Как сократить углеродный след и уровень неконтролируемых выбросов

 

Программы выявления и устранения утечек (LDAR) направлены на воспроизведение методов АООС по периодическому поиску утечек и их контролю. 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.

Важно отметить, что метод 21 АООС предназначен только для обнаружения и классификации утечек на уже установленных клапанах — его нельзя использовать для прямого измерения массы выбросов загрязняющих веществ из отдельных источников, а также для подтверждения того, что клапан имеет низкий уровень выбросов. Кроме того, метод 21 АООС не пригоден как полевое испытание на неконтролируемые выбросы.

Подробнее о сокращении утечек на нефтеперерабатывающих заводах

Что такое клапан с низким уровнем выбросов?

Наряду с реализацией программы LDAR, как отмечалось ранее, в решении суда об утверждении мирового соглашения может быть указано, что любые клапаны, приобретаемые для будущего техобслуживания, ремонта и эксплуатации (MRO), а также для новых проектов, должны быть клапанами с низким уровнем выбросов. Однако формулировки многих решений суда об утверждении мирового соглашения с АООС оставляют на усмотрение предприятия метод 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.

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 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 существуют методы испытаний для определения степени утечки клапанов.

Испытание на низкие выбросы

Формулировка решений суда об утверждении мирового соглашения с АООС 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». К ним относятся:

API 624. Этот стандарт касается испытаний 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.

API 641. Этот стандарт касается испытаний 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.

ISO 15848-1. Данная процедура проведения испытаний позволяет оценить внешние утечки через уплотнения штока (или валы) клапана, а также соединения корпуса запорных и регулирующих клапанов. Она заключается в прокачке гелия или метана через клапан и цифровом замере утечек газа. Поскольку она охватывает уплотнения и соединения, ее рассматривают как испытание «всего клапана». Это приемлемая процедура измерения, испытаний и квалификации неконтролируемых выбросов. Однако поскольку эти испытания проводятся не в типичных условиях технологического процесса, результаты могут оказаться недостоверными.

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 АООС. 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, имеющей сертификат о низком уровне выбросов

Рекомендации по снижению уровня неконтролируемых выбросов

Помимо соблюдения приведенных выше рекомендаций по выбору клапанов с низким уровнем выбросов, существует ряд передовых методов эксплуатации, с помощью которых вы можете снизить вероятность утечек и неконтролируемых выбросов на вашем предприятии.

 

Внесите регулировку уплотнений в графики профилактического обслуживания. Например, в условиях холодного климата интервалы между уплотнениями следует увеличить.

Используйте устройства блокировки, чтобы предотвратить дросселирование спускных клапанов и их случайное срабатывание.

 

Сократите на предприятии количество клапанов, не относящихся к клапанам с низким уровнем выбросов, чтобы предотвратить их случайную установку в критически важных системах.

Рассмотрите возможность замены клапанов вместо ремонта старых: новые клапаны могут обойтись дешевле, чем обслуживание старых клапанов.

 

В целях безопасности используйте клапаны двойного отсечения со сбросом (DBB).

При работе с легкими газами (например, водородом) рассмотрите возможность использования сильфонных уплотнений.

 

При выборе клапанов с низким уровнем выбросов отдавайте предпочтение нескольким моделям от небольшого числа производителей. При этом учитывайте, где вы приобретаете другие компоненты жидкостной или газовой системы: изделия, разработанные одним производителем, часто сочетаются лучше, чем компоненты от разных поставщиков. 

***

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.

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. Мы также предлагаем 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.

Проконсультироваться со специалистами по жидкостным и газовым системам