摘要：泄漏检测与修复（LDAR）是炼化设备密封点泄漏VOCs排放控制最佳实用技术,中国石化在国内较早开展LDAR研究,探索并开发了符合国情的中国石化LDAR成套技术。从LDAR工作模式、工作流程、建点建库、泄漏检测等方面介
挥发性有机物（VolatileOrganicCompounds，VOCs）是大气光化学反应的重要前体，可能对空气中臭氧、二次有机气溶胶和雾霾的生成有一定的贡献，某些VOCs为有毒有害空气污染物，也有一些为异味污染物。城市中的VOCs主要源于人为排放，其中石化行业排放占据重要地位。石化行业VOCs排放主要来自设备密封泄漏、原油及产品储罐的呼吸、油品装卸逸散等12类排放源，绝大部分为无组织排放，其中设备密封点泄漏占炼化VOCs排放总量的比例超过25%，是最主要的炼化VOCs排放源之一，其最佳实用控制技术是泄漏检测与修复（LeakDetectionandRepair，LDAR。该技术是将设备、管线上涉及VOCs物料的阀、泵、法兰、接头、开口管线等处的密封点编号，并纳入数据库管理，采用便携式有机气体分析仪以一定频次进行检测，发现泄漏并在规定期限内对泄漏密封件进行修复和复检。
美国自上世纪90年代初开始实施LDAR，初期管理混乱，LDAR计划通常由非专业人员管理，项目包给低价竞标者，泄漏检测程序(EPAMethod21)执行仓促，工作态度一般是应付法规，而不是发现和消除泄漏。上世纪90年代后期美国EPA检查发现问题后，致力于整改。到2007年，LDAR走上正轨，由专业经验丰富的人员全职领导LDAR计划，基于长期专业经验和完善的装备选择LDAR项目承包商，也更加注重检测质量。
我国的LDAR工作起步相对较晚，国务院2013年颁布的《大气污染防治行动计划》明确要求在石化行业开展“泄漏检测与修复”技术改造；环保部2014年12月05日发布环发的[2014]177号“关于印发《石化行业挥发性有机物综合整治方案》的通知”，要求全国石化行业2015年底前全面开展泄漏检测与修复工作；为了进一步规范石化行业LDAR工作，2015年11月国家环保部又印发了《石化企业泄漏检测与修复工作指南》（环办[2015]104号）。
中国石化在2005年启动LDAR技术研究，创建了自主实施工作模式，制定了中国石化LDAR技术规范-《中国石化LDAR操作与管理指南》，开发了具有自主知识产权的LDAR数据管理平台，形成了中国特色LDAR成套技术，目前该技术已在中国石化所属及控股的40余家炼化企业推广应用，在一定程度上避免了美国LDAR实施初期因非专业化引起的混乱。
本文从LDAR工作模式、工作流程、建点建库、泄漏检测等方面总结了中国石化LDAR成套技术及其应用进展，结合发达国家LDAR发展情况，提出了中国LDAR的发展趋势与建议。
1LDAR工作模式
LDAR在国内主要有两种实施模式，其一是委托第三方，适用于人员或技术力量不足的炼化企业，如外资和民营企业、中小型企业集成的化工园区、部分人员精简的新建国有石化企业等；其二是企业自主实施LDAR，适用于人员富余、技术基础较好且生产信息安全要求高的大型国有企业。
基于如下原因：（1）LDAR实施过程中深度涉及企业的生产信息安全；（2）常规化工作量大，长期外委费用高；（3）中国石化人员相对充足，自主实施LDAR有助于降本增效；（4）企业比第三方更熟悉自己的装置，自主实施有质量保证；中国石化选择自主实施LDAR，其主要思想是：企业是实施主体，组建LDAR技术管理工作组和技术实施工作组，明确人员、职责、分工与协调机制；直属研究院是技术开发与支持单位，为企业提供LDAR规范、培训、审计、审核等技术支持。目前该工作模式运行良好，已获得地方和国家环保部门的认可。
2LDAR技术实施
2.1LDAR管理体系的建立
LDAR实施过程涉及企业生产、安环、机动、信息等部门，为保证实施过程管理和协调科学有序，在项目启动初期，中国石化各所属企业在直属研究院的技术支持下，建立了LDAR管理体系，其机构设置和主要职责如下：
（1）LDAR技术管理工作组
企业技术与管理工作组主要由环保、机动、生产部门牵头，计划、运行、信息和质检等部门参与，负责统筹、协调制定和落实LDAR实施计划，确定LDAR实施标准和规范，编制与审核项目实施方案，建立标准化工作程序，配置LDAR软硬件设施，审计和监控LDAR的工作质量，评估实施效果等技术与管理性工作。
（2）技术实施工作组
