16SY0025--石油设施电气装置场所分类

石油设施电气装置场所分类 SY0025 95 1995 11 15 1 总则 1 0 1 用途 本标准的目的是供石油设施场所分类及为电气设备的选择和安装提供指导 在生产 加工 储存易燃液体或气体区域中的电气安装 如果能清楚地确定潜在的释 放源或积聚场所 则可以进行适当的设计处理 一旦对场所进行分类 则要求的电气设备 及其配线就可以从适用的标准中确定 1 0 2 范围 本标准适用于油气田地面建设 管道的新建和扩建工程 炼油厂和钻井工程的 新建和扩建工程可参照执行 更广义地说 本标准适用于临时或永久性安装电气设备的场 所 本标准不适用于安装非电气设备的场所 不适用于以加味天然气作燃料进行采暖 空 调 烹饪 洗衣以及类似的管线系统 也不适用于涉及可能的大事故和井喷或工作容器破 裂 在发生这种极端条件时需要采取应急措施 本标准未涉及的部分尚应符合国家现行的 有关标准和规范 为了确定场所分类的危险等级及范围 在本标准的第 7 章 第 8 章和第 9 章中 对石 油设施中经常遇到的具体范例给出了推荐意见 虽然对炼油 钻采和管道设施的区域分类 在某种程度上应统一起来 但考虑到上述各设施仍有差异 至少有部分差异 所以本标准 专辟上述 3 章分述它们各具的特点 某些差别包括处理产品的类型和数量 典型设施的机 械尺寸及外壳 或屏蔽 形式 第 7 章用于加工 储存 装 卸等在炼油厂内处理易燃石油气或易燃液体的场所 第 8 章用于陆上和海上固定或移动平台 在这些场所进行生产 加工 储存 输送易 燃石油气和挥发性液体 进行钻井和检修钻机的设施 换句话说 适用于进入输送设施以 前的处理场所 第 9 章适用于岸上和近海输送可燃或易燃油 气的管道设施 管道设施包括泵站 压 气站 储存设施 管汇区 阀组和管线铺设区 2 术语 2 0 1 易燃的 易于点燃 能够强烈燃烧或火焰迅速蔓延 2 0 2 易燃液体 A B C 类液体 在 38 的温度下 蒸气压力不超过 276kPa 绝对压力而闪点低于 38 的液体 易燃液 体被分作 A B C 共三类 见 4 2 易燃液体划分界限如下 A 类液体 闪点低于 22 8 沸点低于 38 的液体 B 类液体 闪点低于 22 8 沸点等于或高于 38 的液体 C 类液体 闪点等于或高于 22 8 但低于 38 的液体 2 0 3 可燃液体 类 A 类 B 类液体 闪点等于或高于 38 的液体 见 4 2 可燃液体可划分如下 类液体 闪点等于或高于 38 且低于 60 的液体 A 类液体 闪点等于或高于 60 且低于 93 的液体 B 类液体 闪点等于或高于 93 的液体 2 0 4 挥发性易燃液体 温度高于其闪点的易燃液体 或者在 38 的温度下蒸气压不超过 276kPa 绝对压力 其温度高于闪点的 类可燃液体 2 0 5 高挥发性液体 HVLs 或 HVLS 在 38 的温度下 蒸气压力超过 276kPa 绝对压力的液体 见 4 3 2 0 6 易燃高挥发性液体 见高挥发性液体 2 0 7 可点燃 易燃 混合物 危险气体和空气混合物 它可被明火 电弧 火花点燃 或者可被工作温度大于或等 于该混合物点燃温度的元件所点燃 见 易燃 爆炸 极限 2 0 8 挥发物的散发 易燃液体和蒸气连续释放 但与设备损坏后的释放相比又比较小 这些释放发生在封 闭系统工作期间 并且是来自系统中设备配件如泵密封 阀门密封和法兰垫片中的气体泄 漏 见附录 C 2 0 9 比空气重的危险气体 见 6 2 2 2 0 10 比空气轻的危险气体 见 4 4 和 6 2 2 2 0 11 闪点 在标准条件下能使液体释放出足够的蒸气而形成能发生闪燃的爆炸性气体混合物的液 体最低温度 2 0 12 易燃 爆炸 极限 能与空气混合形成易燃混合物的危险气体浓度的低限和高限体积百分比 