Минимизируйте затраты в связи с неконтролируемыми выбросами — используйте клапаны с низким уровнем выбросов
Минимизируйте затраты в связи с неконтролируемыми выбросами — используйте клапаны с низким уровнем выбросов
Шон Хансикер (Sean Hunsicker), управляющий по рынку, Swagelok
Неконтролируемые выбросы — новая и очень важная тема для обсуждения на предприятиях по химической обработке и нефтепереработке. Выбросы, которые никак не контролируются, могут иметь негативные последствия для прибыльности вашей компании, а для выполнения действующих нормативных требований по выбросам вам может понадобиться внести изменения в вашу цепь поставок и модернизировать проекты. Пока регулирующие органы, такие как Агентство по охране окружающей среды (АООС), договариваются с компаниями о сокращении неконтролируемых выбросов, вы можете расширить свои знания в этой области.
Если вы ничего не знаете о неконтролируемых выбросах или же хорошо разбираетесь в этом, но нуждаетесь в рекомендациях по снижению соответствующих расходов, в этой статье вы найдете необходимую основную информацию.
Что такое неконтролируемые выбросы?
Неконтролируемые выбросы — это бесконтрольные выбросы газов из технологического оборудования, в основном из-за нежелательных утечек. К основным проблемным газам относятся летучие органические соединения (ЛОС), такие как бензол, метан и этанол. ЛОС могут представлять угрозу для качества воздуха, способствуя образованию озона. В связи с этим государственные органы устанавливают ограничения на неконтролируемые выбросы, нарушение которых может привести к крупным штрафам.
Динамические и статические уплотнения на клапанах, насосах и фланцевых соединениях являются главным источником неконтролируемых выбросов, при этом клапаны пропускают до 62 % от всех неконтролируемых ЛОС на обычном предприятии. Самое распространенное в отрасли решение заключается в установке клапанов с низким уровнем выбросов, испытания которых подтверждают максимальное сокращение неконтролируемых выбросов. Приобретение клапанов с низким уровнем выбросов может требоваться по решению суда об утверждении мирового соглашения — юридически обязывающего договора между производственным предприятием и АООС в США, зачастую в результате гражданско-правового спора.
Решение суда об утверждении мирового соглашения с АООС
Задача АООС заключается в предоставлении компаниям помощи по соблюдению действующих экологических требований, законов и постановлений, таких как Закон о чистой воде (Clean Water Act) и Закон о чистом воздухе (Clean Air Act). Желательно соблюдать эти требования, поскольку в случае их несоблюдения АООС обратится в суд. АООС может применить несколько видов принудительных мер, но для химических и нефтеперерабатывающих предприятий эти меры обычно принимают форму решения суда об утверждении мирового соглашения.
В типичном решении перечисляются конкретные меры, которые должны быть приняты в установленные сроки владельцем предприятия для соблюдения требований по охране окружающей среды. Неисполнение решения влечет за собой административные санкции, в том числе огромные штрафы. Накопление штрафов свидетельствует о неисполнении решения, что может привести к дополнительным юридическим последствиям. Существует много способов сокращения неконтролируемых выбросов, однако одним из условий, которые содержатся в некоторых решениях, является требование к предприятию учредить расширенную программу по выявлению утечек и ремонту (LDAR) и приобретать только клапаны с низким уровнем выбросов.
Расширенная программа LDAR и клапаны с низким уровнем выбросов
Расширенные программы LDAR направлены на воспроизведение методов АООС для периодического поиска утечек и их контроля. В случае клапанов аудит АООС заключается как в проверке документации, так и в испытании на выбросы на месте эксплуатации. Предприятия, на которых применяется расширенная программа LDAR, прежде всего стараются сократить неконтролируемые выбросы с помощью следующих методов:
- внедрение комплексного плана, в соответствии с которым утечки выявляются в ходе испытаний клапанов и прочих соединений на месте с помощью метода 21 АООС;
- выявление, документирование и устранение утечек в установленные сроки;
- снижение допустимых пределов утечки для клапанов, соединений и насосов.
Дополнительное требование: все клапаны, приобретаемые для будущего техобслуживания, ремонта и эксплуатации (MRO), а также для новых проектов, должны быть клапанами с низким уровнем выбросов. Формулировка многих решений суда об утверждении мирового соглашения с АООС оставляет за предприятием выбор метода определения того, что представляет собой клапан с низким уровнем выбросов. Чтобы определить, относится ли тот или иной клапан к клапанам с низким уровнем выбросов, обычно применяются несколько методов. Предприятие выбирает изготовителя клапанов, который предоставляет одну из следующих гарантий.
