关于GB 50183—2004《石油天然气工程设计防火规范》若干问题的探讨

第36卷第2期石油工程建设137潘永东，韩小红21中国石油华北油田公司质量安全环保处，河北任丘062552；2中国石油长庆油田公司技术监测中心，陕西西安710021摘要GB501832004石油天然气工程设计防火规范的颁布实施，为陆上石油天然气生产提供了更为可靠的安全保障但在标准执行过程中该规范616和936两条与某些相关标准的规定出入较大，给标准执行人员造成了一些疑惑。文章通过对有关条文进行分析、研究，参照其他相关标准提出了相应的修改意见。关键词石油天然气；防火规范；问题；探讨中图分类号T6526文献标识码C文章编号100122062010020137040引言GB501832004石油天然气工程设计防火规范55以下简称防火规范适用于新建、扩建、改建的陆上油气田工程、管道站场工程和海洋油气田陆上终端工程的防火设计该规范于2004年11月4日发布2005年3月1日正式实施。与原国家标准GB501831993原油和天然气工程设计防火规范相比，内容更为全面和合理，符合生产实际，充分体现了安全经济的合理性。但在标准执行过程中发现，防火规范616和936两条与某些相关标准的规定出入较大，生产、设计及安全、消防部门经常就此发生争议问题L天然气凝液和液化石油气厂房、可燃气体压缩机厂房以外的建筑面积小于150M2的甲类火灾危险性厂房内是否需要设置可燃气体检测报警装置天然气凝液和液化石油气罐区、天然气凝液和凝析油以外的其他露天或棚室布置的甲类生产设施、储油罐区是否需要设置可燃气体检测报警装置问题2介质为原油的泵房门外、储罐的上罐扶梯入口、装卸作业操作平台的扶梯入VI、石油码头上下船出入口等处是否应设置消除人体静电的装置鉴于上述两个问题具有一定的普遍性希望与工程建设、安全生产系统的各位同仁以及标准的起草方共同探讨，以便对标准不断完善1可燃气体检测报警装置设置11对防火规范55616条的刍议FL3防火规范55616规定“天然气凝液和液化石油气厂房、可燃气体压缩机厂房和其他建筑面积大于或等于150M的甲类火灾危险性厂房内应设可燃气体检测报警装置天然气凝液和液化石油气罐区、天然气凝液和凝析油回收装置的工艺设备区应设可燃气体检测报警装置其他露天或棚室布置的甲类生产设施可不设可燃气体检测报警装置”标准条文说明中关于“建筑面积大于或等于150M的甲类火灾危险性厂房内应设可燃气体检测报警装置”的规定是这样解释的“建筑面积大于和等于150M的甲类生产厂房等在生产或维修过程中，泄漏的气体聚集危险性大通风设备也可能失灵。”笔者认为这种解释有不尽合理之处首先。这种解释与可燃气体的聚集规律并不相符往往是建筑面积越小。室内空间也越小可燃气体聚集并达到爆炸极限的速度越快形成爆炸危险的可能性越大。其次，通风设备是否完好与建筑面积大小并无联系。第三，建筑面积的大小对泄漏气体燃烧、爆炸给员工带来的危害并没有质的区别员工在此危险环境中所付出的代价是一样的。如2004羊羊羊138石油工程建设2010年4月年9月12日某油田一拉油站建筑面积不足50MZ的燃油泵房突然出现管道法兰原油泄漏由于该泵房没有安装可燃气体检测器致使员工未能及时发现气体泄漏大量可燃气体充斥泵房内待员工发现后处理事故由于静电原因发生爆炸并引发大火致使员工当场死亡防火规范条文说明中还有“其他露天或棚式安装的甲类生产设施如露天或棚式安装的油泵和天然气压缩机、露天安装的油气阀组和油气处理设备等可不设气体浓度检测报警装置这主要是考虑两方面的情况一方面是天然气比空气轻，从压缩机和处理容器中漏出的气体不会积聚在地面而是快速上升并随风扩散对于挥发性不高的油品例如原油出现一般的油品泄漏时仅挥发出少量油蒸气也会快速随风扩散。所以在露天场地上安装气体浓度检测装置并不能及时、准确地测定天然气和油品高挥发性油品除外的泄漏另一方面在露天或棚式安装的甲类生产设施场地上如果大量设置气体浓度检测报警装置不仅需要增加投资而且日常维护、检验工作量很大，会给长期生产管理造成困难结合我国石油天然气站场目前还需要有人值守的情况建议给值班人员配备少量的便携式气体浓度检测仪表加强巡回检查及时发现安全隐患。”从上述条文解释可以看出两个问题第一该标准是基于天然气密度小于空气密度来考虑的这里忽视了两个问题，一是未经处理的天然气含有大量密度高于空气密度的C2以上的组分二是在生产、储存、输送温度条件下甲B类原油泄漏将会挥发大量的C2以上的重组分气体。第二该标准基于大量设置可燃气体检测报警装置会增加建设、生产成本这一观念，并以有人值守为前提力求通过加强值班员工巡回检查来及时发现安全隐患。这里存在三个问题，一是该标准将人的生命与建设、生产成本对立起来，这一点不符合“安全第一。