2 0 13 蒸气压 在一定的温度下物质处于气 液平衡状态时的气相绝对压力 2 0 14 点燃 自燃 温度 在常压下能点燃或引起自行燃烧 不依靠任何外部热源 所需要的最低温度 2 0 15 点火能量 足以点燃特定的可点燃混合物的热质点能量 2 0 16 类场所 在空气中存在或可能存在易燃气体或蒸气 其数量足以引起爆炸或产生可点燃的混合 物的场所 2 0 17 类 1 区 在正常工作条件下预计会存在可引燃浓度的易燃气体或蒸气 或者在设备发生故障时 会同时释放出易燃气体或蒸气并且也会引起电力装置事故的区域 更完整的定义见 5 2 1 1 2 0 18 类 2 区 易燃气体或蒸气可能存在但通常限制在封闭系统内 采用充分的机械通风防止其积聚 的场所 或者与 1 区相邻 可引燃浓度的易燃气体有可能偶然与 1 区连通起来的区域 更 完整的定义见 5 2 1 2 2 0 19 不分类场所 不需要划分为 1 区或 2 区的场所 2 0 20 A 组 含有乙炔的大气 2 0 21 B 组 含有氢和其他危险气体的大气 见 4 5 2 0 22 C 组 含有硫化氢和其他危险气体或蒸气的大气 见 4 5 2 0 23 D 组 含有丁烷 汽油 己烷 甲烷 天然气 丙烷以及油气生产 炼制和管线输送中可遇 到的大部分其他烃类气体和蒸气的大气 见 4 5 2 0 24 炼油厂 石油液体或蒸气在在升高的温度和压力下得以连续的加工以实现化学和物理变化的设 施 2 0 25 管线输送设施 输送易燃或可燃石油液体或易燃气体的设施 可包括泵站 压气站 储存设施 管汇 区 阀门和管线通道区 2 0 26 生产区 生产 处理 如压缩 储存 输送 如泵输 易燃油 气和挥发性液体的那些区域 换句话说 是指进入输送设施以前进行处理的区域 2 0 27 钻井区域 为了勘探或生产油气而正在进行的钻井 二次完井或修井作业的井口区域 满足上述 任一条件的井称作 钻井 术语 钻井 不包括通过防喷管进行钢丝绳起下作业的井或在 井上进行抽油设备安装或拆卸的井 2 0 28 钢丝绳起下作业区 在井口上通过防喷管进行钢丝绳起下作业的区域 2 0 29 封闭区域 房间 建筑物或空间 一个立体空间 其封闭的表面积超过了可能投影表面积的 2 3 并且具有足够的尺寸 允许人员进出 2 0 30 防护式燃火容器 配备有用来消除吸入空气或排放气体中的火源的设备 如阻火器 烟气温度关闭器 具有安全控制的强制供风火嘴以及火花阻尼器 的燃火容器 2 0 31 蒸气密封隔板 不允许大量的气体或蒸气在大气压下通过的隔板 2 0 32 通风良好 足以防止蒸气 空气混合物积聚的浓度超过易燃 爆炸 下限的 1 4 的通风 自然或 人工 见 5 6 2 2 0 33 通风不良 通风不充分 见 5 6 3 2 0 34 场所 本标准所涉及到的区域和空间 这些术语应被理解成表示一个立体空间的通用术语 2 0 35 空间 见 场所 2 0 36 区域 见场所 2 0 37 地板面积 在整个封闭区内任何水平面的最大面积 2 0 38 本质安全系统 是指互相连接的本质安全设备的组合 组合设备以及连接电缆 其中可能用于危险 分类 场所的那些系统部分是本质安全电路 一个本质安全系统可以包括不止一个本质 安全电路 2 0 39 本质安全电路 在实验室的试验条件下 任何火花或热效应均不能点燃易燃或可燃混合物的电路 2 0 40 本质安全设备 所有电路都是本质安全型的设备 2 0 41 相关设备 用于本质安全系统中的设备 在该系统中 电路本身不一定是本质安全型的 但能改 变本质安全电路的能量并且籍以维持其本质安全性 2 0 42 电气外壳 电气设备的壳体或外罩 用来防止人员意外接触带电部件并保护设备免于机械损伤 某些外壳也起到防止电气设备成为外部易燃混合物的引火源的作用 