1、2016/7/25 1 石化生产装置 VOCs排放检测 及 LDAR主要环节与具体要求 中国石油化工股份有限公司青岛安全工程研究院 二零一六年七月 主要 内容 石化生产装置 VOCs排放特征 红外遥测技术在 VOCs排放监测中的应用 LDAR主要环节与具体要求 工业固定排放源 日常生活排放源 VOCs排放 三大源 机动车尾气排放源 一 .石化生产装置 VOCs排放特征 特征 1： VOCs排放来源广泛、涉及行业众多。 一 .石化生产装置 VOCs排放特征 特征 2：工业 源 VOCs排放占比较大，尤其是溶剂使用行业 。 （数据来源：华南理工大学， 2012） 一 .石化生产装置 VOCs排放特
2、征 特征 3：空间分布特征明显，主要集中在京津冀、长三角、珠三角等东部沿海、沿江地区 。 （数据来源：我国 VOCs的排放特征及控制对策研究，环境科学， 2013） 一 .石化生产装置 VOCs排放特征 特征 4：石化生产 VOCs排放点多面广，工艺流程长。 第四期挥发性有机物(VOCs)污染治理与监测技术高级培训班2016/7/25 2 一 .石化生产装置 VOCs排放特征 特征 5：有组织排放、无组织排放兼具，排放量核算方法复杂。 石化行业十二类 VOCs排放源项 设备动静密封点泄漏 有机液体储存于调和挥发损失 有机液体装卸挥发损失 废水集输、储存、处理处置过程逸散 冷却塔、循环水冷却系统
3、释放 非正常工况排放（含开停工及维修） 工艺无组织排放 采样过程排放 事故排放 工艺有组织排放 火炬排放 燃烧烟气排放 无组织排放 有组织排放 实测法 公式法 系数法 物料平衡法 排放量 核算方法 一 .石化生产装置 VOCs排放特征 特征 6： VOCs排放组份复杂、有毒有害物质 种类多 。 酮 胺 苯系物 有机硫化物 有机氯化物 醇 石油 烃类 有机酸 酯 醚 工业常见 VOCs与 OHAPs名录 二、红外遥测技术在 VOCs排放监测中的应用 傅里叶变换红外光谱技术（ FTIR）是一种基于傅里叶变换获取光谱信息的综合性探测技术。开路式 FTIR系统采用光学望远镜将红外光束平行射出，穿过开放
4、的环境空气，通过 FTIR检测器，侦测光路中污染物的平均浓度。 由于炼化企业排放到大气中 VOCs类物质具有红外活性，并且在特殊红外波段范围具有吸收和发射红外特征光谱能力，为远距离高效率实时遥测 VOCs排放奠定了技术基础。 利用 OP-FTIR技术可以远距离遥测分析多种 VOCs类物质，检出限可达到 ppb级，具有灵敏度高、检测速度快等特点。 1、开路式傅里叶变换红外光谱分析技术（ OP-FTIR） 发射 +接收 反光镜 1、开路式傅里叶变换红外光谱分析技术（ OP-FTIR） 二、红外遥测技术在 VOCs排放监测中的应用 发射 接收 1、开路式傅里叶变换红外光谱分析技术（ OP-FTIR）
5、 二、红外遥测技术在 VOCs排放监测中的应用 使用该系统对炼化企业进行多光程的面或者空间扫描，结合实时气象数据，根据 特定模型算法 ，计算出 VOCs排放通量。 1、开路式傅里叶变换红外光谱分析技术（ OP-FTIR） 二、红外遥测技术在 VOCs排放监测中的应用 第四期挥发性有机物(VOCs)污染治理与监测技术高级培训班2016/7/25 3 不同装置 、 不同高度 、 不同距离 VOCs排放特性 研究 主导风向 生产区域 1、开路式傅里叶变换红外光谱分析技术（ OP-FTIR） 二、红外遥测技术在 VOCs排放监测中的应用 全厂级 VOCs排放总量 监测与评估 1、开路式傅里叶变换红外光
