任务分配和路径建立

依据本规范要求，制定检测计划，按照密封点的空间及工艺分布，以安全、快捷为原则建立检测路径。

5.2 现场检测工作流程

图 0.3 现场检测流程图（重新改图）

5.2.1 检测工作准备

根据检测任务和检测路径准备检测仪器、检测记录和个体防护设备。

5.2.2仪器检定核查

检测仪器应进行周期计量检定，新购或经维修的仪器应进行计量检定。

5.2.3响应因子确定

应确定所用检测仪器对VOCs 的响应因子。响应因子可由仪器制造商提供，或直接测定。

石油炼制装臵可暂不考虑响应因子对检测值的影响。石油化工装臵应采用物料平衡表（图）计算平均响应因子。计算方法见附录0-8.

5.2.4仪器校准

仪器在使用前应进行核查和（或）校准。核查和（或）校准前需进行预热。

5.2.4.1零点核查和（或）校准

通入零气，待检测仪器显示稳定后，检查仪器。三次读数平均值小于|±10|μmol/mol，视为合格；超出范围应进行重新校准。

5.2.4.2量程核查和（或）校准

通入校准气体，待检测仪器显示稳定后，检查仪器。三次读数平均值小于校准气体浓度的|±10%|，视为合格；超出范围应进行重新校准。

5.2.5现场检测

5.2.5.1现场检测环境要求

风速超过0.5m/s时，可采取适当的避风方式进行检测。风速达到六级（10.8m/s）或雨、雪等天气应停止检测。

5.2.5.2环境本底值检测

依据HJ 733-2014中4.2.3.1规定方法进行环境本底值检测。 5.2.5.3密封点检测

依据HJ 733-2014中4.2.1规定方法进行密封点检测。具体检测部位见附录0-9。

5.2.6现场检测记录 5.2.6.1检测数据记录

记录内容包括：检测时间、检测值、环境本底值、检测人等。 5.2.6.2泄漏记录

超过泄漏定义浓度的密封点应系挂泄漏标签。标签记录内容包括：密封点编码、密封点类型、净检测值、检测日期、检测人等。

5.2.7仪器漂移核查 7.1零点漂移核查

通入零气，待检测仪器显示稳定后，检查仪器。三次读数平均值小于|±10|μmol/mol，视为合格；负漂移超过10μmol/mol应重新检测。

7.2量程漂移核查

通入校准气体，待检测仪器显示稳定后，检查仪器。按公式（1）计算量程漂移。量程漂移应小于|±10%|；负漂移超过校准气体浓度的10%，则从上次仪器核查或校准到此次量程漂移核查之间的检测值无效，应重新检测。

D=

D—仪器量程漂移，%

Ci—仪器i次测量的示值平均值，μmol/mol；

Ci CsCs

×100%（1）

Cs—校准气体浓度值，μmol/mol

5.2.8维修与复测 5.2.8.1维修要求

维修时间要求应按照4.7进行。 首次维修包括但不限于以下动作 a. 紧固阀盖螺栓 b. 更换阀盖螺栓 c. 紧固填料密封压盖螺栓 d. 注入润滑剂

图0.4维修与复测流程图

首次维修后仍然泄漏的设备，企业应采取进一步维修措施如更换机械密封、填料、设备等方式进行再次维修。如果在装臵不停车的前提下，在技术上修复不可行，则将设备列入延迟修复清单，并做好相关记录。

5.2.8.2复测按照4.3要求进行。

已修复的泄漏密封点，应修复后5日内检测确认。修复后合格的密封点在泄漏标签上标注“已修复”，并保留至下一检测周期。

5.2.8.3维修记录

维修记录应包括密封点编码、维修方式、维修时间、复测值、环境本底值、维修人员、复测人员等。

6 设备泄漏VOCs排放量核算方法

6.1 泄漏速率核算方法

需根据各密封点检测情况，分别核算其泄漏速率。各类核算方法的适用条件见表 0-1和图0.5。

数据记录

图0.5各类核算方法的适用范围

6.1.1 实测法

可采用包袋法和大体积采样法实测密封点的泄漏速率。 包袋法是将密封点或泄漏口用袋子包起来，通入已知流量的惰性载气，待载气达到平衡后，从包袋中收集气样测量TOC浓度，也可针对气样中的单个化合物浓度进行分析，再用测得的样品浓度和载气流量计算泄漏速率。