2 0 43 防爆外壳 能够承受内部固有气体或蒸气爆炸 又能防止点燃其周围易燃气体或蒸气的外壳 该 外壳的外部运行温度不会点燃它周围的易燃气体或蒸气 2 0 44 充气壳体 用正压将干净的空气或惰性气体以充足的流量供入的壳体或建筑物 用于降低原有的 任何易燃气体或蒸气的浓度从而达到可接受的安全水平 并通过连续的或间断的气流形成 正压来保持这个安全水平 2 0 45 认可的 司法当局许可的 2 0 46 充气建筑物 见充气壳体 2 0 47 高温元件 最高工作温度超过所涉及气体或蒸气点燃温度 以 表示 的 80 的元件 3 火灾或爆炸的基本条件 由电气装置引起的火灾或爆炸必须存在三个基本条件 3 0 1 必须存在易燃气体或蒸气 在对具体场所分类时 易燃气体或蒸气出现的可能性是确 定危险区域类别的重要因素 判断的主要依据是易燃混合物存在的方式 1 在正常条件 下 2 仅仅在异常条件下 包括设备损坏 3 0 2 这种气体或蒸气必须在产生易燃或可引燃混合物所要求的比例和数量上与空气或氧气 相混合 在确定场所分类的范围和边界时 这个条件很重要 而可能释放的物料数量 它 的物理特性 工作压力 以及危险气体和蒸气在大气扩散的自然趋势都必须弄清楚 3 0 3 这种混合物必须被点燃 当进行场所分类时 潜在的引火源可理解为 在足以释放点 燃能量的能级下运行的电气装置 4 易燃和可燃液体 气体及蒸气 4 1 概述 石油设施处理的物质包括易燃和可燃液体 易燃高挥发性的液体和易燃气体 当对电 气装置场所进行分类时 应针对存在的所有易燃液体 气体及蒸气 确定其相应的分组 A B C 或 D 组 4 2 易燃和可燃液体 4 2 1 易燃和可燃液体的挥发性是有区别的 凡闪点低于 38 且在该温度下其蒸气压不超过 276kPa 绝对压力的液体为 类易燃液体 如汽油 凡闪点等于或高于 38 的液体为 类和 类可燃液体 如煤油和柴油 类液体是闪点大于或等于 38 而小于 60 的可燃液体 类液体是闪点等于或大于 60 的可燃液体 注 此处所用的 类 是用来识别易燃和可燃液体的 不应与识别易燃或爆炸环境的 特点类型相混淆 见 4 5 4 2 2 类液体通常在高于其闪点的温度下处理 因而会产生与电气区域分类有关的易燃环 境 对于易挥发 类液体来说 在释放量很大的地方 会产生大量的蒸气 挥发性较低的 类液体在常温下释放较慢 而且只能在液体表面附近可点燃 然而 当温度升高时 这 些较重的液体也能释放出能扩散的大量蒸气 这些蒸气迅速放出 并具有扩散进入大气的 自然趋势 从而迅速稀释成低于其易燃下限的浓度 空气的流动更加速了这种趋势 在常温常压下 与易燃液体蒸气相饱和的大气 其密度通常大于空气 然而 当有足 够的空气稀释这些蒸气而形成易燃混合物时 该混合物的密度则与空气相近 4 2 3 对于 类液体 由于一般在低于其闪点的温度下处理 因而也不会产生足够的蒸气 而形成可引燃混合物 可燃的蒸气与空气形成混合物的可能性较小 当加热这些液体至高 于其闪点温度时 会产生额外的蒸气 从而增加了引燃的可能性 对 类液体来说 由于它们的蒸气通常不会象 类液体蒸气那样传播得远 因而被电 气设备引燃的概率不大 通常 除了释放点附近以外 类液体不会产生必须考虑电气场 所分类的足量蒸气 4 2 4 类液体通常不会产生必须考虑电气场所分类的足量的蒸气 如果加热温度超过其闪 点 类液体会在它们的表面范围内释放出易燃蒸气 但通常分类场所的范围很小而且只 靠近释放点 4 2 5 由于原油是多种烃的混合物 其组分变化范围广 因而不可能对原油作具体的分类 某些原油可能包括易挥发物 如丁烷 丙烷或天然汽油 但原油通常划分为 类易燃液体 并且其闪点一般在 6 7 32 2 范围内 4 3 易燃的高挥发性液体 4 3 1 高挥发性液体包括丁烷 乙烷 乙烯 