6、谱分析技术（ OP-FTIR） 二、红外遥测技术在 VOCs排放监测中的应用 二、红外遥测技术在 VOCs排放监测中的应用 2、超光谱气体红外遥测与识别技术 通过图像监测跟踪气团运动轨迹，并且识别其中的气体种类，例如甲烷、乙烯、苯、二氧化硫、氨气等。该类设备可用于炼化企业气体泄漏远距离监测、火炬燃烧效率监测、事故应急等，开展定性分析。 事故应急监测 二、红外遥测技术在 VOCs排放监测中的应用 2、超光谱气体红外遥测与识别技术 火炬燃烧遥测分析 二 、红外遥测技术在 VOCs排放监测中的应用 2、超光谱气体红外遥测与识别技术 VOCs泄漏监测与识别 二 、红外遥测技术在 VOCs排放监测中的应
7、用 3、 VOCs气体泄漏红外成像技术 VOCs气体泄漏红外成像监测 第四期挥发性有机物(VOCs)污染治理与监测技术高级培训班2016/7/25 4 二 、红外遥测技术在 VOCs排放监测中的应用 3、 VOCs气体泄漏云团定位技术 乙烯 气体泄漏红外遥测 二 、红外遥测技术在 VOCs排放监测中的应用 位置 1 3、 VOCs泄漏气体云团定位技术 单台设备可以远距离遥测分析VOCs气体泄漏情况 ， 事故应急时 ， 可在另外一个点位增加一台遥测设备 ，就可以定位跟踪气体泄漏云团 。 位置 2 泄漏检测与修复 （ Leak Detection and Repair，简称 LDAR）是指对工业生
8、产全过程物料泄漏进行控制的系统工程。通过固定或移动式检测仪器，定量检测或检查生产装置中阀门等易产生 VOCs 泄漏的密封点，并在一定期限内采取有效措施修复泄漏点，从而控制物料泄漏损失，减少对环境造成的污染。 三、 LDAR主要环节与具体要求 什么是 LDAR？ 三、 LDAR主要环节与具体要求 为什么要实施 LDAR？ VOCs泄漏 安全事故 职业危害 加工损失 环境污染 部分 VOCs泄漏对作业人员造成健康危害。如： 苯系物 。 设备泄漏是所有装置共有的加工损失来源之一。 统计近两年22起事故，由于泄漏引发的安全事故占比达到70%以上。 三、 LDAR主要环节与具体要求 为什么要实施 LDA
9、R？ 源自： University of Houston 三、 LDAR主要环节与具体要求 如何开展 LDAR 基本流程 确定 LDAR依据 技术准备 LDAR项目建立 检测 修复 LDAR运行 排放量核算 质量控制 报告 第四期挥发性有机物(VOCs)污染治理与监测技术高级培训班2016/7/25 5 三、 LDAR主要环节与具体要求 LDAR实施边界 修复 要求 泄漏 确认 检测 周期 标准 要素 受控装置 受控设备及密封点 豁免条件 首次维修期限 实质性维修时限 延迟修复要求 动静设备密封 气体、挥发性有机液体、重液体 维修后验证 漂移超差复测 泄漏控制 浓度 液滴 频率 光学影像 1、
10、确定 LDAR依据 三、 LDAR主要环节与具体要求 仪器 方法 质量 环境本底值 动静密封检测 响应因子应用等 . FID OGI . 校准 漂移核查 记录及 报告 检测要素 1、确定 LDAR依据 三、 LDAR主要环节与具体要求 组织机构 人员培训 硬件配备 法规 标准； 项目建立方法； 检测仪器及 方法； LDAR信息管理等。 检测仪器及配件； 校准气体； 防爆相机； 维修工具和 备件等。 确定主管 部门； 职责 分工； 根据企业管理现状，成立组织 机构。 2、技术准备 企业 LDAR 管理领导组 分管 领导 相关部门负责人 企业 LDAR 工作小组 项目建立组（基础信息组） 现场检测
