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美国LDAR的检测新规定

文章更新:同普绿洲   更新时间:2019年03月05日   分享到:
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IV 设备泄漏(第一部分)


A. 排放源描述


设备泄漏指的是从泵、压缩机密封、工艺阀门、泄压装置、开口阀门和管线、法兰和其它连接器、搅拌机和仪表系统等工艺设备释放工艺流体或蒸汽的现象。(Equipment leaks are releases of process fluid or vapor from processing equipment, including pump and compressor seals, process valves, relief devices, open-ended valves and lines, flanges and other connectors, agitators and instrumentation systems.)设备泄漏主要发生在相互连接的设备部件之间或密封部件处。

 


B. 原标准的 VOC 污染防治要求


受原标准约束的设备泄漏主要是含有或接触VOC重量超过5%的流体(液体或气体)的设备产生的泄漏[a]

设备泄漏调查应至少每季度执行一次,除非企业满足特定的条件并可执行“跳跃式监测”(每半年一次)[b]。泄漏探测须使用手持式仪器完成。该仪器应当能够根据设备泄漏的定义对VOC进行有效探测[c]。手持式仪器的探测器通常采用催化氧化、火焰离子化、红外线吸收和光电离等技术。手持式仪器应通过电动泵以恒定速率向探测器提供空气样本。对于现存排放源的泵和阀门,当仪器读数超过10000ppm时即可确定为泄漏[d];对于新建排放源,当仪器读数超过2000ppm(泵)或1000ppm(阀门)时即可确定为泄漏。

新建和现存排放源均应根据实际情况在开口阀门和管线上安装保护帽、插塞或法兰盲板。应当注意的是,相关标准目前尚未对新建或现存炼油厂排放源的连接器和法兰提出仪器监测的要求。但是,有机化学品制造商和石化厂则须每年对其厂区的连接器和法兰进行监测[e]

在设备泄漏确定之后,企业必须在15天内对其进行修复。第一次修复尝试必须在5天内完成[f]

 

 


C. 新增监测和污染防治技术要求


1

监测

a.泄漏的定义

在对原标准进行审阅的过程中,美国联邦环保署曾考虑下修泵和阀门设备泄漏的定义,即将新建和现存排放源的泵泄漏定义降低至500ppm或2000ppm,并将阀门的泄漏定义降低至500ppm。(They considered a leak definition of either 500 ppm or 2,000 ppm for pumps and 500 ppm for valves at both new and existing sources.)另外,美国联邦环保署还考虑新增连接器和法兰的泄漏监测要求。但在一份分析报告中,美国联邦环保署认为作出相关调整的成本有效性较低。此外,由于炼油厂连接器和法兰的数量较大,但产生的大气排放相对较少,因此无法确定对其进行监测的成本有效性。



炼油厂各类设备的数量及其产生的无组织排放

b.泄漏探测方法

美国联邦环保署也考虑对原标准中手持式探测仪使用的有关规定进行更新,将光学气体成像等遥感技术列为一种替代方法。企业在通过替代方法执行泄漏探测时,可使用遥感技术装置或系统对厂区内的设备进行扫描。常见的遥感技术主要包括:红外波长光学气体成像、差异吸收光探测和测距(DIAL)和红外掩日通量(SOF)等。

最为常见的遥感装置是一种根据红外波长的吸收生成影像的被动红外设备(也被称为“相机”)。含有VOC的气团会以彩色烟羽的形式显示在这种光学气体成像仪的屏幕上。相机通常用来确定发生泄漏的具体设备。一般认为,炼油厂或石化厂产生的无组织排放中至少包含相机能够鉴别的其中一种物质,例如苯、甲烷、丙烷或丁烷等,因此可将其应用于厂区的泄漏探测中。另外,相较于手持式探测仪的单一性,相机还可在同一时段对多个设备开展监测。所以,美国联邦环保署认为,相机作为手持式探测仪的替代方案是合适的[g]


其它光学探测技术,例如DIAL和SOF,主要用于在排放源的下风方向进行泄漏探测和评估。这两种技术无法对发生泄漏的具体设备进行确定,因此美国联邦环保署没有将其列为手持式探测仪的适当替代方案。

在新标准中,美国联邦环保署允许企业根据相关规定将相机应用于各厂区的替代测试方法中,但仍须使用传统的EPA方法21监测程序每年对替代测试方法进行一次认证[h]。另外,美国联邦环保署还在为泄漏探测中光学气体成像相机的使用制订一项标准测试方法。这项标准测试方法发布后将纳入新标准的有关要求中,这样企业便不需每年使用EPA方法21进行认证即可直接应用光学气体成像技术。

c.记录保存要求

美国联邦环保署更新了有机化学品制造商和炼油厂VOC设备泄漏的排放标准[i]。根据炼油厂以往的法规执行情况,根据EPA方法21组织的监测经常执行得过快,没能有效地监测各个设备组件。单一组件的监测必须非常缓慢地进行,以使探测仪能够捕捉到设备组件附近VOC浓度较高的小范围区域(泄漏点)[j]。美国联邦环保署的执行人员发现的泄漏设备组件大约为企业自行组织的监测中发现的3-4倍。根据新标准的有关要求,每次监测工作中获取的各个设备组件监测读数的日期和时间都必须完整记录。这项信息将帮助确保各个设备组件的监测工作不会执行得过快,进而改善监测工作的有效性。