丙烷 丙烯液体 液化天然气 天然气凝液 及它们的混合物 这些液体的蒸气压在 38 的温度下超过 276kPa 的绝对压力 4 3 2 高挥发性液体在低温下蒸发 闪点低 当这些液体释放到大气时 由于蒸发从而产 生大量密度大于空气的较冷气体 尤其是高挥发性液体在地坪或地坪附近释放时 应非常 谨慎地处理该液体作用区域的范围 在这种条件下 如果空气流无助于扩散 这种较重的 气体会沿地平传播很远的距离 当高挥发性液体在高处释放或很高的速度向上释放时 上 部空气混合物的扩散和稀释很快 而达到易燃下限浓度的地方与释放点的距离较小 4 4 比空气轻的易燃气体 石油设施常常处理比空气轻的天然气 甲烷或甲烷与少量低相对分子质量烃的混合物 由于比空气轻的气体密度较低 故从开口释放的气体常会迅速消散 通常受影响的区 域不会象易燃液体的蒸气或比空气重的危险气体那样广阔 在安装大部分电气设备的地面 附近的开敞地带 比空气轻的气体很少产生大量的可引燃混合物 而在封闭空间内可引燃 混合物会积聚起来 由于氢气具有较宽的爆炸混合物范围 火焰蔓延速度快 蒸气密度低 最小引燃能级 低以及较高的点燃温度 585 故必须加以专门考虑 4 5 大气混合物的分组 对于涉及的具体易燃物料 由于最大爆炸压力和其他特性变化很大 对设备必须进行 选择 试验和经过批准 为了便于试验和批准 在各种大气混合物燃烧特性的基础上 对 各种大气混合物进行了分组 部分分组如下 更完善的分组表见附录 A A 组 含乙炔的大气 B 组 含有丁二烯 乙烯氧化物 丙烯氧化物 丙烯醛及氢 或与氢同等危险的气体 或蒸气如某些人造气 的大气 C 组 含有环丙烷 乙基乙醚 乙烯 硫化氢或同等危险的气体或蒸气的大气 D 组 含有丙酮 乙醇 氨 苯 丁烷 汽油 己烷 喷漆溶剂蒸气 甲烷 石脑油 天然气 丙烷或同等危险的气体或蒸气的大气 气体或蒸气与空气混合物的爆炸特性随所包含的特定物质不同而异 对于 类场所 含 A B C D 组气体 分类涉及到确定爆炸压力 壳体内固紧连接件之间的最大安全 间隙以及大气混合物的其他特性 在比较每组的标准的参照试料的最大爆炸压力和最大试 验安全间隙的基础上 已经对各种试验材料进行了分组 表 4 5 给出了相应的试验数据 类气体和蒸气分组表 表 4 5 最大爆炸压力 kPa 表压 在主试验容器中点燃在导管中点燃组 参考试验 材 料 最大试验间安全 隙 mm 静止的扰动的静止的 A乙 炔0 0762124117927859 B氢 气0 076293813035825 C乙 醚0 304875812271379 D汽 油0 736665510761103 大部分石油产品划归 D 组 然而 乙烯生产 催化重整 氨合成以及其他加工过程可 能涉及到其他组分 特别是 B 组和 C 组 具有大规模可充电电池组的场所 会有氢气排入 大气 应审查将其划分为 B 组的可能性 在硫化氢和天然气的混合物中 如果硫化氢的成分小于混合物的 25 体积 建议 将该混合物划为 D 组 在人工制气的混合物中 如果气体含有超过 30 体积 的氢 建议将混合物划分为 B 组 5 场所分类准则 5 1 概述 场所划分是根据易燃气体或蒸气存在的可能性决定的 当确定某一场所应予分类后 以及认定该场所的气体或蒸气为 A B C 或 D 组时 就应指明该场所是 1 区或是 2 区 然后就必须搞清楚发生释放可燃气体或蒸气的可能情况 即在正常运行时或是在偶尔异常 条件下发生 5 2 准则 5 2 1 类场所是易燃气体或蒸气存在或可能存在于空气中 其数量足以产生爆炸或引燃混 合物的场所 类场所包括下列各项 5 2 1 1 类 1 区 在该场所中 1 易燃气体或蒸气的可引燃浓度在正常工作条件下存在 2 这种气体或蒸气的可引燃浓度因修理 维修操作或因泄漏而经常 频繁 存在 3 