以人为本”的安全理念，当安全与效益发生矛盾时应将安全放在首位；二是巡回检查是否可以及时发现危险物质泄漏这要结合石油天然气生产企业巡检制度来考虑目前的员工巡检周期大部分为两小时我们可以想象两个小时的泄漏会是什么局面三是使用便携式气体浓度检测仪进行检测，人体将直接置身于爆炸火灾气体环境中，无法与危险物质隔离，其检测过程本身就存在危险不能提倡由人进行固定危险场所可燃气体的监测。储油罐区和原油装卸设施均属原油储运设施其可燃气体检测报警装置设置问题在GB501832004中并未明确说明而在实际应用中人们往往参照“其他露天或棚室布置的甲类生产设施”来考虑。但从石油工业安全生产实际出发。这两个区域却是油气生产中的要害部位易发生事故且危害较大，从这一点来看通过安装可燃气体检测报警装置实时监测可燃气体浓度是非常必要的从可行性来看，对于储油罐区而言根据SYT00251995石油设施电气装置场所分类和GB500581992爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范，储油罐区防火堤范围内顶标高以下区域属于气体爆炸危险等级2区通过可燃气体检测装置及时发现可燃气体是完全可行的对于原油装卸设施由于原油装卸温度远高于其凝固点装卸过程中可燃气体的挥发量较大且这些挥发气体往往大于空气密度容易在地面聚集采用可燃气体检测器进行实时监测也是可行的。12其他标准对可燃气体检测报警设置的规定除防火规范外，针对上述有争议的区域，SY65032000可燃气体检测报警使用规范、SH30631999石油化工企业可燃气体和有毒气体检测报警设计规范和GB176811999易燃易爆罐区安全监控预警系统验收技术要求等标准也对可燃气体检测报警装置的设置做出了相应的规定SY65032000可燃气体检测报警使用规范中31对可燃气体检测点设置作了基本要求“油气田易燃、易爆场所应安装可燃气体检测报警器”，411还强制规定在原油中转站以上的油泵房、计量间、含油污水泵房、阀组间、脱水器操作间等场所安装可燃气体检测报警器同时推荐在原油沉降罐操作间、原油储罐区、含油污水罐区安装可燃气体检测报警器原油装卸设施则应符合SH30631999石油化工企业可燃气体和有毒气体检测报警设计规范中422的规定SH30631999标准中42规定了液化烃、甲B类液体的储罐、装卸设施、泵或压缩机、液化烃灌装站。液化烃、甲B、乙A类液体的装卸码头应装设可燃气体报警器。第36卷第2期潘永东等关于GB501832004石油天然气工程设计防火规范若干问题的探讨139该规范3_01还规定生产或使用可燃气体的工艺装置和储运设施包括甲类气体和液化烃、甲B类液体的储罐区、装卸设施、灌装站等，下同的2区内及附加2区内应设置可燃气体检测报警仪。对于工艺装置该标准411规定下列可燃气体、有毒气体的释放源，应设检测器1甲类气体或有毒气体压缩机、液化烃泵，甲B类或成组布置的乙A类液体泵和能挥发出有毒气体的液体泵的动密封。2在不正常运行时可能泄漏甲类气体、有毒气体、液化烃或甲B类液体和能挥发出有毒气体的液体采样口不正常操作时可能携带液化烃、甲B类液体和能挥发出有毒气体的液体排液水口。3在不正常运行时可能泄漏甲类气体、有毒气体、液化烃的设备或管法兰、阀门组。GB176811999易燃易爆罐区安全监控预警系统验收技术要求中56规定“根据罐区储存介质的不同性质配备相应性能的气体检测器有可燃气体的场所必须选用可燃气体检测器。”从上述规定可以看出针对问题一存在争议的区域三个标准均做了设置可燃气体检测报警装置的规定。另外GB501601992石油化工企业设计防火规范1999年修订版的4611和514也分别规定“在使用或产生甲类气体或甲、乙A类液体的装置内宜按区域控制和重点控制相结合的原则，设置可燃气体报警器探头”“在可能泄漏甲类气体和液体的场所内应设可燃气体报警仪”2原油储罐扶梯入口是否设置消除人体静电装置消除人体静电装置的设置主要是基于“消除危险静电源防止某处产生并积累足够的静电量，形成达到或超过周围介质击穿场强的局部电场强度发生静电放电”81这一静电危害防治理论所采取的措施，它所涉及的标准较多。主要有以下几项GB121581990防止静电事故通用导则SH30972000石油化工静电接地设计规范，GB50L832004石油天然气工程设计防火规范。GB121581990防止静电事故通用导则关于静电防护的基本措施中412规定“使静电荷尽快对地泄漏。在存在静电引爆危险的场所所有属静电导体的物体必须接地对金属物体应采用金属导体与大地作导通性连接对金属以外的静电导体及亚导体则应作间接接地。”