深度 | 18臺(tái)RTO,218個(gè)超標(biāo)情況對(duì)比分析
閱讀導(dǎo)語(yǔ): RTO是目前VOCs末端治理中運(yùn)行最廣泛且高效的技術(shù)之一,也是近些年來(lái)增加較快的治理設(shè)施。雖然RTO的治理效率高,但因系統(tǒng)的復(fù)雜性及其他客觀因素導(dǎo)致RTO運(yùn)行過(guò)程中超標(biāo)的頻率還是較高。 筆者收集了18臺(tái)正在服役運(yùn)行的RTO,從廢氣工況、RTO系統(tǒng)本身、公用工程、儀表故障、配套系統(tǒng)及其他問(wèn)題等6個(gè)大指標(biāo)體系梳理了218次超標(biāo)情況,重點(diǎn)分析了超標(biāo)原因及預(yù)防措施。
指標(biāo)解釋
廢氣工況:主要是分析進(jìn)入RTO時(shí)的廢氣濃度,風(fēng)量等數(shù)據(jù)變化引起的超標(biāo)現(xiàn)象。廢氣工況變化主要影響的是RTO的燃燒溫度,停留時(shí)間及因安全考慮直接旁路排放; RTO系統(tǒng)本身:主要是分析RTO本身設(shè)施運(yùn)行狀態(tài)引起的超標(biāo)現(xiàn)象。重點(diǎn)集中在點(diǎn)火系統(tǒng),各類(lèi)閥門(mén),空壓系統(tǒng)(僅考慮RTO系統(tǒng)內(nèi)部的空壓系統(tǒng)),各類(lèi)風(fēng)機(jī),蓄熱體等核心材料方面; 公用工程:主要是研究公用工程變化引起的超標(biāo)現(xiàn)象。主要是從電力系統(tǒng)、壓力系統(tǒng)(僅考慮進(jìn)入RTO前的公用系統(tǒng))、能源系統(tǒng)等三方面分析; 儀表故障:主要是分析末端治理系統(tǒng)中的儀表故障引起的設(shè)備連鎖導(dǎo)致的超標(biāo)現(xiàn)象。主要分為L(zhǎng)EL儀表故障和RTO內(nèi)部的儀表故障; 配套系統(tǒng):主要是分析末端治理系統(tǒng)中的其他配套系統(tǒng)的故障引起的超標(biāo)現(xiàn)場(chǎng)。主要分析控制系統(tǒng)和風(fēng)機(jī)(系統(tǒng)主風(fēng)機(jī))等兩方面; 其他問(wèn)題:主要是分析末端治理系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程中的其他問(wèn)題導(dǎo)致的超標(biāo)現(xiàn)場(chǎng)。主要是考慮設(shè)備的密封性,員工的日常操作等。
數(shù)據(jù)分析
1) 超標(biāo)情況分析:主要分析六大指標(biāo)體系及細(xì)分指標(biāo)的超標(biāo)情況等。 從筆者獲取的數(shù)據(jù)中可知:18臺(tái)RTO,共出現(xiàn)218次超標(biāo)現(xiàn)象。 其中,RTO系統(tǒng)本身和公用工程超標(biāo)次數(shù)最多,分別為89次和45次,占比分別在40.83%和20.64%。 進(jìn)一步表明,RTO系統(tǒng)本身的質(zhì)量設(shè)計(jì)和運(yùn)行效果是保障RTO的穩(wěn)定達(dá)標(biāo)的關(guān)鍵。
進(jìn)一步將6大類(lèi)指標(biāo)體系,按照實(shí)際的超標(biāo)原因細(xì)分到各個(gè)核心部件,共17個(gè)二級(jí)指標(biāo)。 從分析的數(shù)據(jù)來(lái)看,閥門(mén)類(lèi)的故障引起的超標(biāo)次數(shù)最多,接近60次,占了所有超標(biāo)原因的27%以上,與實(shí)際情況也相符。 令人意外的是,因電力系統(tǒng)導(dǎo)致的RTO治理系統(tǒng)超標(biāo),排在第二,達(dá)到33次。 電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性,也是制約末端治理系統(tǒng)穩(wěn)定的關(guān)鍵因素。
