Vluchtige Emissiekosten Verminderen met Laag-emissiekleppen

De Kosten van Vluchtige Emissies Minimaliseren met Laag-E Kleppen

Sean Hunsicker, Market Manager

Vluchtige emissies zijn een nieuw onderwerp van discussie in chemische verwerkings- en raffinaderijfaciliteiten, maar een belangrijk. Vluchtige emissies kunnen de winstgevendheid van uw bedrijf negatief beïnvloeden als ze ongecontroleerd blijven, en het voldoen aan huidige emissiereguleringen kan veranderingen in uw supply chain en upgrade-projecten vereisen. Naarmate regelgevende instanties zoals de Environmental Protection Agency (EPA) en eigenaarsbedrijven akkoord gaan om vluchtige emissies te beperken, is er nooit een betere tijd geweest om uw kennis in dit gebied te versterken.

Of u nu nieuw bent bij het idee van vluchtige emissies of u een sterk begrip hebt van het onderwerp, maar aanwijzingen nodig hebt over het minimaliseren van hun geassocieerde kosten, dit bericht zal de basis van wat u moet weten dekken.

Wat Zijn Vluchtige Emissies?

Vluchtige emissies zijn onbeheerde emissies van gassen van procesapparatuur voornamelijk door ongewilde lekkages. Vluchtige organische stoffen (VOS), zoals benzeen, methaan en ethanol, zijn de belangrijkste gassen van zorg. VOS kunnen de luchtkwaliteit in gevaar brengen, bijdragend aan de vorming van ozon. Als resultaat stellen overheidsinstanties limieten aan vluchtige emissies, en schending van deze reguleringen kan leiden tot grote boetes.

Dynamische en statische afdichtingen op kleppen, pompen en flensverbindingen zijn grote bronnen van vluchtige emissies met kleppen verantwoordelijk voor een geschatte 62% van de totale onbeheerde VOS-emissies op een typische faciliteit. Het installeren van lage-emissie (Laag-E) kleppen, door testing getoond om vluchtige emissies te minimaliseren, is een veelvoorkomende oplossing die door de industrie wordt toegepast. De aankoop van Laag-E kleppen voor een faciliteit kan een vereiste zijn van consent decrees, een juridische overeenkomst tussen een procesfabriek en de EPA in de Verenigde Staten, vaak als resultaat van een burgerzaak.

EPA Consent Decrees

De EPA is belast met het helpen van bedrijven voldoen aan huidige milieuvereisten, wetten en reguleringen, zoals de Clean Water Act en de Clean Air Act. Hoewel vrijwillige naleving preferabel is, zal de EPA legale actie ondernemen om naleving te garanderen wanneer vereist. Hoewel er verschillende typen handhavingsacties beschikbaar zijn voor de EPA, voor chemische fabrieken en raffinaderijen neemt de actie vaak de vorm aan van een consent decree.

Een typische consent decree zal taal bevatten die specifieke acties noemt die in een gespecificeerde tijdframe door een activaeigenaar moeten worden ondernomen om in milieunaleving te komen. Het niet-nakomen van de consent decree kan resulteren in civiele sancties, inclusief steile boetes. Een opstapeling van boetes toont non-naleving van de consent decree wat kan leiden tot additionele juridische gevolgen. Hoewel er veel methoden zijn om vluchtige emissies te reduceren, is één voorwaarde die in sommige consent decrees gevonden wordt een vereiste dat de fabriek een verbeterd lekkagedetectie- en reparatieprogramma (LDAR) instelt en alleen Laag-E kleppen procureert.

Verbeterde LDAR en Laag-E Kleppen

Verbeterde LDAR-programma's streven ernaar de periodieke lekkagedetectie- en toezichtmethoden van de EPA na te bootsen. Voor kleppen bestaat een EPA-audit uit zowel een papieren audit als veldtesten voor emissies. Fabrieken die een verbeterd LDAR-programma implementeren, streven er primair naar vluchtige emissies te verlagen door de volgende methoden:

• Het instellen van een uitgebreid plan waarbij lekkages geïdentificeerd worden door in-situ testen van kleppen en andere verbindingen met EPA Methode 21
• Lekkages identificeren, documenteren en repareren binnen een gedefinieerde tijdframe
• Toegestane lekkagelimieten voor kleppen, verbindingen en pompen verlagen

