设备泄漏Word文档下载推荐.docx
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让已知流率的载气通过包袋。
一旦载气达到平衡，从包袋中收集气体样品，测量样品的TOC浓度。
也可以分析收集气体中的单个化合物浓度。
用测量的包袋样品的浓度和载气的流率计算质量流率。
尽管包袋技术队直接测量较大泄漏是有用的，但包袋法不能用于不易接近的、形状特殊的、体积很大的设备部件，是相对慢的过程（即一小时仅仅两个或三个样品）。
大体积采样器实质上是真空的，用它扑集泄漏零件的所有排放并精确地定量泄漏排放速率。
通过真空采样室把泄漏零件周围的空气和泄漏排放物大体积样品吸入仪器。
大体积采样器装备双烃类检测器，测量扑捉样品中烃类气体的浓度和环境中烃类气体的浓度。
用环境中烃类浓度校正样品测量的烃类浓度，用测量样品的流率乘以测量样品气体浓度和环境气体浓度的差计算质量泄漏速率。
使用真空采样器或相似的方法采样单独分析泄漏的化学品，这个数据可以用于把TOC排放速率分摊到单个组分。
大体积采样器测量泄漏速率达到每分钟0.23立方米（m3/min），它等量于每天330立方米（m3/day），每小时可以用于定量10到20个源。
泄漏速率大于0.23m3/min必须使用包袋技术测量（U.S.EPA,2003）。
包袋或大体积采样法与其它设备泄漏排放估算方法相比更精确，但消耗时间，对炼油厂大量的设备零件进行日常筛选是不现实的。
然而，使用直接检测和维持程序，例如，光学成像技术识别泄漏元件，然后使用大体积采样，定量识别出的有限泄漏点。
在油气生产过程这些方法更普通，这个方法也可以用于炼油厂的某些源。
对于特定的泄漏，用大体积采样器测量排放速率比使用较低顺序方法的排放估算是更精确的，如果对特定泄漏实施大体积采样（或包袋）应使用大体积采样（或包袋）结果。
2.2设备泄漏方法顺序2
多数泄漏监测和修复程序（LDAR）需要使用EPA方法21一段时间的监视识别泄漏元件。
直接以EPA方法21数据估算设备泄漏排放速率的优选方法是把表2-2（U.S.EPA,1995b）右栏的筛选值关系式用于EPA方法21筛选的每一个独立元件。
当注册的筛选值为0时，使用表2-2第二列的缺省0值估算TOC排放。
如果监测仪器测量的浓度大于10000ppmv或100000ppmv，使用表2-2可应用的固定排放速率估算排放。
表2-2包含了炼油工业（可用于炼厂、销售和油气生产）和合成有机化学品制造工业（SOCMI）的筛选值关系式。
一般情况，多数炼油厂使用石油工业关系式；
但，在此提供的SOCMI关系式是为方便一些有必须包含在炼油设施排放清单的化学品制造工艺。
表2-2.石油和SOCMI设备元件设备泄漏速率a
设备类型
（所有在用）
缺省排放速率
（kg/hr/源）
固定排放速率（kg/hr/源）
关系方程b
10,000ppmv
100,000ppmv
石油工业（炼油、销售和油气生产）泄漏速率
阀
7.8E-06
0.064
0.14
2.29E-06SV0.746
泵
2.4E-05
0.074
0.16
5.03E-05SV0.610
其它c
4.0E-06
0.073
0.11
1.36E-05SV0.589
连接器
7.5E-06
0.028
0.030
1.53E-06SV0.735
法兰
3.1E-07
0.085
0.084
4.61E-06SV0.703
开口管线
2.0E-06
0.079
2.20E-06SV0.704
合成有机化学品制造工业（SOCMI）泄漏速率
气体法
6.6E-07
0.024
1.87E-06SV0.873
轻液体阀
4.9E-07
0.036
0.15
6.41E-06SV0.797
轻液体泵d
0.62