2) 超標(biāo)濃度分析:主要二級(jí)指標(biāo)的超標(biāo)的濃度情況。 將18臺(tái)RTO中的218個(gè)超標(biāo)數(shù)據(jù),從17個(gè)二級(jí)指標(biāo)出發(fā),按照最高濃度和平均濃度進(jìn)行歸類(lèi)和對(duì)比,分析各指標(biāo)出現(xiàn)故障所導(dǎo)致的超標(biāo)濃度峰值。 從獲得數(shù)據(jù)分析發(fā)現(xiàn):濃度瞬高,直接通過(guò)應(yīng)急安全旁路排出的廢氣,是所有超標(biāo)情況下濃度最高,而且平均值也是最高,與實(shí)際情況下相吻合。 根據(jù)監(jiān)測(cè)到的數(shù)據(jù)分析,平均值濃度達(dá)到500mg/m3。 值得注意的是因LEL儀表故障和蓄熱體故障所導(dǎo)致的超標(biāo)濃度:LEL儀表故障,導(dǎo)致廢氣未經(jīng)任何人處理直接從旁路排放,相對(duì)排放濃度較高。 而蓄熱體故障或者堵塞,廢氣換熱效率不佳,直接影響RTO的燃燒問(wèn)題及效率,從而導(dǎo)致排放濃度較高。 從獲取的數(shù)據(jù)中進(jìn)一步來(lái)看,閥門(mén)故障是不可忽視的一點(diǎn),雖然閥門(mén)引起的可能是部分廢氣的泄漏,但整體的排放濃度,尤其是瞬時(shí)最高濃度值高達(dá)1200mg/m3。 3)同故障的頻率分析:主要是統(tǒng)計(jì)2021-2023年期間,同一臺(tái)設(shè)備出現(xiàn)同一故障的頻率和次數(shù),分析故障率的頻發(fā)情況。由于對(duì)比分析數(shù)據(jù)較多,本文僅選取幾臺(tái)設(shè)備進(jìn)行對(duì)比分析。
從整體數(shù)據(jù)來(lái)看,從2021年的11次,到2023年的46次,說(shuō)明了隨著設(shè)備的運(yùn)行時(shí)間增加,設(shè)備的故障次數(shù)也再逐年增加。 從單一故障的重復(fù)率來(lái)看,呈現(xiàn)極強(qiáng)的重復(fù)性。即:當(dāng)某一種故障出現(xiàn)后,只是做一定改善后再次出現(xiàn)相同的故障概率比較高。 閥門(mén)故障,LEL儀表故障與運(yùn)行有著極強(qiáng)的關(guān)聯(lián),當(dāng)兩者一旦出現(xiàn)故障后,再次出現(xiàn)故障的可能性極強(qiáng),而且隨著運(yùn)行時(shí)間增加,出現(xiàn)故障的頻率明顯加快。
原因分析
前文已從多個(gè)角度分析,廢氣超標(biāo)與各個(gè)指標(biāo)的關(guān)聯(lián)。而每個(gè)指標(biāo)的故障其實(shí)存在多種原因,本節(jié)主要重點(diǎn)分析造成指標(biāo)故障的一些典型原因。 因統(tǒng)計(jì)調(diào)研時(shí),企業(yè)所給的原因相對(duì)較模糊,故只針對(duì)描述比較清晰的原因進(jìn)行對(duì)比分析。
從上述統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)來(lái)看,閥門(mén)出現(xiàn)故障的原因比較多,主要集中在卡殼/卡頓與腐蝕為主,與實(shí)際運(yùn)行工況相吻合。 令人意外的是,電力系統(tǒng)中由于電廠跳閘或者是供電不足導(dǎo)致的設(shè)備停機(jī)的次數(shù)居然高達(dá)15次,當(dāng)然電力系統(tǒng)與屬地關(guān)聯(lián)性比較強(qiáng)。 而控制系統(tǒng)也出現(xiàn)12次故障,這也是出乎意料。 同時(shí)得重點(diǎn)關(guān)注儀器儀表的故障,LEL、溫度和壓力變送器都出現(xiàn)不同程度的損壞,儀器儀表是設(shè)備正常運(yùn)行的關(guān)鍵,是量化參數(shù)的核心,日常管理當(dāng)中必須加強(qiáng)對(duì)儀表的監(jiān)管。 當(dāng)然除了常規(guī)性的故障原因外,表格中標(biāo)黃的原因是少見(jiàn)而且容易被忽視的。 以空壓系統(tǒng)為例,日常的管理或者維修重點(diǎn)關(guān)注都在空壓機(jī)上,但此次出現(xiàn)了“空壓管道因低溫出現(xiàn)結(jié)冰狀況”的原因,基本上在日常管理中不會(huì)關(guān)注;再比如主風(fēng)機(jī)故障的原因中,日常排查中很少會(huì)關(guān)注風(fēng)扇/散熱系統(tǒng)的問(wèn)題,這也導(dǎo)致很少能排查到“風(fēng)扇/散熱系統(tǒng)故障”的原因。 最后,人工的誤操作導(dǎo)致的故障也不可忽視,雖然人工誤操作的概率很低,但在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中確實(shí)存在,故在日常管理中必須重視。