11、组 泄漏维修组 数据库运行与维护组 2、 LDAR技术准备 -组织机构 三、 LDAR主要环节与具体要求 LDAR操作与管理基础知识培训 LDAR基础信息采集与填表 培训 LDAR检测技术 培训 LDAR软件 培训 LDAR标准培训 VOCs排放核算 培训 2、 LDAR技术准备 -人员培训 三、 LDAR主要环节与具体要求 2、 LDAR技术准备 -硬件配备 三、 LDAR主要环节与具体要求 第四期挥发性有机物(VOCs)污染治理与监测技术高级培训班2016/7/25 6 2、 LDAR技术准备 -硬件配备 三、 LDAR主要环节与具体要求 2、 LDAR技术准备 -硬件配备 三、 LDAR
12、主要环节与具体要求 三、 LDAR主要环节与具体要求 资料收集 装置分析 非受控 物料状态辨识 设备 分析 LDAR范围 划定 受控装置 豁免 受控设备 是否涉VOCs物料 是否涉VOCs物料 是否豁免 3、 LDAR项目建立 -基本流程 三、 LDAR主要环节与具体要求 3、 LDAR项目建立 -基本流程（续） 合规审核 密封点信息采集 群组信息采集 群 组标识设计 编码设计 LDAR范围 密封点台账建立 现场检测 三、 LDAR主要环节与具体要求 PFD P 不足五位时，前面用“ X”占位 ; 超过五位，可省略第五位后面字符 ; 第六位为数字，表示同名称装置的序列号。 装置 的区域或 单元
13、 编号： 2位数字 从 01编号 要有相应文件说明 群 组所在 平台 2位数字 地面 用 01，依次 排序 。 群 组的 编号 4位数字 每个区域各层平台均从 0001起依次编号 编码顺序采取最短路径原则 。 密封点扩展 号： 3位数字 每 一群组内，密封点从 001起 。 顺序： 按群组内从上游到下游，从入口到出口，先主管线后支线、副线；先主设备后附件 。 3、 LDAR项目建立 -编码设计 三、 LDAR主要环节与具体要求 三、 LDAR主要环节与具体要求 群组 标识 挂 牌 图 像 纯文字 条形码 文字 +条形码 射频标签 RFID P&ID图 示意图 照片 优点： 定位 密封点方便 ，
14、 仪器 配备手操器后 可以 实现 1人 检测 ； 缺点： 牌子管理困难， 易丢失、易污损。 优点： 照片形象直观 ， 成本 低 ，更适合变更管理。 缺点： 需要配备防爆 相 机，需要编辑 照片。 3、 LDAR项目建立 -群组标识设计 三、 LDAR主要环节与具体要求 3、 LDAR项目建立 -群组标识设计 3、 LDAR项目建立 -现场信息采集 10类受控密封点 法兰（ F） 阀门（ V） 连接件（螺纹连接）（ C） 其它（ Q） 开口阀或开口管线（ O） 压缩机（轴封）（ Y） 泵（轴封）（ P） 搅拌器（轴封）（ A） 取样连接系统（ S） 泄压设备（安全阀）（ R） 三、 LDAR主要
15、环节与具体要求 密封点检测 台账字段 需现场 采集信息 装置 区域 平台（层） P&ID 图号 设备或管线名称 设备或管线工艺编号 群组位置 /工艺描述 密封点位置 /工艺描述 3、 LDAR项目建立 -现场信息采集 密封点检测台账 密封点检测 台账字段 需现场 采集信息 群组编码 扩展编码 与群组标识模式有关 （挂牌 ，拍照 X） 密封点类别 物料状态 公称直径 是否保温或保冷 不可达原因 运行记录（受控起始 /非受控起始时间） 三、 LDAR主要环节与具体要求 密封点检测 台账字段 需现场 采集信息 工艺温度 工艺压力 运行时间（ h/a) TOC质量分数 甲烷质量分数 VOCs质量分数