1.90E-05SV0.824
6.1E-07
0.044
0.22
3.05E-06SV0.885
注意：
kg/hr/源=每个源每小时千克TOC。
aU.S.EPA,1995b报告的数据。
bSV是监测装置测量的筛选值（SV,ppm）。
C其它设备类型是指：
仪表、装卸臂、安全阀、填料盒、工艺排放口、压缩机、倾卸杠杆臂、膜片、排水沟、仓口、计量、光杆。
这个其它设备类型用于连接器、法兰、开口管线、泵和阀以外的所有设备。
D轻液体泵系数也可以用于压缩机、安全阀、搅拌器和重液体泵。
许多炼油厂或监视专家使用直接记录每一个元件TOC读数的软件程序。
这些软件程序的多数使用筛选值关系式直接计算每一个元件的TOC排放，当输入组分的组成数据时，甚至可以计算特征组分排放速率。
由关系方程计算的TOC速率包括非VOC有机物，主要是甲烷和乙烷。
任何单一测量的关联不确定性与组分实际排放量相比可能加3或减10，但当加和数千元件时，积累的总排放量的不确定性预期会更小。
例如基于MonteCarlo100个泄漏原件模拟，使用系数加减10的不确定性，加和排放量过程的不确定性约加减系数1.4。
设备泄漏方法顺序2的优点是它不是基于设备泄漏的假设分布，较低顺序的方法是基于设备泄漏假设分布。
因此，设备泄漏方法顺序2比顺序较低的设备泄漏排放估算方法是更精确。
当使用光学气体影像照相机识别泄漏时，如果同时满足下面两个条件，用方法顺序2（特征化合物的方法顺序1）可以定量排放量：
（1）根据§
63.11（e）
程序监视的设备，
（2）使用方法21修复前或使用大容积采样、包袋法采样测量前，相机监视识别出的所有泄漏。
当用相机监视发现正在泄漏的设备时，即可以把方法21筛选值用在关系方程中用于估算排放（方法顺序2），若可能，也可以通过使用大容量采样或包袋法（方法顺序1）测量泄漏总和速率。
用相机监视的未发现泄漏的设备，应使用实施§
63.11（d）（7）要求的年度方法21监视获得的筛选值，用关系方程估算排放量。
例子2-1：
设备泄漏方法顺序2的计算
炼油厂催化重整单元（CRU）每年操作8,000小时，有600个阀。
为了简化例子，假设方法21监视认证筛选值列在下表，假设所有工艺物流中甲烷和乙烷的平均重量百分数已知，分别估算为3%和1%。
还假设每一种物流的TOC浓度为100%。
使用设备泄漏方法顺序2b（关系方法），在实施监视期间从这个工艺单元中阀累积的小时排放速率是多少？
为了计算排放量，使用表2-2阀的缺省值（7.8E-06）估算筛选值为0ppmv580只阀的TOC排放量。
使用表2-2中阀的固定排放速率（0.140）估算带有固定读数的2只阀的TOC排放速率。
使用表2-2中阀的关系方程（2.29E-06SV0.746）估算有测量筛选值的每一个阀的排放速率。
相加每一种情况计算的TOC排放量，乘以（100-4）/100计算VOC排放量。
阀门只数
方法筛选值，ppmv
排放量，kg/hr
TOC
VOC
580
0.0045
0.00434
200
0.00012
0.00011
400
0.00020
0.00019
1,500
0.00054
0.00051
7,000
0.00169
0.00162
20,000
0.00370
0.00355
50,000
0.00733
0.00704
固定在100,000
0.28000
0.26880
合计
0.30
0.29
2.2.1不同设备泄漏
为了开发特征组分排放估算，使用与设备接触工艺物流的组成估算不同设备泄漏排放。
每一个工艺物流的组成数据是可得到的，与每一个设备元件相关联的工艺物流应固定在这个工艺物流的平均组成（设备泄漏方法顺序2a）。
理想的情况是与每一个设备元件相关的化学组分数据可以得到，但多数情况下，这样详细的数据可能是不可能得到的。
