陳德昌 李磊(蘭州石化公司研究院， 甘肅 蘭州 730060)

泄漏檢測與修復(fù)技術(shù)在全密度聚乙烯裝置的應(yīng)用

陳德昌 李磊(蘭州石化公司研究院， 甘肅 蘭州 730060)

通過泄漏檢測與修復(fù)(LDAR)技術(shù)對某公司全密度聚乙烯裝置進行密封點檢測與統(tǒng)計，對超泄漏閾值的密封點進行修復(fù)。通過現(xiàn)場檢測統(tǒng)計，該裝置共有9250個密封點，其中泄漏密封點113個，占總密封點的1.22%，漏點主要集中在連接器，閥門及法蘭處。經(jīng)裝置相關(guān)人員的現(xiàn)場修復(fù)，113個泄漏密封點全部消除，消除率100%。

泄漏檢測與修復(fù)(LDAR);密封點;減排

石化裝置在生產(chǎn)運行過程中，由于設(shè)備密封泄漏而造成企業(yè)無組織排放，不僅會污染環(huán)境，而且造成能源損耗及加工損失等問題[1]。光化學(xué)反應(yīng)的主要反應(yīng)物為揮發(fā)性有機物(VOCs)，它能與氮氧化物反應(yīng)生成具有強氧化性的中間產(chǎn)物，如臭氧、過氧乙酰硝酸酯等[2-3]，同時揮發(fā)性有機物還會產(chǎn)生灰霾及光化學(xué)煙霧等復(fù)合型污染[4]。

泄漏檢測與修復(fù)(LDAR)是一項系統(tǒng)工程，主要控制企業(yè)生產(chǎn)全過程中的物料泄漏。通過移動式或固定檢測儀器，檢查生產(chǎn)裝置中法蘭等容易產(chǎn)生VOCs泄漏的密封點或進行定量檢測，并在規(guī)定的期限內(nèi)采取消漏措施，修復(fù)泄漏點，從而減少物料泄漏損失和對環(huán)境造成的污染[5]。本文以某公司全密度聚乙烯裝置為例，研究該裝置泄漏現(xiàn)狀及VOCs無組織排放情況，詳細介紹了LDAR技術(shù)的實施流程，并對密封點進行了全面檢測和統(tǒng)計分析，確保泄漏點的及時發(fā)現(xiàn)與修復(fù)，最大限度的減少現(xiàn)場VOC介質(zhì)的排放[6]。

1 全密度聚乙烯裝置工藝特點

全密度聚乙烯裝置生產(chǎn)技術(shù)是引進美國UNIVATION公司氣相法聚乙烯專利，它采用冷凝態(tài)操作技術(shù)使產(chǎn)能得到很大的提高，使用多種不同的催化劑，可生產(chǎn)不同牌號的產(chǎn)品，隨著茂金屬催化劑的廣泛應(yīng)用，共聚型聚乙烯產(chǎn)品的應(yīng)用領(lǐng)域被極大的拓寬了。本裝置共引進16個生產(chǎn)牌號，其中涵蓋了茂金屬催化劑的生產(chǎn)牌號。

2 LDAR工作流程

項目組收集裝置的工藝流程圖(PFD)、管道儀表圖(P&ID)、物料流程平衡圖(表)、操作規(guī)程、主要設(shè)備表等資料，對每一裝置或設(shè)施的管線或設(shè)備內(nèi)的物流進行組份分析，核定該裝置或設(shè)施是否應(yīng)納入LDAR程序范圍。對納入LDAR程序的管線上的組件，采用標(biāo)記牌(Tag)對組件在裝置的實際位置進行標(biāo)識，用氫火焰離子化檢測儀器對各密封點進行泄漏檢測，檢測出超泄漏閾值的密封點在規(guī)定的時間予以修復(fù)。

3 結(jié)果與討論

(1)密封點計數(shù)分析 經(jīng)過裝置現(xiàn)場分析及核查，對非涉VOCs物流的管線和設(shè)備進行豁免，不納入LDAR程序。全密度聚乙烯裝置納入LDAR程序的涉VOCs密封點共有9250個。

