Снижение затрат на беговые выбросы с низкоэмиссионными клапанами

Минимизация затрат беговых выбросов с низкоэмиссионными (Low-E) клапанами

Шон Ханскер, менеджер по рынку

Беговые выбросы — новая тема обсуждения в химической переработке и рафинирующих объектах, но важная. Беговые выбросы могут негативно влиять на прибыльность вашей компании, если оставлены без контроля, и соблюдение текущих экологических норм может требовать изменений в вашей цепочке поставок и проектов обновления. Поскольку регулирующие органы, такие как Агентство по охране окружающей среды (EPA), и компании-владельцы достигают соглашений о сокращении беговых выбросов, никогда не было лучшего времени для укрепления ваших знаний в этой области.

Будь вы новичком в идее беговых выбросов или у вас сильное понимание темы, но нужны указатели на минимизацию связанных с ними затрат, этот пост покроет основы того, что вам нужно знать.

Что такое беговые выбросы?

Беговые выбросы — неконтролируемые выбросы газов из процессного оборудования в основном из-за нежелательных утечек. Летучие органические соединения (ЛОС), такие как бензол, метан и этанол, — основные газы-загрязнители. ЛОС могут ухудшить качество воздуха, способствуя образованию озона. В результате государственные агентства устанавливают лимиты на беговые выбросы, и нарушение этих норм может привести к крупным штрафам.

Динамические и статические уплотнения на клапанах, насосах и фланцевых соединениях — основные источники беговых выбросов, причем клапаны отвечают за оцениваемые 62% от общих неконтролируемых выбросов ЛОС на типичном объекте. Установка низкоэмиссионных (Low-E) клапанов, демонстрируемых тестированием как минимизирующих беговые выбросы, — общее решение, применяемое по всей отрасли. Покупка Low-E клапанов для объекта может быть требованием соглашений о согласии (consent decrees), юридического соглашения между процессным заводом и EPA в США, часто как результат гражданского дела.

EPA Consent Decrees (Соглашения о согласии EPA)

EPA chargée с помощью компаниям соблюдать текущие экологические требования, законы и нормы, такие как Закон о чистой воде и Закон о чистом воздухе. Хотя добровольное соблюдение предпочтительно, EPA примет юридические меры для обеспечения соблюдения, когда требуется. Хотя есть несколько типов действий по обеспечению соблюдения, доступных EPA, для химических заводов и НПЗ действие часто принимает форму соглашения о согласии.

Типичное соглашение о согласии будет содержать язык, перечисляющий конкретные действия, которые должны быть предприняты в определенном временном рамке владельцем актива для входа в экологическое соответствие. Несоблюдение соглашения о согласии может привести к гражданским штрафам, включая крутые штрафы. Накопление штрафов демонстрирует несоблюдение соглашения о согласии, которое может привести к дополнительным юридическим последствиям. Хотя есть многие методы снижения беговых выбросов, одно условие, найденное в некоторых соглашениях о согласии, — требование, чтобы завод внедрил усиленную программу обнаружения и ремонта утечек (LDAR) и закупал только Low-E клапаны.

Усиленный LDAR и Low-E клапаны

Усиленные программы LDAR стремятся эмулировать периодические методы обнаружения утечек и надзора EPA. Для клапанов аудит EPA состоит из бумажного аудита, а также полевого тестирования на выбросы. Заводы, внедряющие усиленные программы LDAR, в основном стремятся снизить беговые выбросы через следующие методы:

• Внедрение комплексной плана, согласно которому утечки выявляются через in-situ тестирование клапанов и других соединений с использованием EPA Метода 21
• Выявление, документирование и ремонт утечек в определенном временном рамке
• Снижение допустимых лимитов утечек для клапанов, соединений и насосов

Дополнительное требование — любые клапаны, закупаемые для будущего обслуживания, ремонта и операций (MRO) так же как для новых проектов, должны быть Low-E клапанами. Язык во многих EPA соглашениях о согласии оставляет метод определения того, что составляет Low-E клапан, на усмотрение завода. Обычно есть несколько методов, которыми клапан может быть классифицирован как Low-E клапан. Это решение завода принимать производителя клапана, предоставляющего либо следующее:

• Письменную гарантию, что клапан не будет течь выше 100 частей на миллион на пять лет
• Письменную гарантию, сертификацию или эквивалентную документацию, что клапан был протестирован согласно общепринятым хорошим инженерным практикам и был найден текущим не более чем 100 ppm

Поскольку может быть сложно для пользователя клапана понять разницу между этими двумя опциями, ниже представлен обзор преимуществ и недостатков каждой формы валидации Low-E клапана.

Письменная гарантия производителем

Казалось бы, простое решение для документирования покупки Low-E клапанов — заставить производителей предоставить письменную гарантию, что их клапан не будет течь в избытке 100 частей на миллион на пять лет. Однако оператор завода должен рассмотреть последствия, если клапаны текут. Какая компенсация доступна, если клапан течет? Гарантия ограничена только заменой текущего клапана? Могут ли затраты, связанные с заменой клапана, быть восстановлены?

Часто есть финансовые штрафы, связанные с неспособностью завода соблюдать различные аспекты соглашений о согласии, которые должны быть рассмотрены. Штрафы могут достигать $10,000 в день за инцидент за несоблюдение. Что, если текущий клапан вызывает EPA штраф? Способен ли завод преследовать производителя клапана для возмещения этих затрат?