16、密封点检测台账 字段 需现场 采集信息 设备型号 生产厂家 物料名称 各 VOCs组分 名称 各 VOCs组分 摩尔分数 备注 3、 LDAR项目建立 -现场信息采集 密封点检测台账 三、 LDAR主要环节与具体要求 第四期挥发性有机物(VOCs)污染治理与监测技术高级培训班2016/7/25 9 3、 LDAR项目建立 -现场信息采集 密封点检测台账审核 合规审核内容 编码唯一性 LDAR范围 豁免设备 物料状态 不可达点 密封点类型 合规审核时间 密封 点检测台帐建立后，首次检测 前； 装置检维修后的首次检测 前； 生产工艺或设备变更后的首次检测 前； 其他可能导致检测台账变更的情况。 三
17、、 LDAR主要环节与具体要求 三、 LDAR主要环节与具体要求 检测计划 仪器器材配备 仪器准备 响应因子10 环境 本底 检测 现场检测 数据记录 密封点 泄漏 泄漏标识 响应因子分析 漂移核查 漂移超限 数据录入 仪器 校准或更换 4、 LDAR检测 -基本流程 三、 LDAR主要环节与具体要求 根据法规标准要求的检测频次，编制检测计划，并分配检测任务，通常一台 FID仪器 1人每天可完成 300-600个密封点检测。 4、 LDAR检测 -检测计划 检测频次 连续生产装置 除不可达密封点外，各类密封点检测周期应执行 以下要求中的最短者： GB 31570-2015 石油炼制工业污染物排
18、放标准 或 GB 1571-2015 石油化学工业污染物排放标准 中 5.3.3规定。 企业所在地地方相关标准、规范或要求。 间歇式生产装置 装置或设备 含有涉 VOCs物料期间 参照“连续生产装置检测周期要求”进行检测。 装置或设备停产期间 不含涉 VOCs物料 ，则可 免予检测 。 特殊许可要求 环境超出常规检测仪器极限条件，难以进行常规检测时，可报地方环保部门批准 延迟检测 。 延迟检测期间，可采用非常规检测或检查方法。 条件允许后， 5日内启检测计划。 首轮检测： 除不可达点外，全部密封点均应检测一次。 常规检测： 应符合以下要求： 4、 LDAR检测 -检测频次 三、 LDAR主要环
19、节与具体要求 三、 LDAR主要环节与具体要求 4、 LDAR检测 -仪器准备 开机预热 流量检查 零点与 示值检查 按说明书连接仪器并点火预热， 说明书无明确要求的，预热时间不少于 30min。 将仪器设置为自动读取最大值。 报警阈值宜设置在最低泄漏控制浓度的四分之一到二分之一。 按说明书检查仪器采样管路的气密 性 与流量。 检查结果应符合说明书 和相关标准 要求。 通入零气和校准气体 3 次（通气时间为仪器响应时间的 2 倍以上）。 通入零气读数平均值不应超过 10mol/mol； 通入校准气体，示值误差不超过 10%。 否则需实施零点和示值校准。 %100 s siAAAA 不考虑响应因
20、子对检测值的影响。 石油炼制工业生产装置 根据物料中 VOCs 组分确定响应因 ； RFm 3时，检测值无需修正 ； 当 3RFm 10时，应 适用房响应因子 修正检测 值； RFm10时，需要更换检测仪器 （如 PID仪器） 或者选择其他校准气体 （如异丁烯） 校准仪器，并重新测定响应因子，直到物料响应因子 RFm 10为止。 或者采用非常规检测或检查的方法辨识是否发生泄漏。 石油化学工业生产装置 mmSV SV RF原始检测数据 修正后检测数据 合成响应因子 4、 LDAR检测 -响应因子分析及应用 三、 LDAR主要环节与具体要求 第四期挥发性有机物(VOCs)污染治理与监测技术高级培训
