泄漏檢測與修復（LDAR）工作流程及常見問題剖析

劉志陽+廖程浩+張暉+張永波+趙秀穎+唐喜斌

摘要：指出了泄漏檢測與修復（LDAR）技術是控制工藝設備與管線揮發性有機物無組織泄漏的最佳可行技術，通過對我國多家石化企業30余套裝置LDAR技術應用情況的跟蹤研究，總結了LDAR工作實施流程，剖析了企業在LDAR實施過程中常見的問題，對如何規范開展LDAR技術應用提出了相關建議。

關鍵詞：泄漏檢測與修復；揮發性有機物；工作流程；常見問題

中圖分類號：X78

文獻標識碼：A 文章編號：1674-9944（2017）14-0135-03

1 引言

揮發性有機化合物（Volatile Organic Compounds，VOCs）是造成臭氧、光化學煙霧和灰霾污染的重要前體物質，部分VOCs還具有毒性和致癌性，會危害人體健康[1，2]。石化行業是我國工業源VOCs主要排放行業，排放量大且以無組織排放為主[3]。據國際石油工業環境保護協會估算，石化企業生產過程中工藝設備管線物料泄漏導致的VOCs排放量占全廠VOCs無組織排放總量的40%～50%[4]?！靶孤z測與修復”（Leak Detection and Repair，LDAR）是一種從源頭上控制石化行業工藝設備與管線無組織泄漏的最佳可行技術，規范實施LDAR工作可顯著削減工藝設備管線泄漏環節的VOCs無組織排放。

歐美等發達國家已經應用LDAR技術40多年，形成了較為完善的LDAR技術應用體系和管理模式，通過實施LDAR技術帶來的VOCs減排效益顯著。由于我國LDAR技術應用起步較晚，企業開展LDAR技術應用的時間短、基礎弱，部分企業對實施LDAR實施工作流程、技術要點理解不同，導致不同企業和裝置LDAR技術應用改造的實施效果參差不齊[5]。筆者對LDAR工作實施的標準化流程進行了總結，對企業實施LDAR過程中常見的問題進行了梳理，并提出了規范開展LDAR技術應用的建議。

2 LDAR技術簡介

LDAR技術是利用固定或便攜式檢測設備，定量檢測企業生產裝置中閥門等易產生VOCs泄漏的密封點，并在一定期限內采取有效措施修復泄漏點，從而對全過程物料泄漏進行控制的工作實踐方法。典型的密封點類型包括泵、壓縮機、攪拌器、閥門、泄壓裝置、開口閥或開口管線、取樣連接系統、法蘭、連接件等。LDAR技術源于美國20世紀70 年代開始探索的有關減少來自工藝設備與管線泄漏的VOCs 無組織排放控制技術研究，經過40 多年的發展，已經形成了較為完整的泄漏檢測管理和維修體系。美國的LDAR技術已經從最初單純的“發現泄漏點并進行修復堵漏”的概念，到現在已經系統建立了LDAR 法規和標準體系、檢測標準方法、操作程序規范、現場檢測及數據管理模式、質量控制、保證及改進體系，并已形成檢測儀器研發與生產、數據庫軟件開發、第三方檢測服務、專業咨詢與審核等成套商業運作體系[5]。

3 LDAR實施工作流程

美國EPA文件《泄漏檢測與修復：最佳技術指南》[6]指出，較為成熟的LDAR 作業步驟可總結為圖1所示的5個工作流程，包括泄漏點定位、定義泄漏濃度、檢測組件、修復泄漏組件以及記錄保存。

國家《石化企業泄漏檢測與修復工作指南》[7]將LDAR工作流程劃分為LDAR項目建立、現場檢測和泄漏維修3個步驟，對其進行進一步拆解，可將LDAR工作流程劃分為LDAR實施范圍識別、密封點定位和描述、密封點臺賬建立、密封點現場檢測、泄漏點維修、出具報告6個步驟，如圖2所示。

3.1 LDAR實施范圍識別

LDAR實施范圍識別的目的是確定裝置中哪些工藝設備和管線中流經物料的VOCs質量分數≥10%，且存在潛在泄漏的可能。具體的工作方法一般為，通過核對和分析裝置物料平衡表、裝置操作規程等資料，對照工藝流程圖（PFD）和設備和管道儀表圖（P&ID）進行LDAR實施范圍劃定，并在圖紙上對物料狀態進行辨識。