- Письменная гарантия того, что клапаны не будут давать утечку свыше 100 ppm в течение пяти лет.
- Письменная гарантия, сертификат или аналогичный документ о том, что клапан прошел испытания в соответствии с общепринятой надлежащей инженерно-технической практикой и утечка не превышает 100 ppm.
Поскольку предприятию, использующему клапан, может быть сложно понять разницу между этими двумя вариантами гарантии, ниже описаны преимущества и недостатки каждой из форм подтверждения клапана с низким уровнем выбросов.
Письменная гарантия изготовителя
Внешне простое решение для документирования покупки клапанов с низким уровнем выбросов — получить письменную гарантию изготовителя в отношении того, что его клапаны не будут давать утечку свыше 100 ppm в течение пяти лет. Однако оператор предприятия должен учитывать последствия, если клапаны все же дадут утечку. Какая компенсация предусмотрена в этом случае? Ограничена ли гарантия только заменой клапанов с утечкой? Будут ли возмещены расходы, связанные с заменой клапанов?
Если предприятие не соблюдает некоторые аспекты решения суда об утверждении мирового соглашения, необходимо учесть штрафы, которые часто налагаются в таких случаях. Размер данных штрафов может достигать 10 000 долларов в день за один инцидент. Что если клапан с утечкой приведет к штрафу от АООС? Сможет ли предприятие получить компенсацию этих затрат от изготовителя клапана?
Если предприятие полагается на гарантию изготовителя, существует вероятность, что изготовитель намеренно или ненамеренно продолжит поставлять клапаны с утечкой, превышающей 100 ppm. Многие сотрудники предприятий считают, что если полагаться только на гарантию изготовителя, возникает слишком много факторов неопределенности, в то время как как существуют методы испытания для определения степени утечки клапанов.
Испытание на низкие выбросы
Формулировка решений суда об утверждении мирового соглашения с EPA позволяет изготовителям клапанов предоставлять гарантию того, что клапан прошел испытания «в соответствии с общепринятой надлежащей инженерно-технической практикой и утечка не превышает 100 ppm». Это означает, что инженеры по производственным вопросам и охране окружающей среды должны сами решать, что представляет собой «общепринятая надлежащая инженерно-техническая практика», насколько добросовестно изготовитель проводил испытания и были ли воспроизведены рабочие условия в ходе испытаний. Испытания, разработанные и проведенные изготовителем, могут поставить предприятие под угрозу, вызывая сомнения у специалистов в отношении того, является ли клапан действительно клапаном с низким уровнем выбросов.
К счастью, существуют общеотраслевые испытания Американского института нефтяной промышленности (API) и Международной организации по стандартизации (ISO), способные определить, можно ли классифицировать клапан как «клапан с низким уровнем выбросов».
- Стандарт API 624 «Типовое испытание клапанов с подъемным штоком, оснащенных графитовым уплотнением, на неконтролируемые выбросы» предусматривает испытание клапанов с подъемным штоком с использованием метана в качестве контрольной среды. Клапан должен пройти 310 циклов, а также три термодинамических цикла (испытание клапана при температуре окружающей среды, повышенной температуре и затем снова при температуре окружающей среды) с объемом утечки метана менее 100 ppm.
- Стандарт API 641 «Испытание клапанов на четверть оборота на неконтролируемые выбросы» предусматривает испытание шаровых кранов с использованием метана в качестве контрольной среды. Каждый испытываемый кран должен пройти 610 циклов, а также три термодинамических цикла с объемом утечки метана менее 100 ppm.
- Стандарт ISO 15848-1 «Промышленные клапаны: процедуры измерения, испытаний и квалификационных испытаний на неконтролируемые выбросы» предусматривает процедуры и требования к механическим и термодинамическим испытаниям клапанов с проверкой на утечку в различных точках. В качестве контрольной среды используется метан или гелий.
Испытание по стандарту API дает простой результат «пройдено / не пройдено». Клапан либо сертифицируется как клапан с низким уровнем выбросов, либо нет. При этом покупатели клапанов должны учитывать, что методика испытаний ISO предусматривает различные «классы» клапанов в зависимости от того, как они проявили себя в ходе испытаний. Классы ISO позволяют считать и маркировать клапан как клапан с низким уровнем выбросов, однако он может не соответствовать требованию «100 ppm или менее» по стандарту EPA. Например, класс герметичности CM подразумевает, что клапан «с низким уровнем выбросов» — это клапан с утечкой метана более 100 ppm, но менее 500 ppm.