技术实施工作组负责根据工作内容分解、落实各项LDAR工作任务。一般下设基础信息组、泄漏检测组、泄漏维修组、LDAR管理平台运行与维护组等。基础信息组一般由装置工艺员、设备员或仪表员组成，负责基础信息采集、复核、组件和密封点的划分编码等工作。LDAR检测、维修工作可由企业内部检测公司承担，也可由企业的质检部门主抓，装置人员检测。LDAR管理平台运行与维护一般由企业信息部门承担，负责LDAR管理平台的运行、维护以及数据录入。
（3）技术支持工作组
抚顺石油化工研究院承担中国石化19家直属炼化企业和催化剂分公司的LDAR技术支持工作，为此组建了多个LDAR技术支持小组，全过程为企业提供技术咨询服务和培训服务；同时为保证LDAR工作质量，建立了多轮审核制度，如在基础信息采集阶段进行采集表阶段性审核、现场复核、采集表全表终审，在挂牌结束后实施挂牌复核，检测结束后进行检测结果和检测质量审核。
中国石化LDAR管理体系有效将LDAR工作任务分解、细化，并落实到了各具体工作组。从现场实施情况来看，企业通过设立专职人员管理、明确岗位责任制、建立标准工作流程和严格的考核机制，有效提高了LDAR工作效率和工作质量。
2.2基础信息采集
中国石化LDAR密封点识别、定位和基础信息采集可采用拍照、挂牌及拍照挂牌相结合3种方式，不同方式的优缺点及适用范围对比见表1。绝大多数企业采用简单易行的挂牌方式。
作为LDAR的核心工作，基础信息采集主要由熟悉装置情况的工艺员和设备员实施。现场实施流程依次为优化采集路径、识别定位受控组件、识别各组件所包含密封点。通过对装置密封点详细划分组件，实现对密封点的二级定位，密封点定位规则为装置→区域→子区域→楼层。
同时，为保证基础信息采集的工作质量，在整个采集过程中建立多轮审核制度，由研究院技术支持工作组分阶段审核基础信息采集的规范性、完整性和准确性，并协助企业完成采集表的修订。审核通过的基础信息录入LDAR数据管理平台。
2.3现场检测
LDAR泄漏检测由企业自主实施，研究院技术支持工作组负责检测培训与审核。企业LDAR检测流程见图1。检测准备阶段制定检测计划，培训检测人员，并准备与调试检测器材；为提高检测效率，检测前需进行检测路径优化，通常最优化检测路径为装置日常巡检路径；结合检测路径制订检测计划，由数据库输出检测计划工单，分配检测人员；检测人员按检测工单进行现场检测，检测过程中按密封点编号记录检测值和检测时间等信息，并在超标泄漏密封点悬挂泄漏标识，每日检测结果汇总录入LDAR数据管理平台；泄漏维修完成后，由检测人员复测，并将复检数据录入LDAR数据管理平台。检测过程中研究院技术支持工作组对检测实施审核，审核内容主要包括检测人员能力认定、检测仪器操作规范性、现场检测规范性、QA/QC程序有效性、检测数据记录和处理的规范性、数据传递的准确性、检测人员尽职情况等。
实施结果显示，通过研究院的技术支持和内部审核，企业自组专业化检测队伍、建立健全监管制度和奖惩机制，可保证检测质量。
2.4泄漏修复
中国石化泄漏修复的工作流程如下：检测人员发现泄漏点后，在泄漏点处悬挂泄漏标识，并通知装置生产管理人员，数据管理系统同时做出警示，设备管理部门的技术人员到现场核实泄漏点情况，提出维修意见，并填写维修工单报主管领导审批后将工单下达至维修负责部门。维修人员依据维修工单的要求在规定期限内对泄漏点进行维修。实践表明，大部分超标泄漏密封点的维修可在线完成，修复手段一般包括简单地紧固、增加堵帽、更换填料、换垫片或在线密封等，仅有少量部件需要停工检修时更换。
3LDAR建库和泄漏普查
截止到2015年底，LDAR工作已在中国石化直属和控股炼化企业全面开展，企业均已完成LDAR首轮普查检测。下面分别以3家炼化企业的连续重整装置A、常减压催化联合装置B、乙烯装置C为例说明中国石化LDAR应用情况。
3.1LDAR建点建库情况
三套装置基础信息建点建库结果见表2。三套装置密封点总计为101477个，划分组件16179个，平均每个组件控制密封点数约为4.9个（扣除空冷丝堵），组件划分较为细致。三套装置不可达(难于检测+险于检测)密封点共7656个，占密封点总数的7.54%，不可达点认定主因为保温材料包覆或高于检测平台2m以上。不可达点数量过多可能引起VOCs排放核算偏高，根据中国石化LDAR推广应用情况，现有炼化企业全厂不可达密封点比例一般可控制在10%以内。采用延长探头检测高处/狭隘处不可达密封点，在保温材料接口处检测保温材料包覆的密封点，可实现部分不可达密封点的检测。
3.2泄漏检测情况
三套装置泄漏检测情况见表3和表4。共检测密封点101246个，发现超标泄漏693个，总体超标泄漏比例为0.68%。超标泄漏主要发生在气体/轻液流经的设备与管线组件，重液流经的设备与管线密封点基本未见超标泄漏。气体/轻液阀、泵、法兰、接头、开口管线及其它密封点泄漏比例分别为1.06%、3.45％、0.79％、0.15％、1.14％和0.81％，泵、阀和开口管线的泄漏比例相对较高，法兰和接头等静密封点的泄漏比例较低。考虑到阀的基数较大，且泄漏排放计算相关方程的系数较大，可能对泄漏排放量核算的贡献较大。