3.2 密封點定位和描述

密封點定位和描述的主要目的是進一步識別LDAR實施范圍內工藝設備與管線上的密封點，并通過一定的規則，對LDAR實施范圍內的密封點進行標識和描述，從而實現密封點的準確定位，可以“按圖索驥”對每個密封點進行LDAR檢測和泄漏維修。密封點定位方法一般包括掛牌法、圖像記錄法以及掛牌與圖像記錄法相結合的方法。目前我國石化企業主要采用掛牌與圖像記錄相結合的定位方法，該方法具有掛牌數量少、便于現場組件變更管理，以及可視化程度高、便于快速找到檢測點位等優點。標識牌上的編碼應具有唯一性、有序性和定位性。

3.3 密封點臺賬建立

密封點臺賬是后續現場檢測和泄漏維修的基礎。密封點臺賬應詳細記錄每個密封點的基本信息、工藝屬性和設備屬性，主要包括裝置、區域或單元、位置、P&ID圖號、位置描述、密度點類型、公稱直徑、物料狀態、是否屬于不可達點等信息。密封點臺賬建立時，應盡可能收集該密封點的總有機碳（Total Organic Carbon，TOC）質量分數以及每種VOCs的質量分數，以便于計算響應因子。

3.4 密封點現場檢測

密封點現場檢測是實施LDAR項目的核心工作。目前國內一般使用便攜式氫火焰離子化（FID）檢測儀進行現場檢測?，F場檢測前，儀器應進行開機預熱和流量檢查；預熱完成后，應通入零氣和標準氣體對儀器進行零點與示值檢查，當示值偏差不超過“±10%”時，方可開展現場檢測?，F場檢測過程中，應先獲取該套裝置或單元的環境本底值，再對密封點位進行檢測。當日檢測介紹后，應檢查儀器示值漂移，當儀器漂移值超過“-10%”時，則應重新校準儀器并重新檢測當日已檢測的受控密封點。

3.5 泄漏點維修

泄漏維修是LDAR實施工作中實現VOCs減排的關鍵。當密封點的凈檢測值超過泄漏控制濃度時，表明該密封點發生泄漏。泄漏點應及時維修，首次維修不應遲于發現泄漏之日起5 d內。若該泄漏點經首次維修后未修復，則應在自發現泄漏之日起15 d內進行實質性維修。若泄漏點15 d內維修不可行或立即維修存在安全風險或立即維修引發的VOCs排放量大于延遲修復造成的排放量時，可將該泄漏點納入延遲維修。

3.6 LDAR報告

LDAR報告通常借助企業LDAR管理平臺生成，一般包括季度報告、年度報告，排放量計算報告等，便于企業進行LDAR項目運行的統計、管理以及排污申報。

4 LDAR實施過程中常見問題剖析

根據對我國某省多家企業30余套石化裝置LDAR技術應用的跟蹤研究，結合各地關于石化企業LDAR項目開展情況的調查分析，對我國石化企業LDAR項目實施過程中存在的常見問題及問題產生的原因進行了剖析。

4.1 LDAR項目建立過程常見問題剖析

（1）LDAR實施范圍的漏判和誤判。該問題主要為出現大范圍的工藝設備與管線未被正確納入LDAR實施范圍，導致該區域的密封點未被納入LDAR項目管控。出現該問題的原因可能是建檔人員對工藝設備與管線的內部物料中VOCs含量判定有誤。

（2）組件漏掛牌或未進行圖像記錄。該問題主要為LDAR實施范圍內的個別組件漏掛牌或未進行圖像記錄，導致該組件所屬的密封點未建檔。出現該問題的原因可能為建檔人員在進行排放源定位和掛牌時，將個別組件遺漏。

（3）密封點計數有誤。該問題主要為未正確按照該類型組件的密封點計數規則進行密封點擴展，導致該組件所屬密封點有所遺漏或。出現該問題的原因可能是建檔人員對部分組件類型的密封點計數規則不熟悉，或對部分設備的內部構造不了解。