(2)密封點泄漏情況分析 密封點類型主要有閥門，法蘭，連接器等七類組成，通過氫火焰離子化檢測儀器現(xiàn)場檢測，凈檢測值大于10000μmol/mol的密封點共有27個，屬于嚴重泄漏，應(yīng)盡快修復(fù)。超泄漏閾值(有機氣體/蒸汽、揮發(fā)性有機液體≥2000μmol/mol，重液體≥500μmol/mol)的密封點共有113個，首次嘗試修復(fù)不晚于超泄漏閾值確認后的5個工作日，完成修復(fù)應(yīng)不晚于超泄漏閾值確認后的15個工作日。

4 泄漏原因分析及維修方法

(1)泄漏原因分析 ①泵軸封由于泵轉(zhuǎn)子不平衡，轉(zhuǎn)子組件軸向竄動量過大或密封端面損壞，導(dǎo)致進料或靜壓時泄漏或出現(xiàn)運轉(zhuǎn)時的周期性泄漏。②閥門經(jīng)過多次開閉操作后，會導(dǎo)致閥桿與填料的接觸壓力降低，由于預(yù)緊力不夠和填料松動而造成泄漏。③法蘭墊片容易出現(xiàn)老化、龜裂，導(dǎo)致法蘭端面與密封墊片的密合不嚴。④開口管線與采樣接口在日常監(jiān)測及采樣過程中使用比較頻繁，控制閥門的內(nèi)漏導(dǎo)致接口磨損與腐蝕。

(2)維修方法 ①通過葉輪及轉(zhuǎn)子進行靜、動平衡，轉(zhuǎn)子軸向竄量符合要求，重新找正，并定期修理或更換動靜環(huán)，減少泵軸封出現(xiàn)的泄漏。②閥門的管控一方面可采用無泄漏設(shè)計，如波紋管閥和隔膜閥等，另一方面，對于通過扭緊螺母無法消除泄漏的閥門，則要退出閥門上下游物料，打開閥門填料壓蓋或壓板(取出壓套)，檢查并更換閥門填料或閥桿。③法蘭泄漏維修，一方面可以采取高性能密封件來減少泄漏損失，另一方面可通過扭緊螺母螺栓，消除泄漏，如果無法消除漏點，應(yīng)該退出法蘭上下游物料，并且更換墊片。④開口閥或開口管線泄漏，首先應(yīng)查看末端閥門是否關(guān)緊。如果閥門處于關(guān)緊狀態(tài)，但泄漏依然存在，就需要多加裝一道閥門或根據(jù)管線、閥門的末端實際狀況安裝絲堵或盲板。

5 結(jié)語

①全密度聚乙烯裝置共檢測密封點9250個，超泄漏閾值密封點共113個，占總數(shù)的1.22%，泄漏損失量為5961.5kg。②泄漏主要集中在閥門，法蘭和連接件處，通過堅固或更換高性能組件，采取焊接或采用盲板，絲堵等方式可以有效減少漏泄損失。③通過實施LDAR程序，能夠保障工廠職工的健康和安全。許多揮發(fā)性有機物對裝置現(xiàn)場的員工都具有危害，減少這些物質(zhì)的排放可直接減輕對裝置操作員工的傷害。④減少周邊區(qū)域的環(huán)境危害。由于化工廠泄漏有機物的揮發(fā)性，會導(dǎo)致廠區(qū)及生活區(qū)長期處于有毒有害物質(zhì)的影響下，通過長期積累，同樣會危害到周邊居民的身體健康，通過實施VOCs管控措施，可有效降低這些物質(zhì)的排放量，減少對周邊環(huán)境及居民的危害。

[1]江浩,周俊波,楊劍鋒,劉文彬,陳良超,高姍.泄漏檢測與修復(fù)技術(shù)在乙苯脫氫裝置中的應(yīng)[J],化學(xué)工程師,2016,6:56-58.

[2]唐孝炎,張遠航,邵敏.大氣環(huán)境化學(xué)[M].北京高等教育出版社,2006：221-231．

[3]王雪松,李金龍.人為源排放VOC對北京地區(qū)臭氧生成的貢獻[J]．中國環(huán)境科學(xué)，2002，22(6)：501-505．

[4]傅家謨．二次氣溶膠對灰霾貢獻大[J]．環(huán)境，2008，92：28-29．

[5]石化企業(yè)泄漏檢測與修復(fù)指南[S].2015.

陳德昌，碩士，副研究員，主要從事VOCs管控技術(shù)研究。