21、班2016/7/25 10 4、 LDAR检测 -检测步骤 环境条件检测 ： 应在仪器使用说明书规定的能正常工作的环境条件下实施 现场检测 。雨雪或大风天气（地面 风速超过 10m/s）应禁止作业。 环境本底值检测： 每次测试至少取 5点 ； 测试点距受控密封点最近不小于 25cm； 将 5点 测试值取平均值 。 受控密封点或群组附近的仪器读数与装置环境本底值无明显变化 （仪器读数低于 3倍装置环境本底值）， 以装置环境本底值作为该受控密封点的环境本底值。 若有明显变化（ 仪器读数达到或超过 3倍装置环境本底值 ），应按照 HJ 733 中 4.2.3.1规定方法测试该受控密封点或群组的环境本
22、底值。 三、 LDAR主要环节与具体要求 4、 LDAR检测 -检测方法 密封点检测基本要求 采样探头在密封点表面移动，与密封点边线保持垂直； 采样探头移动速度不超过 10cm/s； 延迟修复的泄漏点在 周期检测过程中，速度不宜超过 3cm/s； 如果发现指示值上升或仪器报警，放慢采样探头移动速度直至 测得最大读数 ，有 多个检测位置的密封点（如阀门的大盖、盘根），只记录最大值； 将采样探头保持在出现最大读数的位置，在该位置的检测时间 不少于 2倍仪器响应时间 ； 静密封 检测，采样探头尽可能靠近被测密封点密封边缘 ， 动密封 （泵轴等）检测，采样探头距轴 封 不超过 1cm。（确保人员、仪器
23、安全） 阀门、法兰、开口管线、泵密封等不同密封类型的具体检测方法可参考： HJ 733-2014 泄漏和敞开液面排放的挥发性有机物 石化企业泄漏检测与修复工作指南 三、 LDAR主要环节与具体要求 闸阀检测位置 4、 LDAR检测 -检测方法 -阀门 三、 LDAR主要环节与具体要求 球阀检测位置 4、 LDAR检测 -检测方法 -阀门 调节阀检测位置 三、 LDAR主要环节与具体要求 离心泵检测位置 注意 :还 应检测泵、压缩机或搅拌器其它受控密封点（如机壳 密封 、冲洗线接头泵导淋 等） 。 4、 LDAR检测 -检测方法 -泵、压缩机、搅拌器 三、 LDAR主要环节与具体要求 安全阀检测
24、位置 4、 LDAR检测 -检测方法 -泄压设备 三、 LDAR主要环节与具体要求 第四期挥发性有机物(VOCs)污染治理与监测技术高级培训班2016/7/25 11 法兰和连接件检测位置 4、 LDAR检测 -检测方法 -法兰和连接件 三、 LDAR主要环节与具体要求 4、 LDAR检测 -检测方法 -开口管线 三、 LDAR主要环节与具体要求 4、 LDAR检测 -检测方法 -保温或保冷密封点检测 保温 、保冷材料接缝 ； 暴露在保温、保冷材料之外的密封 部位 ； 发现疑似泄漏点，在确保安全的前提下，宜通过拆卸疑似泄漏点的保温或保冷层，或其他方式，确认泄漏点。 三、 LDAR主要环节与具体
25、要求 三、 LDAR主要环节与具体要求 5、泄漏修复 -基本流程 密封点泄漏 首次维修 复 测合格 延迟修复 实质性 维修 复测合格 数据入库 延迟修复管理 三、 LDAR主要环节与具体要求 泄漏修复时限 首次维修：5 日内 实质性维修：15 日内 延迟修复条件 不关闭工艺单元的条件下，在 15 日内进行维修技术上不可行 。 立即维修存在安全风险 。 泄漏密封点立即维修引发的 VOCs排放量大于泄漏点延迟修复造成的排放量 。 定期检测延迟修复泄漏点，在下次停工检修结束前完成修复。 5、泄漏修复 -维修及复测要求 三、 LDAR主要环节与具体要求 5、泄漏修复 -维修及复测要求 多次严重泄漏点整