（4）密封點描述不準確。該問題主要為對密封點臺賬中對于該密封點的基本信息、工藝屬性和設備屬性的描述與現場實際不符，例如密封點類型判斷有誤、位置信息描述不準確等。出現該問題的原因可能是建檔人員在裝置現場進行密封點信息采集時，對該密封點所屬信息判斷不準確，或對于密封點的描述規則不熟悉。

4.2 LDAR檢測與維修過程常見問題剖析

（1）現場檢測操作不規范。該問題主要表現在以下幾個方面：檢測前未充分進行開機預熱和流量檢查；儀器未校準便開展檢測；儀器校準時，標氣濃度不符合規定，或標氣未在有效期之內；現場檢測未正確獲取背景值；大風或雨雪等不良天氣下開展檢測；儀器探頭在檢測界面移動速度過快（超過10cm/s）或離檢測點密封邊緣過遠；檢測結束時未進行漂移檢測，等等。該問題產生的原因可能為：現場檢測人員對于密封點檢測的工作流程和操作要求不了解；標氣或儀器性能與狀態不符合現場檢測要求；檢測作業時，檢測人員的儀器操作不規范，等。

（2）泄漏點維修時間超過維修時限規定。該問題主要表現為：泄漏點的首次維修時間超過5 d，或實質性維修時間超過15 d。該問題產生的原因可能為泄漏點的維修工單傳達不及時、維修部門未按時到裝置現場開展維修和復測等。

（3）延遲維修管理不合規。該問題主要表現為：對于經實質性維修無法修復的泄漏點未納入延遲維修管理，或將不符合延遲維修條件的泄漏點納入延遲維修管理。該問題產生的原因可能為企業對于延遲維修管理的理解存在偏差，或企業對于泄漏修復的管理機制不完善等。

5 建議

規范實施LDAR工作是實現工藝設備與管線泄漏環節VOCs減排的關鍵，也是避免LDAR工作流于形式的重要途徑。雖然近期國家和各省市先后出臺了多項LDAR實施技術規范或工作指南對LDAR項目實施進行約束和指導，但由于LDAR法規和標準體系不完善、第三方服務機構缺乏資質管理、LDAR長效運行和監管管理機制不健全等原因，導致企業在具體LDAR項目實施過程中仍有諸多不合規的問題存在。因此，有必要通過完善LDAR標準和技術規范體系以及建立LDAR長效運行和監督管理體系等手段，將LDAR實施工作流程和方法、LDAR實施過程質量控制、LDAR實施效果評估融合到LDAR技術應用體系之中，使企業、第三方服務機構、政府環境管理部門等利益相關方形成一個閉合循環，實現LDAR技術應用水平在循環累積中不斷提高，充分發揮LDAR技術在VOCs污染減排、資源節約、安全風險防范等方面的效益。

參考文獻：

[1]Derwent， RG， Jenkin， ME， Saunders， SM， et al. Photochemical ozone formation in north west Europe and its control[J]. Atmospheric Environment， 2003（27）：1983～1991.

[2]Hildebrandt， L， Donahue， NM， Pandis， SN. High formation of secondary organic aerosol from the photo-oxidation of toluene[J]. Atmospheric Chemistry and Physics， 2009（9）：2973～2986.

[3]陳 穎，葉代啟，劉秀珍，等. 我國工業源VOCs排放的源頭追蹤和行業特征研究[J]. 中國環境科學， 2012， 32（1）：48～55.

[4]The Global Oil and Gas Industry Association for Environmental and Social Issues （IPIECA）. Refinery Air Emissions Management-Guidance Document for the Oil and Gas Industry[R]. Revised Edition， 2012.

[5]張 暉，張永波，廖程浩， 等. 探索建立石化行業“泄漏檢測與維修”（LDAR）運行與監管體系[J]. 中國科技成果， 2016（16）：24～27.

[6]U.S. Environmental Protection Agency. Leak detection and Repair–A Best Practices Guide[R]. EPA-305-D-07-001.

[7]中華人民共和國環境保護部. 石化企業泄漏檢測與修復工作指南[EB/OL].[2017-5-31]. http：//www.zhb.gov.cn/gkml/hbb/bgt/201511/W020151124546327744099.pdf.