美国94座炼油厂、10座沥青厂和6座化工厂2005-2010年每年阀的超标泄漏统计显示：阀泄漏水平为0.139％~10％，中位值约为1.5％。中国石化三套装置阀的超标泄漏水平略好于美国中位值，这可能是由于中国石化在设备泄漏控制方面起步较早，初期采用一些经验性查漏方法起到了一定作用。随着中国石化LDAR成套技术的推广应用，LDAR技术与管理进一步规范和完善，装置泄漏装制水平也将进一步提高。
4国内LDAR发展趋势
目前国内LDAR尚存在规范性不佳、检测质量不高、信息化不足、高效检测技术发展应用滞后和监督管理不到位等问题。未来LDAR的发展应着力解决上述问题，具体涉及如下4个方面。
4.1LDAR审计审核
由于推广应用时间紧，工作量巨大，导致LDAR实施过程中规范性程度不高。为改进炼化LDAR的规范性，提高工作质量，企业有必要开展LDAR内部审查/审计，建立健全LDAR常规化质量监督管理机制。具体审查内容包括但不限制于以下内容：组织机构和工作流程、标准操作程序、基础资料、
LDAR数据库合规性、LDAR建库规范性、LDAR检测有效性、修复规范性、排放计算的合规性等。
4.2数据链电子信息化及大数据应用
LDAR基础信息建库和泄漏检测工作量巨大且繁杂，可能存在人为因素影响LDAR工作质量。美国已基本实现了LDAR建档、检测数据的采集、存储与传递完全电子信息化，有效降低了工作中的不确定因素，提高了LDAR工作效率和工作质量。国内LDAR不仅需完善数据库，也要实现数据链电子信息化，具体工作包括：（1）LDAR建档、检测数据的采集、存储与传递完全电子信息化；（2）通过安装移动版软件数据库软件的防爆手持计算机进行LDAR定位与标识悬挂、LDAR数据库建立、检测数据采集、存储和传输；（3）手持计算机内置GPS，跟踪并保证检测人员忠实履行职责；（4）数据库增强可视化功能，实现数据库中的组件、密封点与PID图交互链接；（5）应用LDAR大数据分析指导设备与管阀件选型及密封设计。
4.3高效及智能化LDAR检测技术
美国ProvidencePhotonics公司将LDAR检测技术划分为三代：第一代为传统LDAR，使用便携式有机气体检测仪检测泄漏；第二代为SmartLDAR，采用红外气体相机检测泄漏；第三代为人工智能自动化LDAR，采用无人值守红外气体相机和计算机视觉自动识别，实时自动监控泄漏。按此标准，目前LDAR检测技术总体处于第一代。第二代主要用红外气体相机检测，检测速度快，可达常规便携式有机气体分析仪的5～10倍，但灵敏度、检测可靠性和定量性能尚待改进。美国EPA2008年发布了用红外气体相机开展LDAR的AWP规范，但要求每年仍需用常规检测方法检测一次。目前美国EPA正在发展红外气体检测标准方法，有望在未来全面取代LDAR常规检测技术。国内上海、广东和天津等地方标准或规范规定可用红外气体相机定性检测不可达密封点，但需辅之以LDAR常规检测定量，且无配套的红外气体检测标准方法，因此亟需开展红外气体相机高效检测技术及标准化研究，实现LDAR检测技术升级换代。
4.4免检免维修技术
本世纪初，美国EPA提出高级LDAR计划（ELP），规定工厂必须采纳以达到或高于法规要求的行动，主要涉及更严格的检测和维修要求、更高的质量控制/质量保证要求和设备升级等，其中设备升级、更换或改进为核心要素，主要涉及低泄漏阀和填料的要求。其主要思想是将传统LDAR的检测维修逐步转向免检免维修。目前大多数美国炼油厂已与政府签署实施高级LDAR计划，化工厂的高级LDAR计划也正在推进中。目前国际上已有API和ISO标准方法用于低泄漏密封件的测试和认证。国内也应开展低泄漏密封件技术与设计标准、测试技术与标准的研究，促进LDAR向更高效的免检免维修发展。
5结论
中国石化在其直属研究院的技术支持下，创建了自主实施LDAR工作模式，开发了包括管理体系、技术规范和数据管理平台在内的LDAR成套技术，并在所属炼化企业全面推广应用。应用结果表明上述工作模式和成套技术总体可行，为我国大型炼化企业实施LDAR开创了一条新道路。未来LDAR研究与实践将向工作质量改进和工作效率提升发展，主要涉及LDAR内审/外审制度与技术规范、高效及智能化LDAR检测、数据链电子信息化及大数据应用、高级LDAR与免检免维修技术。
原标题：泄漏检测与修复在炼化企业的应用与发展