 


(待续)


[a]

40 CFR 63 Subpart CC—National Emission Standards for Hazardous Air Pollutants From Petroleum Refineries,§63.641 Definitions..

https://www.ecfr.gov/cgi-bin/retrieveECFR?p=&SID=02ef6384ae6ec726e41da88d16ce2939&mc=true&n=sp40.12.63.cc&r=SUBPART&ty=HTML#se40.12.63_1641

[b]

40 CFR 60 Subpart VV—Standards of Performance for Equipment Leaks of VOC in the Synthetic Organic Chemicals Manufacturing Industry for which Construction, Reconstruction, or Modification Commenced After January 5, 1981, and on or Before November 7, 2006,§60.482-1 Standards: General. (f).

https://www.law.cornell.edu/cfr/text/40/60.482-1

[c]

40 CFR 60 Subpart VV—Standards of Performance for Equipment Leaks of VOC in the Synthetic Organic Chemicals Manufacturing Industry for which Construction, Reconstruction, or Modification Commenced After January 5, 1981, and on or Before November 7, 2006,§60.485 Test methods and procedures.

https://www.law.cornell.edu/cfr/text/40/60.485

[d]

40 CFR 60 Subpart VV—Standards of Performance for Equipment Leaks of VOC in the Synthetic Organic Chemicals Manufacturing Industry for which Construction, Reconstruction, or Modification Commenced After January 5, 1981, and on or Before November 7, 2006,§ 60.482-8a Standards: Pumps, valves, and connectors in heavy liquid service and pressure relief devices in light liquid or heavy liquid service. (b)

https://www.law.cornell.edu/cfr/text/40/60.482-8a

[e]

40 CFR 60 Subpart VV—Standards of Performance for Equipment Leaks of VOC in the Synthetic Organic Chemicals Manufacturing Industry for which Construction, Reconstruction, or Modification Commenced After January 5, 1981, and on or Before November 7, 2006,§ 60.482-11a Standards: Connectors in gas/vapor service and in light liquid service. (a).

https://www.law.cornell.edu/cfr/text/40/60.482-11a

[f]

40 CFR 60 Subpart VV—Standards of Performance for Equipment Leaks of VOC in the Synthetic Organic Chemicals Manufacturing Industry for which Construction, Reconstruction, or Modification Commenced After January 5, 1981, and on or Before November 7, 2006

https://www.law.cornell.edu/cfr/text/40/part-60/subpart-VVa

[g]

73 FR 78199 - Alternative Work Practice To Detect Leaks From Equipment,Pg78200.

https://www.govinfo.gov/content/pkg/FR-2008-12-22/pdf/E8-30196.pdf

[h]

73 FR 78199 - Alternative Work Practice To Detect Leaks From Equipment,Pg78201&.Pg78204.

https://www.govinfo.gov/content/pkg/FR-2008-12-22/pdf/E8-30196.pdf

[i]

40 CFR Part 60—Standards of Performance forEquipment Leaks of VOC in theSynthetic Organic ChemicalsManufacturing Industry; Standards ofPerformance for Equipment Leaks ofVOC in Petroleum Refineries

https://www.govinfo.gov/content/pkg/FR-2008-06-02/pdf/E8-11400.pdf

[j]

GUIDANCE DOCUMENT ON LEAK DETECTION AND REPAIR6.3 Insufficient time to identify leak

http://www.doe.gov.my/portalv1/wp-content/uploads/2014/07/GUIDANCE-DOCUMENT-ON-LEAK-DETECTION-AND-REPAIR.pdf

 

2018年7月10日,能源基金会在中美两地同时发布了研究报告:

《美国挥发性有机物监测及减排最佳管理技术:

炼油厂案例分析》

(http://www.efchina.org/Reports-zh/report-cemp-20180710-zh)

(http://www.efchina.org/Attachments/Report/report-cemp-20180710/EF-RTI_VOC)


该报告介绍了2015年后美国VOCs管控的新要求,全文按VOCs排放源项分设9章,见下表。


为了便于研读,小E逐章转载该报告,并根据自身理解对一些重要内容增设了标题、英文版文字对照等内容,以蓝色斜体标识;部分原文的段落也做了调整;部分原文中涉及的美国法规注释了出处。