Een additionele vereiste is dat alle kleppen die bemachtigd worden voor toekomstig onderhoud, reparatie en operaties (MRO) alsook nieuwe projecten, Laag-E kleppen moeten zijn. De taal in veel EPA consent decrees laat de methode om te bepalen wat een Laag-E klep constitutie aan de fabriek over. Er zijn doorgaans verschillende methoden waarmee een klep geclassificeerd kan worden als een Laag-E klep. Het is de beslissing van de fabriek om de fabrikant van de klep te accepteren die een van de volgende biedt:

• Een geschreven garantie dat de klep niet boven 100 delen per miljoen voor vijf jaar zal lekken
• Een geschreven garantie, certificering, of equivalent documentatie dat de klep getest is conform algemeen geaccepteerde goede ingenieurspraktijken en is bevonden te lekken niet meer dan 100 ppm

Omdat het voor een klepgebruiker moeilijk kan zijn om het verschil tussen deze twee opties te begrijpen, is hieronder een overzicht van de voor- en nadelen van elke vorm van Laag-E klepvalidatie.

Geschreven Garantie door Fabrikant

Een kennelijk eenvoudige oplossing om de aankoop van Laag-E kleppen te documenteren is om fabrikanten een geschreven garantie te laten geven dat hun klep niet in excess van 100 delen per miljoen voor vijf jaar zal lekken. Echter, een fabrieksoperator moet de gevolgen overwegen als de kleppen wel lekken. Welke compensatie is beschikbaar als de klep lekt? Is de garantie alleen beperkt tot vervanging van de lekkende klep? Zijn de kosten geassocieerd met het vervangen van de klep terug te vorderen?

Er zijn vaak financiële straffen geassocieerd met de onmogelijkheid van een fabriek om te voldoen aan diverse aspecten van consent decrees die overwogen moeten worden. Boetes kunnen oplopen tot $10.000 per dag per incident voor non-naleving. Wat als de lekkende klep een EPA-boete trigger? Is de fabriek in staat om de klepfabrikant te achtervolgen om deze kosten te verhalen?

Vertrouwen op een fabrikantsgarantie laat een fabriek open voor de mogelijkheid dat, hetzij willens hetzij niet, de fabrikant doorgaat met het leveren van kleppen die in excess van 100 delen per miljoen lekken. In de geesten van veel fabrieksoperaties zijn er te veel onzekerheden met alleen vertrouwen op een fabrikantsgarantie wanneer testmethoden beschikbaar zijn om te bepalen of een klep aan de vereiste lekkagesnelheid voldoet.

Lage Emissie Testing

De taal in EPA consent decrees staat klepfabrikanten toe een garantie te bieden dat de klep getest is "conform algemeen geaccepteerde goede ingenieurspraktijken en is bevonden te lekken niet meer dan 100 ppm." Dit betekent dat fabrieks- en milieuingénieurs gelaten worden om te bepalen wat "algemeen geaccepteerde goede ingenieurspraktijken" constitutie, of de fabrikant de test in goede trouw heeft uitgevoerd, en of de test procescondities repliceert. Een test ontwikkeld en uitgevoerd door een fabrikant kan potentiël een fabriek in risico brengen, onzekerheid creërend voor professionals die proberen te bepalen of een klep inderdaad een Laag-E klep is.

Gelukkig zijn er industrietesten beschikbaar van het American Petroleum Institute (API) en International Standards Organization (ISO) om te bepalen of de klep geclassificeerd moet worden als "lage emissies".

• API 624, Type Testing of Rising Stem Valves Equipped with Graphite Packing for Fugitive Emissions, dekt het testen van opgaande stamkleppen met graafietpacking met methaan als testmedium. De klep moet 310 cycli alsook drie thermische cycli (wanneer de klep getest wordt bij omgevingstemperatuur, een verhoogde temperatuur, dan weer bij omgevingstemperatuur) uitvoeren met een lekkagesnelheid onder 100 delen per miljoen (ppm) methaan.
• API 641, Testing of Quarter-turn Valves for Fugitive Emissions, detailt het testen van balvulpen met methaan als testmedium. Elke geteste klep moet 610 cycli alsook drie thermische cycli uitvoeren met een lekkagesnelheid onder 100 ppm methaan.
• ISO 15848-1, Industrial Valves — Measurement, Test and Qualification Procedures for Fugitive Emissions, geeft de procedures en vereisten voor de mechanische en thermische cycli-testen van kleppen met lekkagetesten op diverse punten. Methaan of helium wordt als testmedium gebruikt.