Кроме того, в соответствии со стандартом ISO «отсутствует предполагаемая корреляция между классами герметичности, если контрольной средой является гелий (классы AH, BH, CH) и если контрольной средой является метан (классы AM, BM, CM)». В частности, это связано с тем, что полученные данные испытаний различаются в зависимости от контрольной среды. Если клапан проходит испытание гелием, а не метаном, результаты представляют собой объем утечки, пропорциональный диаметру штока. Такой расход указывается в атмосферных кубических сантиметрах в секунду (атм. см3/с), и если этот показатель более точно определяется как объем утечки по сравнению с концентрацией миллионных долей (ppm), способа конвертирования атм. см3/с в установленную концентрацию миллионных долей не существует. Это усложняет понимание того, соответствует ли данный показатель формулировке АООС «100 ppm или менее» при проведении испытаний гелием.
В идеале оба этих испытания должны проводиться сторонней лабораторией, а не изготовителем клапана. Если изготовитель клапана привлекает для испытаний независимую третью сторону, беспристрастная организация подтверждает, что клапаны соответствуют стандарту испытаний. В этом случае изготовитель клапана в качестве документального подтверждения должен предоставить сертификат на клапан, содержащий печать сторонней лаборатории, место проведения испытаний и их результаты.
Опережайте требования по выбросам
Если вы разрабатываете новые системы или хотите усовершенствовать свою программу LDAR, выбирайте клапаны с сертификатом о низком уровне выбросов, чтобы сократить неконтролируемые выбросы. Заблаговременный выбор сертифицированных клапанов с низким уровнем выбросов до принятия каких-либо принудительных мер по охране окружающей среды позволит избежать проблем с дорогостоящей модификацией и поможет работать в соответствии с действующими передовыми экологическими практиками. Четкие указания и процедуры по заказу клапанов для работы с ЛОС также помогут обеспечить и защиту окружающей среды, и надежность эксплуатации вашего оборудования.
Если вы хотите решить текущие проблемы с неконтролируемыми выбросами или просто интересуетесь, как предотвратить утечки в будущем, прочтите публикацию в нашем блоге о важности сокращения утечек на нефтеперерабатывающих предприятиях. Чтобы получить помощь по выбору подходящей вашему предприятию продукции с низким уровнем выбросов, вы можете обратиться к опытным специалистам по жидкостным и газовым системам, воспользовавшись экспертными и консультационными сервисами Swagelok.
И наконец, компания Swagelok предлагает широкий ассортимент технологических клапанов, клапанов для КИП, шаровых кранов, игольчатых клапанов, клапанов с подъемной заглушкой и клапанов сброса с сертификатом о низком уровне выбросов, которые прошли соответствующие испытания на низкий уровень выбросов по стандарту API без каких-либо изменений в конструкции и ни разу не продемонстрировали утечку метана свыше 100 ppm. Если вы планируете использовать любые из этих продуктов в своей жидкостной или газовой системе, обратитесь в авторизованный центр продаж и сервисного обслуживания для получения соответствующих сертификатов о низком уровне выбросов или другой помощи, которая может вам понадобиться.
Статьи по Теме
Реализация проекта: глубокие знания Swagelok в области применения продукции помогают обеспечить безопасность нефтехимического производства INEOS
Вклад компании Swagelok в безопасную работу нефтехимического предприятия INEOS в Кёльне (Германия) обусловлен тесным сотрудничеством этих двух компаний. Узнайте, как проверенная временем надежность Swagelok помогает компании INEOS обеспечивать безопасность нефтехимического производства.
Безопасность нефтеперерабатывающего завода зависит от квалификации сотрудников
На нефтеперерабатывающих заводах могут происходить неконтролируемые выбросы опасных газов. Обеспечение безопасности и герметичности системы зависит от надлежащей подготовки и квалификации сотрудников.
Распространенные причины и стоимость утечек в трубопроводных системах
Самая незначительная утечка может стать причиной серьезной проблемы, когда перед вами стоят задачи обеспечения безопасности и рентабельности. Разберитесь, как и почему возникают утечки, как их можно обнаружить и проверить, и, наконец, как разработать стратегию по устранению и сокращению количества утечек в масштабе всего производства.