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.

Узнайте о сервисах Swagelok по обнаружению утечек в газовых системах

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.

Ознакомьтесь с продукцией Swagelok, имеющей сертификат о низком уровне выбросов

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.

Обратитесь в компанию Swagelok, чтобы узнать подробнее о клапанах с низким уровнем выбросов