另一种方法是可以确定特定工艺单元的所有物流，在工艺单元的不同部分的物流组，或工艺单元中特殊服务类型的物流组的平均组成数据。
根据这个技术，与所有设备相关的物流组都固定在同样的浓度范围（设备泄漏方法顺序2b）。
例如，在一个给定的炼油工艺单元可以确定所有气体物流，所有轻液体物流，所有重液体物流的平均组成（每个单元三个组成范围）。
也可以选择确定这个单元所有物流（不管液体类型）的平均组成（每个单元一个组组成范围）。
作为兜底的办法，基于炼油厂可以估算单一，或总平均工艺物料组成（即，整个炼油厂一个浓度范围，这是设备泄漏方法顺序2c）。
首先汇总所有元件的TOC排放的条件下，设备泄漏方法顺序2c很容易执行，然后可以从累积的TOC排放量计算特征化学品的排放量。
然而，这个方法级大地降低了特征化学品排放速率的精确度。
用现在可以得到的自动软件程序记录设备泄漏读数并计算设备泄漏排放量，多数炼油厂应该能够执行设备下楼方法顺序2a和2b。
例子2-2：
分类设备泄漏排放计算
对于例子2-1，测量与某阀（方法顺序2a）相关工艺物流的组成，得到的这类法的筛选值是7000ppmv：
正己烷10wt%
甲苯8wt%
苯2wt%
其它挥发性有机物（VOCs）60wt%
甲烷和乙烷4wt%
氮气10wt%
水5wt%
氢1wt%
相加所有有机化合物计算TOC重量分数。
如下列方程，VOC重量分数是把所有有机化合物相加后减去甲烷和乙烷：
WFVOC=（%正己烷+%甲苯+%苯+%其它VOC）/100%=（10=8+2+60）/100=0.80
从例子2-1知，阀的VOC排放速率是0.81克/小时（g/hr）。
如下用方程2-1把排放量分配到单一化合物：
E正己烷=0.81
E甲苯=0.81
E苯=0.81
E其它VOC=0.81
表2-2中的设备泄漏关系方程计算TOC排放量（包括甲烷和乙烷）。
使用方程2-1计算VOC的排放速率（即，不包括甲烷和乙烷）。
EVOC=ETOC（WFVOC/WFTOC）方程2-1
式中EVOC=特定设备类型VOC排放速率（每年千克[kg/yr]）。
ETOC=特定设备类型TOC排放速率（kg/yr）。
WFVOC=物料中VOC的平均重量分数（TOC减去甲烷和乙烷）。
WFTOC=物料中TOC的平均重量分数。
第1章前言中的表1-1列的特征有机化合物应包括在设备泄漏排放清单中。
下列两个方程（方程2-2a或方程2-2b）可以用于单个设备特征有机化合物的分类排放：
方程2-2a
方程2-2b
式中：
Ei=设备有机化学品i的质量排放量（kg/yr）
WFi=设备中有机化学品i的浓度（重量分数）
2.2.2计算小时和年度设备泄漏排放
基于EPA方法21测量数据估算的排放量（设备泄漏方法顺序2）代表测量时的排放速率（即小时排放量估算）。
因此，基于监视的筛选值直接计算的排放速率应该用于小时排放量估算。
用监视的元件乘以每年的操作时间，可以计算每一个工艺单元在监视期间的小时排放量（工艺单元所有元件排放量的和），把监视期间最高的所有排放速率报告为这个单元小时排放速率。
有些元件的监视频率不同；
如，泵一个月一次监视，阀一季度或半年监视一次。
一般来讲，仅仅计算监视元件的多数在监视期间工艺单元的小时排放量（例如，季度或半年）。
对每一个单体元件不应取最高的小时排放速率，年内无论何时监视，单一元件最大值的和会夸大工艺单元实际小时排放速率。
第一次执行LDAR程序，在筛选测量之前，应基于元件筛选测量作为工厂（或独立元件或元件组）的排放速率估算排放量（即，年度清单在筛选测量前）。
然而，期望有序（月、季度、半年）地监视炼厂中多数设备元件的泄漏作为不间断LDAR程序的一部分。
要求在一定时间期限内维修比设定临界值更大的泄漏点（尽管许多LDAR程序允许推迟一些部位的维修）。
