Fugitivní emise a API testování pro ventily

Zobrazit větší obrázek
Fugitivní emise jsou těkavé organické plyny, které unikají z tlakových ventilů.Tyto emise mohou být buď náhodné, v důsledku vypařování nebo v důsledku vadných ventilů.

Fugitivní emise nejen poškozují lidi a životní prostředí, ale také ohrožují ziskovost.Při dlouhodobém vystavení těkavým organickým sloučeninám se u lidí mohou vyvinout vážné fyzické nemoci.Patří mezi ně pracovníci v určitých závodech nebo lidé žijící poblíž.

Tento článek poskytuje informace o tom, jak vznikly fugitivní emise.To bude také řešit testy API a také to, co je třeba udělat pro snížení účinků takových problémů s únikem.

Zdroje fugitivních emisí

Ventily jsou hlavní příčinou fugitivních emisí
Průmyslové ventily a jejich součásti jsou nejčastěji hlavními viníky průmyslových fugitivních emisí.Lineární ventily, jako jsou kulové a šoupátkové ventily, jsou nejběžnější typy ventilů náchylné k tomuto stavu.

Tyto ventily používají k zavírání a zavírání buď stoupající nebo otáčející se vřeteno.Tyto mechanismy produkují větší tření.Kromě toho jsou spoje spojené s těsněními a ucpávkovými systémy běžnými součástmi, kde se takové emise vyskytují.

Protože jsou však lineární ventily cenově výhodnější, používají se častěji než jiné typy ventilů.To činí tyto ventily kontroverzními ve vztahu k ochraně životního prostředí.

Dříky ventilů přispívají k fugitivním emisím

Fugitivní emise z dříků ventilů tvoří asi 60 % celkových emisí daného konkrétního průmyslového závodu.To bylo zahrnuto do studie provedené University of British Columbia.Celkový počet dříků ventilů se připisuje velkému procentu uvedenému ve studii.

K fugitivním emisím mohou také přispívat ventilové ucpávky

Obtížnost kontroly fugitivních emisí spočívá také v balení.Zatímco většina balení během testování dodržuje a projde standardem API 622, mnoho selže během skutečného scénáře.Proč?Těsnění se vyrábí odděleně od těla ventilu.

Mezi těsněním a ventilem mohou být drobné rozdíly v rozměrech.To může vést k únikům.Některé faktory, které je třeba vzít v úvahu kromě rozměrů, zahrnují lícování a povrchovou úpravu ventilu.

Viníkem jsou také alternativy k ropě

Fugitivní emise nevznikají pouze při zpracování plynů v průmyslovém závodě.Ve skutečnosti k fugitivním emisím dochází ve všech cyklech výroby plynu.

Podle A Close Look at Fugitive Methane Emissions from Natural Gas „emise z produkce zemního plynu jsou značné a vyskytují se v každé fázi životního cyklu zemního plynu, od předvýroby přes výrobu, zpracování, přenos a distribuci“.

Jaké jsou specifické API standardy pro průmyslové fugitivní emise?

American Petroleum Institute (API) je jedním z řídících orgánů, které poskytují standardy pro průmysl zemního plynu a ropy.Standardy API, vytvořené v roce 1919, jsou jednou z hlavních směrnic pro vše, co souvisí s petrochemickým průmyslem.S více než 700 standardy API nedávno poskytlo specifické standardy pro fugitivní emise spojené s ventily a jejich těsněními.

I když jsou k dispozici určité testy emisí, nejpřijímanějšími standardy pro testování jsou ty, které jsou pod API.Zde jsou podrobné popisy pro API 622, API 624 a API 641.

API 622

Jinak se tomu říká API 622 Type Testing of Process Valve Package for Fugiitive Emissions

Toto je standard API pro těsnění ventilů v uzavíracích ventilech se stoupajícím nebo otočným dříkem.

To určuje, zda může těsnění zabránit emisím plynů.Existují čtyři oblasti hodnocení:
1. Jaká je míra úniku
2. Jak odolný ventil proti korozi
3. Jaké materiály jsou použity v balení
4. Jaké je hodnocení pro oxidaci

Test s nejnovější publikací z roku 2011, která stále prochází revizemi, zahrnuje 1510 mechanických cyklů s pěti cykly okolní teploty 5000F a provozním tlakem 600 psig.

Mechanické cykly znamenají úplné otevření až úplné uzavření ventilu.V tomto okamžiku se v intervalech kontroluje únik zkušebního plynu.

Jednou z nedávných revizí pro testování API 622 je otázka ventilů API 602 a 603.Tyto ventily mají úzké těsnění ventilů a často selhávaly v testech API 622.Povolený únik je 500 dílů na milion objemu (ppmv).

API 624

Jinak se tomu říká API 624 Typové testování ventilu se stoupajícím dříkem vybaveného flexibilním grafitovým těsněním pro standard fugitivních emisí.Tato norma odpovídá požadavkům na zkoušení fugitivních emisí jak pro ventily se stoupajícím vřetenem, tak pro ventily s rotujícím vřetenem.Tyto dříkové ventily by měly obsahovat těsnění, které již prošlo standardem API 622.