API-testen bieden een eenvoudige pass of fail resultaat. De klep is gecertificeerd als een Laag-E klep of niet. Klepinkopers moeten zich ervan bewust zijn, dat ISO-testmethodologie toelaat voor verschillende "klasse" ratings van kleppen gerelateerd aan hoe ze presteren tijdens testen. ISO-klassen kunnen toelaten dat een klep beschouwd en gelabeld wordt als "Laag-E", maar niet aan de "100 ppm of minder" lekkagesnelheid vereiste voor de EPA voldoet. Dichtheidsklasse CM, bijvoorbeeld, beschrijft een "lage-emissie" klep die in excess van 100 ppm methaan lekt, maar minder dan 500 ppm methaan.

Daarnaast, per ISO, "is er geen correlatie bedoeld tussen de dichtheidsklassen wanneer het testvloeistof helium is (Klassen AH, BH, CH) en wanneer het testvloeistof methaan is (Klassen AM, BM, CM). Dit is deels omdat de testdata die verzameld wordt anders is voor de verschillende vloeistoffen. Als een klep getest wordt met helium in plaats van methaan, worden de resultaten gerapporteerd als een lekkagesnelheid proportioneel aan de stamdiameter. Deze stroomsnelheid wordt aangegeven als atmosferische kubieke centimeters per seconde (atm-cm3/s), en hoewel deze metriek meer correct gedefinieerd is als een lekkagesnelheid dan een gemeten concentratie van delen per miljoen (ppm), bestaat er geen methode om atm-cm3/s om te zetten in een waargenomen concentratie van delen per miljoen. Dit maakt het lastig om te interpreteren of men in naleving is met EPA-taal van "100 ppm of minder" bij testen met helium.

Idealiter zouden deze testen uitgevoerd moeten worden bij een derde-partij laboratorium en niet door de klepfabrikant. Wanneer een klepfabrikant een onafhankelijke derde partij de testen laat uitvoeren, toont dit bevestiging door een onpartijdig orgaan dat de kleppen aan de vereisten van de teststandaard voldoen. Een klepcertificering moet dan beschikbaar gemaakt worden door de klepfabrikant als documentatie, inclusief een zegel van het derde-partij lab, de testlocatie en de resultaten.

Blijf Voorop op Emissievereisten

Of u nu nieuwe systemen ontwerpt of uw LDAR-programma wilt verbeteren, kies Laag-E-gecertificeerde kleppen om vluchtige emissies te bestrijden. Proactief zijn en gecertificeerde lage-emissiekleppen specificeren vóór enige milieuhandhavingsactie voorkomt dure retrofit-hoofdpijn en helpt u compliant blijven met huidige milieubest practices. Duidelijke instructies en procedures over welke kleppen te bestellen voor VOS-dienst helpen ook zowel het milieu als uw operationele integriteit te beschermen.

Terwijl u werkt aan het aanpakken van bestaande vluchtige emissie-issues of simpelweg toekomstige lekkages wilt voorkomen, bekijk ons blogbericht over het belang van het reduceren van lekkages in raffinaderijen. Voor hulp bij het bepalen welke Laag-E oplossingen misschien goed voor uw operaties zijn, overweeg te werken met ervaren vloeistofsysteemprofessionals via Swagelok's evaluatie- en adviesdiensten, alsook.

Ten slotte biedt Swagelok een breed scala aan Laag-E-gecertificeerde proces-, instrument-, bal-, naald-, opgaande plug- en afvlakkleppen die de toepasselijke API lage-emissietesten hebben doorstaan zonder enige ontwerpwijzigingen, nooit methaan in excess van 100 ppm lekkend tijdens testen. Als u van plan bent om een van deze producten in uw vloeistofsystemen te integreren, voel u vrij om contact op te nemen met uw geautoriseerde verkoop- en servicecentrum voor toepasselijke Laag-E certificaten of enige andere ondersteuning die u mogelijk nodig hebt langs de weg.