大体积采样器采用真空设臵，通过收集密封点排放的所有物质精确定量泄漏速率。

6.1.2相关性方程法

当密封点的净检测值小于1时，用默认零值排放速率作为该密封

点泄漏速率；当净检测值大于50000µmol/mol，用限定排放速率作为该密封点泄漏速率。泄漏检测值在两者之间，采用关系方程计算该密封点的泄漏速率。具体见图0.5。

a注：kg/h/排放源＝每个排放源每小时的TOC排放量（千克）。

a 美国环保署，1995b报告的数据。

b SV是检测设备测得的测量值（SV，µmol/mol）。

c 轻液体泵系数也可用于压缩机、泄压设备和重液体泵。

计算VOCs的排放速率，还需VOCs在物料流中的质量分数，扣除其它化合物（如甲烷、氮气、水蒸气），采用公式0-1计算排放速率。

式中：

EVOC E

某密封点的VOCs排放速率（kg/h）； 采用图0.5计算的总排放速率（kg/h）；

EVOC E

WFVOC

TOC

（0-1）

WFVOC 物料流中VOCs的平均质量分数；

WFTOC 物料流中TOC的平均质量分数； 6.1.3筛选范围法

筛选范围法是一种基于检测值的简易算法。主要适合不可达法兰或连接件的VOCs排放速率核算。企业采用筛选范围法核算不可达法兰或连接件排放速率时，需要按照《石化企业LDAR项目技术规范》检测50%以上的该类密封点，以检测值10000ppm为界将未检测的法兰或连接件进行筛分核算。见表0-3；

a

b 这些系数是针对非甲烷有机化合物排放。 c 这些系数是针对总有机化合物排放。

6.1.4平均排放系数法

未开展LDAR的企业，可用采用表0-4的平均排放系数法计算各密封点的泄漏速率。

a

注：kg/h/排放源＝每个排放源每小时的TOC排放量（千克）。 a 摘自EPA，1995b。

b 石油炼制排放系数用于非甲烷有机化合物排放速率。 c 石油化工排放系数用于TOC（包括甲烷）排放速率。

计算石油炼制VOCs排放速率时，应采用公式0-2计算；计算石油化工VOCs排放速率时，应采用公式0-3计算。

式中：

FA EVOC

排放系数

某密封点的VOC排放速率（kg/h）；

EVOC FA

WF WFVOC

WFTOC WF甲烷

（0-2） （0-3）

EVOC FA WFVOC

WFTOC 物料流中含TOC的平均质量分数； WFVOC 物料流中含VOC的平均质量分数； WF甲烷 物料流中含甲烷的平均质量分数。 单一VOC物质的排放速率按公式0-4计算。

Ei EVOC

WFi

WFVOC

（0-4）

式中：

Ei

某种VOC物质i的泄漏速率（kg/h）； 某密封点的VOC泄漏速率（kg/h） 物料流中含i的平均质量分数；

EVOC WFi

WFVOC 物料流中VOC的平均质量分数； 6.2 排放时间确定 6.2.1 每年多次检测

可采用中点法确定密封点的VOCs排放时间，见图 0.6。 第n次检测值代表的时间段是第n-1次至第n次检测时间段的后半段和第n次至第n+1次检测时间段的前半段。

6.2.2 每年一次检测

每年进行一次泄漏检测的企业，排放时间按8760小时计。 6.2.2 维修复测

泄漏密封点维修期间的排放时间为从检出泄漏至完成复测的时间段。

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