Полагаясь на гарантию производителя, завод остается открытым для возможности, что, будь то по воле или нет, производитель может продолжать предоставлять клапаны, текущие в избытке 100 частей на миллион. В умах многих заводских операций, слишком много неопределенностей с только полагаться на гарантию производителя, когда тестовые методы доступны для определения, соответствует ли клапан требуемой скорости утечки.

Тестирование низких выбросов

Язык в EPA соглашениях о согласии позволяет производителям клапанов предоставить гарантию, что клапан был протестирован «согласно общепринятым хорошим инженерным практикам и был найден текущим не более чем 100 ppm». Это означает, что заводские и экологические инженеры оставлены для определения того, что составляет «общепринятые хорошие инженерные практики», провел ли производитель тест в доброй совести и реплицирует ли тест процессовые условия. Тест, разработанный и проведенный производителем, потенциально может оставить завод под риском, создавая неопределенность для профессионалов, пытающихся определить, является ли клапан действительно Low-E клапаном.

К счастью, есть отраслевые тесты, доступные от Американского нефтяного института (API) и Международной организации по стандартизации (ISO) для определения, должен ли клапан быть классифицирован как «низкие выбросы».

• API 624, Типовое тестирование подъемно-штуцевых клапанов, оснащенных графитовым набивкой, для беговых выбросов, охватывает тестирование подъемно-штуцевых клапанов с использованием метана как тестовой среды. Клапан должен выполнить 310 циклов, а также три тепловых цикла (когда клапан тестируется при окружающей температуре, повышенной температуре, затем снова при окружающей температуре) со скоростью утечки под 100 частей на миллион (ppm) метана.
• API 641, Тестирование четверть-поворотных клапанов для беговых выбросов, детализирует тестирование шаровых клапанов с использованием метана как тестовой среды. Каждый тестируемый клапан должен выполнить 610 циклов, а также три тепловых цикла со скоростью утечки под 100 ppm метана.
• ISO 15848-1, Промышленные клапаны — Измерение, тест и процедуры квалификации для беговых выбросов, дает процедуры и требования для механического и теплового циклического тестирования клапанов с тестами утечки в различных точках. Метан или гелий используются как тестовая среда.

API тестирование предоставляет простой результат pass/fail. Клапан либо сертифицирован как Low-E клапан, либо нет. Покупатели клапанов должны быть осведомлены, однако, что методология ISO тестирования позволяет для различных «классов» рейтингов клапанов, связанных с тем, как они выполняются во время тестирования. ISO классы могут позволить клапану быть рассмотренным и маркированным «Low-E», но не соответствовать требованию «100 ppm или меньше» скорости утечки для EPA. Класс герметичности CM, например, описывает «низкоэмиссионный» клапан, который течет в избытке 100 ppm метана, но меньше 500 ppm метана.

Кроме того, согласно ISO, «нет намеренной корреляции между классами герметичности, когда тестовая жидкость гелий (Классы AH, BH, CH) и когда тестовая жидкость метан (Классы AM, BM, CM). Это частично потому, что тестовые данные, собранные, отличаются для разных жидкостей. Если клапан тестируется с гелием вместо метана, результаты сообщаются как скорость утечки, пропорциональная диаметру штока. Этот расход указан как атмосферные кубические сантиметры в секунду (atm-cm3/s), и хотя эта метрика более правильно определена как скорость утечки, чем измеренная концентрация частей на миллион (ppm), метод конвертации atm-cm3/s в наблюдаемую концентрацию частей на миллион не существует. Это делает сложным интерпретировать, находится ли человек в соответствии с языком EPA «100 ppm или меньше» при тестировании с гелием.

Идеально, эти тесты должны проводиться в третьей-сторонней лаборатории и не производителем клапана. Когда производитель клапана имеет независимую третью сторону выполнять тестирование, это демонстрирует подтверждение беспристрастным телом того, что клапаны соответствуют требованиям тестового стандарта. Сертификация клапана должна быть затем доступна от производителя клапана как документация, включая печать третьей-сторонней лаборатории, место тестирования и результаты.

Опередите требования по выбросам

Будь вы проектируете новые системы или стремитесь улучшить свою программу LDAR, выбирайте Low-E сертифицированные клапаны для борьбы с беговыми выбросами. Быть проактивным и специфицировать сертифицированные низкоэмиссионные клапаны до любого экологического принудительного действия предотвращает дорогостоящие ретрофит-головные боли и помогает вам оставаться в соответствии с текущими экологическими лучшими практиками. Имея четкие инструкции и процедуры о том, какие клапаны заказывать для ЛОС сервиса, также помогает защитить и окружающую среду, и вашу операционную целостность.

Как вы работаете над адресацией существующих проблем беговых выбросов или просто стремитесь предотвратить будущие утечки, проверьте наш пост в блоге о важности снижения утечек в НПЗ. Для помощи в определении, какие Low-E решения могут быть правильными для ваших операций, рассмотрите работу с опытными профессионалами жидкостных систем через оценку и консультационные услуги Swagelok, также.

Наконец, Swagelok предлагает широкий спектр Low-E сертифицированных процессных, приборных, шаровых, игольчатых, подъемно-штуцевых и сливных клапанов, которые прошли применимое API тестирование низких выбросов без каких-либо модификаций дизайна, никогда не текла метан в избытке 100 ppm во время тестирования. Если вы планируете интегрировать любые из этих продуктов в ваши жидкостные системы, не стесняйтесь обращаться к вашему авторизованному центру продаж и сервиса для применимых Low-E сертификатов или любой другой поддержки, которой вы можете нуждаться по пути.