結(jié)論與建議
結(jié)論1:RTO系統(tǒng)本身的故障所引起的廢氣超標(biāo)是所有指標(biāo)當(dāng)中影響最大,也是減少超標(biāo)現(xiàn)象主要的攻克點(diǎn),進(jìn)一步說(shuō)明RTO系統(tǒng)本身的質(zhì)量設(shè)計(jì)和運(yùn)行效果是保障RTO的穩(wěn)定達(dá)標(biāo)的關(guān)鍵。 結(jié)論2:RTO系統(tǒng)本身的故障中,因各類(lèi)閥門(mén)而導(dǎo)致的故障是最為常見(jiàn)的,也是所有故障中占比最大的,進(jìn)一步分析發(fā)現(xiàn):閥門(mén)卡頓/卡殼及閥門(mén)腐蝕所導(dǎo)致的泄漏是造成閥門(mén)出現(xiàn)故障的主要元兇。 結(jié)論3:根據(jù)調(diào)研數(shù)據(jù),電力系統(tǒng)出現(xiàn)的故障較高,而從數(shù)據(jù)分析來(lái)看:電廠跳閘或者是供電不足是電力系統(tǒng)出現(xiàn)問(wèn)題的關(guān)鍵點(diǎn)。 結(jié)論4:工況發(fā)生變化,濃度驟高或者風(fēng)量驟增,或因安全旁路排出,或因停留時(shí)間不足燃燒不充分等原因,都會(huì)導(dǎo)致廢氣超標(biāo)。而從所有的超標(biāo)數(shù)據(jù)來(lái)看:濃度驟高,廢氣通過(guò)旁路進(jìn)入尾氣系統(tǒng),導(dǎo)致超標(biāo)濃度最高。 結(jié)論5:從故障發(fā)生的年份數(shù)據(jù)可以得出:隨著設(shè)備的運(yùn)行時(shí)間越長(zhǎng),末端治理系統(tǒng)出現(xiàn)故障的概率越高。而進(jìn)一步分析故障發(fā)生的特點(diǎn)可以發(fā)現(xiàn):同一設(shè)備發(fā)生同一故障的概率非常高,尤其是發(fā)生在LEL、儀器儀表、閥門(mén)等一些核心元器件。 結(jié)論6:隨著RTO的運(yùn)行管理經(jīng)驗(yàn)的積累,日常運(yùn)維和監(jiān)管上基本覆蓋了常見(jiàn)的故障原因,但仍有一些“少見(jiàn)”的原因被忽略。如:空壓管道因低溫出現(xiàn)結(jié)冰狀況,風(fēng)扇/散熱系統(tǒng)故障等。 針對(duì)于RTO末端治理系統(tǒng)出現(xiàn)的超標(biāo)現(xiàn)象,提出以下建議: 1)加強(qiáng)前期方案設(shè)計(jì):再新建RTO治理設(shè)施前,必須考慮各個(gè)工況下的廢氣條件,尤其是兼顧特殊生產(chǎn)的廢氣,盡量避免風(fēng)量驟增,濃度驟高的頻率或者峰值。 2)考慮旁路廢氣治理:因安全因素考慮,濃度達(dá)到一定條件下,旁路排出。可適當(dāng)在旁路增設(shè)相對(duì)有效的治理系統(tǒng)或者緩沖系統(tǒng)。 3)加強(qiáng)重點(diǎn)故障監(jiān)管:閥門(mén)、LEL、儀器儀表、蓄熱體等都是影響RTO末端治理系統(tǒng)治理效率的關(guān)鍵所在,必須納入日常重點(diǎn)監(jiān)管對(duì)象,不應(yīng)僅停留在定性的點(diǎn)檢方式,可適當(dāng)考慮標(biāo)定,測(cè)定等定量方法。 4)增設(shè)保養(yǎng)排查體系:RTO設(shè)備從本質(zhì)角度仍是設(shè)備,設(shè)備本身隨著服役時(shí)間的延長(zhǎng),故障率就是增加。對(duì)設(shè)備定時(shí)的“年檢”、“體檢”至關(guān)重要,防微杜漸。 5)適當(dāng)關(guān)注罕見(jiàn)病因:RTO末端治理系統(tǒng)的日常管理主要集中在常見(jiàn)的故障原因,常忽略一些外界/邊緣原因,必須結(jié)合實(shí)際運(yùn)行情況(如:溫度、壓力等),應(yīng)當(dāng)關(guān)注全生命周期運(yùn)行條件下,外界條件變化引起的一些特殊故障。 6)重視根治重復(fù)故障:閥門(mén)、LEL、儀器儀表、元器件控制系統(tǒng)等經(jīng)常會(huì)重復(fù)性的發(fā)生故障,針對(duì)此類(lèi)故障問(wèn)題,應(yīng)該采取根治辦法,考慮直接更換LEL、儀器儀表等,從源頭解決問(wèn)題,避免重復(fù)性故障發(fā)生。