26、治 严重泄漏点修复后 12 个月内再次发生严重泄漏，应剖析反复泄漏原因， 制订如更换或提升密封等级甚至整台设备、调整工艺条件或操作程序等整治方案。 整治方案最迟不晚于在下次停车检修结束前完成实施。 复测要求 泄漏点 首次维修或实质性维修后，应在 5 日内复测 。 停工检修期间维修的延迟修复泄漏点，应在装置开工稳定后 15 日内复测。 复测结果小于泄漏标准 的 ，则可摘除泄漏标识牌 。 第四期挥发性有机物(VOCs)污染治理与监测技术高级培训班2016/7/25 12 5、泄漏修复 -修复方法 三、 LDAR主要环节与具体要求 6、质量控制 建立企业 LDAR质量管理体系、管理制度和规定。 分析
27、国家和地方标准，基于最严条款，制定 LDAR企业标准。 法规标准适应性 资料审核： 审核收集的管道仪表图（ P&ID）等资料，并对与现状不符的信息进行及时修正。资料审核应留有记录。 项目建立过程： 装置与设备适合性分析、物料状态辨识、现场信息采集（密封点分类与计数、物料状态边界划分、不可达辨识等）等。 密封点检测台账审核： 审核发现的问题应下一轮检测前完成整改。 LDAR项目建立质量保证 三、 LDAR主要环节与具体要求 6、质量控制 LDAR检测过程质量控制 检测前准备： 每天开始检测前，“开机预热”、“流量检查”和“零点与示值检查”等步骤。 示值 误差不大于 10%。 检测检查过程： 每天
28、检测前，测定环境本底值。 严格 按照 规定的检测 要求进行，现场检测宜采用电子信息化方式记录检测数据。同一群组内相邻密封点读取净检测值的时间间隔不少于仪器响应时间与恢复时间之和。 漂移修正： 每天检测工作结束后，应检查仪器示值漂移。 漂移 相对误差小于 “ 10%” 。 量值溯源： 常规检测仪器计量检定合格，检定周期符合相关规定。校准气体为有证气体标准物质，且在有效期内。组分、浓度、不确定度均符合 “检测用气体”的要求。 三、 LDAR主要环节与具体要求 核算流程 三、 LDAR主要环节与具体要求 7、 VOCs排放量核算 筛选范围法适用于核算某套装置不可达法兰或连接件的 VOCs排放速率 ；
29、 需至少检测 50%该装置的可达法兰或连接件，并且至少包含 1个净检测值大于等于 10000mol/mol的点 。 平均排放系数 筛选范围 相关方程 实测 包袋或大体积采样，所得 结果最接近真实排放 情况，与实际排放偏差 15%。 2-3个 /小时； 基于仪器检测 值的核算，准确性较“筛选范围法”高， 300-500个 /天； 基于仪器检测 值的简易核算，准确性较相关方程低，较平均排放系数高； 基于装置各类密封数量及相态的核算，四种方法中 ，该方法不确定度最大。 成本高； 排污费低 成本 低 排污费高 三、 LDAR主要环节与具体要求 7、 VOCs排放量核算 核算方法 8、 LDAR记录与报
30、告 制定 LDAR 记录管理制度。归档、分类、保管、借阅和处置等。 密封点检测台账应长期保存，并根据装置的变更情况，定期更新，直至装置报废拆除。 其它记录保存不少于 5 年。 记录管理 项目建立记录 检测记录 维修记录等 记录类别 记录内容可以通过 LDAR 数据管理平台实现，也可采用手工纸质方式。 三、 LDAR主要环节与具体要求 第四期挥发性有机物(VOCs)污染治理与监测技术高级培训班2016/7/25 13 三、 LDAR主要环节与具体要求 8、 LDAR记录与报告 首 轮 LDAR报告 现有装置应按照国家或地方政府要求的期限内，完成首轮LDAR报告。 后续 LDAR报告 企业完成首轮 LDAR后，应依据国家或地方政府颁布的标准、规范，制定常规检测计划。每年至少提交一次 LDAR报告。 三、 LDAR主要环节与具体要求 8、 LDAR记录与报告 第四期挥发性有机物(VOCs)污染治理与监测技术高级培训班