Testované vřeteno ventilů by mělo spadat do přijatelného rozsahu 100 ppmv.V souladu s tím má API 624 310 mechanických cyklů a tři 5000F okolní cykly.Vezměte na vědomí, že ventily nad NPS 24 nebo vyšší než třída 1500 nejsou zahrnuty do rozsahu testování API 624.

Zkouška je neúspěšná, pokud netěsnost těsnění vřetene překročí 100 ppmv.Vřeteno ventilu se nesmí během testování přizpůsobit netěsnosti.

API 641

Jinak se tomu říká API 624 Quarter Turn Valve FE Test.Toto je novější standard vyvinutý API, který pokrývá ventily patřící do rodiny čtvrtotáčkových ventilů.Jedním z dohodnutých kritérií pro tuto normu je maximální rozsah 100 ppmv pro přípustný únik.Další konstantou je API 641 je 610 čtvrt otáčky.

U čtvrtotáčkových ventilů s grafitovým těsněním musí nejprve projít testem API 622.Pokud je však obal zahrnut do standardů API 622, může to upustit od testování API 622.Příkladem je sada těsnění z PTFE.

Ventily jsou testovány na maximální parametr: 600 psig.Kvůli kolísání teploty se pro teplotu ventilu používají dvě sady hodnot:
● Ventily, které jsou dimenzovány nad 5000F
● Ventily, které jsou dimenzovány pod 5000F

API 622 vs API 624

Mezi API 622 a API 624 může docházet k určité záměně. V této části si povšimněte několika rozdílů mezi těmito dvěma.
● Počet použitých mechanických cyklů
● API 622 zahrnuje POUZE balení;zatímco API 624 zahrnuje ventil VČETNĚ ucpávky
● Rozsah povolených úniků (500 ppmv pro API 622 a 100 ppmv pro 624)
● Počet povolených úprav (jedna pro API 622 a žádná pro API 624)

Jak snížit průmyslové fugitivní emise

Fugitivní emise mohou být zmařeny, aby se snížil dopad emisí ventilů na životní prostředí.

#1 Vyměňte zastaralé ventily

Ventily se neustále mění.Ujistěte se, že ventily splňují nejnovější normy a předpisy.Díky pravidelné údržbě a kontrolám je snazší zjistit, který by měl být vyměněn.

#2 Správná instalace ventilu a neustálé monitorování

Nesprávná instalace ventilů může také způsobit netěsnosti.Najměte si vysoce kvalifikované techniky, kteří umí ventily správně nainstalovat.Správná instalace ventilu může také odhalit možné netěsnosti systému.Prostřednictvím neustálého monitorování lze snadno detekovat ventily, které mohou potenciálně unikat nebo se mohly náhodně otevřít.

Měly by se provádět pravidelné zkoušky těsnosti, které měří množství páry uvolňované ventily.Průmyslová odvětví, která používají ventily, vyvinula pokročilé testy pro detekci emisí ventilů:
● Metoda 21
To využívá plamenový ionizační detektor ke kontrole netěsností
● Optimální zobrazování plynu (OGI)
To využívá infračervenou kameru k detekci netěsností v závodě
● Diferenciální absorpce lidar (DIAL)
To může detekovat fugitivní emise na dálku.

#3 Možnosti preventivní údržby

Monitorování preventivní údržby může identifikovat problémy s ventily v raných fázích.To může snížit náklady na opravu vadného ventilu.

Proč je potřeba snižovat fugitivní emise?

Fugitivní emise jsou hlavními přispěvateli ke globálnímu oteplování.Pravda, existuje aktivní hnutí, které doufá ve snížení emisí.Ale po jeho uznání téměř století od uznání jsou úrovně znečištění ovzduší stále vysoké.

S rostoucí potřebou energie na celém světě roste i potřeba hledat alternativy k uhlí a fosilním palivům.

Zdroj: https://ourworldindata.org/co2-and-other-greenhouse-gas-emissions

Metan a etan jsou v centru pozornosti jako nejschůdnější alternativy k fosilním palivům a uhlí.Je pravda, že pro tyto dva existuje velký potenciál jako zdroje energie.Zejména metan má však 30krát vyšší potenciál oteplování než CO2.

To je příčinou poplachu jak pro ekology, tak pro průmysl využívající tento zdroj.Na druhé straně je možné zabránit emisím ventilů použitím vysoce kvalitních průmyslových ventilů schválených API.

Zdroj: https://ec.europa.eu/eurostat/statistics-explained/pdfscache/1180.pdf

Celkem

Není pochyb o tom, že ventily jsou důležitou součástí každé průmyslové aplikace.Ventily se však nevyrábějí jako jeden pevný díl;spíše se skládá z komponent.Rozměry těchto komponentů nemusí 100% pasovat k sobě, což vede k netěsnostem.Tyto úniky mohou poškodit životní prostředí.Zabránění takovým únikům je zásadní odpovědností každého uživatele ventilu.