维修后，应验证监测已维修的元件，认定泄漏已被修复，并为这个元件提供一个新的排放速率。
在下次有序监视期间，会给每个元件确定筛选值，为每一个元件提供新的瞬间排放速率估算。
当开发有序监视设备元件年度排放估算方法时，需要考虑一年期间元件排放的变化。
图2-1说明了三个可以接受的估算有序（月、季度、半年）监视设备元件年度排放的方法。
中点法
改进的梯形法
平均时间区间方法
图2-1.从有序监视数据确定设备泄漏排放的二选一方法说明
中点法假设初始读数表示监视时间段前一半时间的排放速率，随后的读数表示建设时间段后一半时间的排放速率。
当监测到泄漏，随后修复，使用从监测到泄漏的时间至修复（再监测）的时间泄漏监视器读数。
改进的梯形方法假设任意两个监视点之间质量泄漏速率线性该变化，除泄漏监测修复时间外，监测到泄漏至修复好一直使用泄漏监视器读数。
平均区间法使用两个相邻瞬间（泄漏监测和修复两点除外）算术平均排放速率估算测量区间的排放速率。
中点法、改进梯形法、平均区间法都使用监测到泄漏时间至修复时间之间的泄漏监视器读数。
在这些选择中，在推测区间排放量之前，确定每一个元件和每次监视的泄漏速率是重要的。
平均第一次监视筛选值，然后基于平均筛选值计算的排放速率是无效的。
无论选择哪个方法，年度清单整个区间的计算排放量是同样的。
可以选择年度区间清单开始监视结束，选择的方法是不重要的。
如果必须确定特定时间段的排放量，对于有序监视的元件使用三个可选方法确定年度排放量时产生唯一的不同，确定一个介于中间的区间的排放量（在一年的年尾和下一年的开始），必须解析两年。
对于一个特别的元件，使用不同的方法计算年度排放量可以有不同，当加和大量元件的排放时，这些不同就趋于抵消。
因而，在选择的方法运用时，前后一致是唯一重要的（即，所有的元件都使用中点法或所有的元件使用改进的梯形法或所有的元件使用平均区间法）。
如果设备退出服务（即，无工艺流体存在在特定元件的管线中），这个元件的排放速率在元件退出服务的时间段可以假设为0。
如果工艺单元未运行，但流体保留在元件中，不应修改操作时数。
当元件退出服务与操作时间段计算的排放量可以有一些不同，但预测这些不同是小的。
重申，在选择方法上前后一致是非常重要的。
当要求的排放清单设定为一个日历年时，特别当元件半年监视一次或更少时，选择元件的年度估算方法也有一些特别的事情要考虑。
如果年度清单后半年监视在十月或以后进行，中点法有不依赖随后年的半年监视的优点。
如果年度清单后半年监视在十月前进行，则随后年的前半斤监视应该在三月或更早，即使需要随后年的监视数据以完成当年的清单，这样也可以及时编写清单。
类似，对于年度元件监视，如果监视在七月或以后进行，中点法不需要随后年的监视结果。
另一方面，用改进梯形法或平均区间法需要随后年的监视数据，无论何时监视；
改进的梯形法进一步复杂化，需要插补校正两个清单年的排放。
如果允许，可以基于监视时间建立“设备泄漏年”（象一个财政年），完全基于全部监视时间段确定设备泄漏年的排放量。
例子2-3：
使用中点法计算年度排放量
下列是记录的泵的监视数据（列1和2）。
从表2-2的关系方程知道，当OVA读数大于0时，泵使用（5.03E-05）计算排放速率在3列，当OVA读数是0时，使用缺省速率。
在区间内按小时计算；
分派半小时为第一次读数，另半小时为第二次读数，修复前的时段除外，这段时间分派给“泄漏”排放速率。
日期和时间
OVA读数（ppm）
TOC排放速率（kg/hr）
小时a
TOC排放量（kg/时段）
1月2日，8:
00a.m.
1.27E-3
32+372
0.51
2月2日，8:
300
1.63E-3
372+336
1.15
3月2日,8;
280
1.56E-3
336+372
1.10
4月2日,8;
a.m.