依据此条规定当人体进入爆炸火灾危险区域时，人体静电应通过间接接地尽快泄人大地设置消除人体静电装置91SH30972000石油化工静电接地设计规范在4101中规定操作人员在可能产生静电危害的场所应徒手或徒手戴防静电手套触摸接地金属物体后方可进入工作场所。同时在443、452、464中分别对进入铁路栈台、汽车站台、码头等作业区的入口处做出了设置接地金属棒的规定针对储油罐区425中有更明确的规定为消除人体静电在扶梯进口处应设置接地金属棒或在已接地的金属栏杆上留出1NL长的裸露金属面【L防火规范936规定“下列甲、乙、丙A类油品原油除外、液化石油气、天然气凝液作业场所，应设消除人体静电装置泵房的门外，储罐的上罐扶梯人15处装卸作业区内操作平台的扶梯人口处码头上下船的出人口处。”从这一规定可以看出介质为原油的泵房门外、储罐的上罐扶梯人口、装卸作业操作平台的扶梯入口、石油码头上下船出入口等处不需要设置消除人体静电装置这与其他两项标准的规定截然不同。从油品危险性来看，防火规范附录A中甲、乙、丙A类油品都包含着原油，主要是指由于不同产地的原油火灾危险性差异较大因而划定为不同的火灾危险类别但与相对应类别其他油品比较，其火灾危险性质是一样的从生产实际出发，原油生产、储存、输送温度均要超过其凝固点，油气挥发是不可避免的原油挥发出可燃气体的主要成分是C1C3甚至更高其最小点火能非常低甲烷028MJ；乙烷024MJ；丙烷025MJ。另外，从SY厂R00251995石油设施电气装置场所分类和GB500581992爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范的有关规定中可以看出，作业人员在打开储罐量油孔、透光孔拆卸呼吸阀、阻火器或进行原油装卸作业时人体所处的环境属于气体爆炸危险等级1区此时人体携带静电进行作业是非常危险的从这一方面看绝不能将原油划定在甲、乙、丙A类油品之外。140石油工程建设2010年4月当然，原油与其他油品在静电特性方面的确存在着很大差异，但本条文所规定的是在哪些地方、哪些情况下设置消除“人体静电”装置这与生产介质的静电特性没有丝毫关系。在这方面，同样找不到将原油划定在甲、乙、丙A类油品之外的根据。基于上述分析，结合GB121581990、SH30972000等两个标准的规定，可以确认防火规范936条规定中的“原油除外”是不正确的另外带有静电的人体进人有静电敏感电子器件的控制室内如在操作过程中放电其电磁辐射将会对电子设备产生干扰在检修过程中这种放电将有可能使电子器件失效或潜在失效从这一观点出发带有静电敏感电子器件的控制室门外也应设置人体静电释放装置3对有关标准条文的修改建议31关于防火规范616的修改建议根据上述分析结合SY65032000、SH30631999、GB176811999、GB501601992等标准的规定建议将GB501832004标准616修改为“生产、使用或产生甲类气体、液体的生产厂房、工艺装置以及露天或棚室布置的甲类生产、储运设施，甲、乙A类液体装卸码头应设可燃气体检测报警装置。露天或棚室布置的甲类气体生产、储运设施应根据可能泄漏物质密度大小按照露天装置来考虑”32关于防火规范936的修改建议根据上述分析结合GB121581990、SH一一一十一十，十一”一“T一。、信息综括K一30972000等标准的规定，同时考虑“当气体爆炸危险场所的等级属0区或L区且可燃物的最小点燃能量在025N1J以下时，工作人员应穿无静电点燃危险的工作服”这一要求建议将GB501832004标准936修改为“甲、乙、丙A类油品、液化石油气、天然气凝液等厂房门外、储罐的上罐扶梯入口、装卸作业操作平台的扶梯入口、石油码头上下船的出人口等处气体爆炸危险等级O区或1区以外区域以及带有静电敏感电子器件的控制室门外应设消除人体静电装置”参考文献1GB501832004，石油天然气工程设计防火规范IS72SYFF00251995，石油设施电气装置场所分类S3GB500581992，爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范IS4SY65032000，可燃气体检测报警使用规范IS5SH30631999，石油化工企业可燃气体和有毒气体检测报警设计规范SJ6GB176811999，易燃易爆罐区安全监控预警系统验收技术要求S7GB501601992，石油化工企业设计防火规范IS8刘尚合，谭志良，武占成静电防护工程的研究与进展J中国工程科学，2000，2112023E9GB121581990防止静电事故通用导则ES10SH30972000，石油化工静电接地设计规范S作者简介潘永东1