22,000
2.24E-2
372+74
9.99
4月5日,10:
00a.m.b
150
1.07E-3
323
0.35
5月2日,8:
140
1.02E-3
323+372
0.71
6月2日,8:
372+360
0.93
7月2日,8:
180
1.19E-3
360+372
0.87
8月2日,8;
500
2.23E-3
372+372
1.66
9月2日,9:
45,000
3.47E-2
372+241
21.27
9月12日,9:
2.4E-5
239.5
0.006
10月2日,8:
239.5+372
0.015
11月2日,8;
0.018
12月2日,8:
1月2日,8:
250
1.46E-3
372-32
0.50
年度汇总
8760
40.0kg/hr
a每一个排放速率都用于自前次筛查到下次筛查的一半时间。
例如，7月2日测量的结果用于自7月2日测量到下次8月2日测量前的一半时间。
7月2日测量后30天（720小时）和8月2日测量前31天（744小时）。
因此，7月2日的结果应用于这年的732小时（720/2+744/2）=732）。
b专门表示方法21测量读数以核实修复。
2.3设备泄漏方法顺序3
在一些较老的LDAR程序中，记录的唯一信息是是否发现泄漏。
对于这些LDAR程序，筛选值读数大于10000ppmv才被定义为泄漏。
在这些情况下，一般可得到的数据是工厂每一类型元件的数量、发现的读数TOC小于10000ppmv的每一类型元件的数量和发现的TOC读数大于10000ppmv的每一类元件的数量。
设备泄漏方法顺序3使用AP-42（U.S.EPA,1995b）中这些数据和筛选范围排放系数估算排放速率。
表2-3提供了炼油厂和SOCMI的筛选范围排放系数；
如果销售和传输或油气生产也是这些企业的一部分，请看AP-42寻找另外的筛选范围系数。
如果记录了工艺过程的元件数量和泄漏元件的数量，则这个文件提供了更精确的方法，用特定工艺组合数据估算特征组分排放速率（方法驯熟3a和3b）。
也可以选用全厂泄漏元件平均百分比，把这些数据与特定工艺元件数量结合估算工艺过程的排放量。
（方法顺序3c）。
表2-3.筛选范围排放系数a
服务类型
炼油厂系数b
SOCMI系数c
10,000ppmv排放系数，kg/hr/源b
10,000ppmv排放系数，kg/hr/源c
气体
0.2626
0.0006
0.0782
0.000131
轻液体
0.0852
0.0017
0.0892
0.000165
重液体
0.00023
泵和搅拌机密封
0.437
0.0120
0.243
0.00187
0.3885
0.0135
0.216
0.0210
压缩机密封
所有
1.608
0.0894
安全阀
1.691
0.0447
0.0375
0.00006
0.113
0.000081
0.01195
0.00150
aU.S.EPA1995b报告的数据
b这些系数是非甲烷有机化合物排放
c这些系数是总有机化合物排放
使用筛选范围系数计算的泄漏速率的不确定性可能是单一测量的10倍或更多。
尽管这个方法预期用LDAR程序获得降低的排放量，但基础的缺省泄漏速率是基于前期执行LDAR程序的泄漏分布。
对于执行了LDAR程序的企业用这个方法得到的排放量奇高，特别对执行LDAR程序后泄漏水平低于10,000ppmv的企业。
首先，期望执行LDAR程序不仅改变泄漏盛行，而且减少活动水平以上的相对巨大的泄漏（即，筛选值10,000ppmv或更高的元件的平均元件泄漏率）。
再者，如果LDAR程序使用1,000ppmv的指标，预测1,000ppmv与10,000ppmv两筛选值的泄漏个数和相对量比使用10,000ppmv筛选水平或没有LDAR程序的企业少很多。
监视频率也影响泄漏分布，预期季度监测的元件和年度监测元件有不同的泄漏频率分布。
这样，使用设备泄漏方法顺序3估算的排放量预期是设备泄漏排放估算排放量的上限。
这个方法的精确度取决于使用的LDAR程序水平；
监视越频繁，泄漏指标越低，这个方法就越显著高估排放量（基于的数据，高估10到50倍）。
Lev-On等[2007]采用泄漏/不泄漏系数评估用光学气体成像相机识别泄漏的生产设施，作为设备泄漏方法顺序3的储备。
然而，同样的原因，预期表2-3中的筛选范围排放系数过高估算执行严格LDAR程序生产设施的实际排放，预期Lev-On等[2007]采用泄漏/不泄漏系数过低估算仅仅使用光学气体成像相机的生产设施的排放量。
Lev-On等[2007]采用泄漏/不泄漏系数是基于使用定义1,000ppmv为泄漏的季度监视炼油厂的泄漏分布。
多数光学气体成像相机的泄漏识别灵敏度高于这个水平。
这样一来，预期筛选方位的泄漏分布就更不同于开发光学成像相机泄漏/不泄漏系数使用的基本分布。
直到更具代表性的泄漏分布的泄漏/不泄漏系数可以得到，方法顺序3不接受使用光学气体成像相机定量排放量。
2.3.1分类设备泄漏排放
炼油厂筛选范围排放系数是非甲烷有机化合物排放。
为了应用炼油厂筛选范围排放系数方法，使用方程2-3用方法顺序3计算每类设备的总年度TOC排放量。
方程2-3应分别用于物料中
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