设备故障或工艺误操作会释放出可引燃浓度的易燃气体或蒸气 同时也会引起电 气设备故障而成为引火源 此类场所通常包括 挥发性易燃液体或液化的易燃气体从一个容器输送到另一个容器 应用易挥发溶剂的室内区域 含有易挥发性液体开口罐的场所 易燃气体易积聚 或挥发 性易燃液体停放或积存而又通风不良的场所 室内制冷机的区域 其中挥发性易燃物质被 储存在开口的盖封不严的 或易于破裂的容器内 在正常工作的过程中易燃气体或蒸气的 可引燃浓度易于出现的所有其他场所 5 2 1 2 类 2 区 在该场所中 1 挥发性易燃液体或气体被处理 加工或应用 但这种液体 蒸气或气体通常限制 在密闭容器或系统中 仅当这种容器或系统偶然断裂或设备异常工作时才逸出 2 气体或蒸气的可引燃浓度通常用正压通风来避免 当通风设备损坏或工作异常时 才形成可引燃的浓度 3 与 类 1 区相邻的场所 且无密封挡板隔离 可引燃浓度的气体或蒸气有机会 流通进入 除非采用净化的空气进行正压通风来防止这种流通 还需配备有效的通风故障 防护措施 这种类别通常包括下列场所 采用挥发性易燃液体 气体或蒸气 但只有在万一发生 故障或发生异常工作条件时才会形成可燃的场所 在确定这一区域范围时 要考虑偶然逸 出可燃气体的数量 通风的充分性 自然通风或人工通风 涉及的总面积以及与爆炸或火 灾有关的工业记录等诸因素 5 3 类 1 区 5 3 11 区场所包括在正常条件下就可能存在可引燃浓度的易燃气体或蒸气的区域 例如在 紧靠罐通风口处易燃气体存在是正常的且要求划分为 类 1 区 然而 正常 并不一定意 味着一切工作都正确进行时的普通情况 例如 某一工艺过程可能控制得如此灵敏以致放 空阀会频繁开启 这可以认为是正常情况 如果这些阀门将易燃液体或气体释放到大气中 则与释放点相邻的场所应划作 1 区 然而 如果放空阀在正常情况下不是频繁开启的 则 不能认为是正常 从这个角度上讲 正常条件也包括经常性的常规事件 例如 打开刮蜡 器筒以便放入或取出刮蜡器是一个正常情况 5 3 2 还有需要经常性维护和检修的情况 如果因为正常维护和检修而释放出大量的易燃液 体或气体 则该场所划作 1 区 然而 如果维护和修理无需经常进行 则该工作被认为是 异常情况 5 4 类 2 区 5 4 1 2 区场所是仅在异常条件下存在易燃气体或蒸气的场所 例如 具有良好通风的 仅 在异常条件下释放易燃气体或蒸气的并含有油气分离器的场所 在这种条件下就不是 1 区 场所 要释放出危险气体或蒸气 分离器或有关设备必定泄漏 这属于异常情况 于是 该容器和它周围的辅助设备是被 2 区所环绕 5 4 2 石油处理设备并不经常出故障 因而 对于 2 区电力装置的要求允许在偶发电气设备 故障的情况下产生引火源 例如 假定电气设备和石油处理设备每 8000h 损坏 1 次 1 次 a 两种设备在同 1 小时内发生故障的可能性仅为 1 64 10 6 这些假定的故障率 明显偏高 并且通常事故的持续时间小于 1h 实际上同时发生故障的可能性非常小 因此 基于这种考虑 将其划为 2 区 与 1 区相比 往往正确的 5 4 3 2 区也适用于 1 区场所与不分类场所之间的过渡区 显然 气体或蒸气在一条假想 线的一侧是不存在的 也就绝不会在其另一侧存在 在异常条件下有可能存在易燃气体或 蒸气的地方会有一个 过渡区 例如 这些异常条件可以是不良的空气流或者是不正常的 易燃气体的大量释放 然而 可以采用气密挡板来防止气体或蒸气的扩散 在这种情况下 不会存在过渡区 而挡板的另一侧可以不予分类 此外如 5 2 1 2 所讨论的那样 可采用干 净的空气源进行良好和正压通风来消除过渡区 只要针对通风故障采取有效的防护措施即 可 当一个建筑物 或类似的封闭区 由于其内部包含有油气处理设备而将其内部范围划 作 1 区时 2 区过渡区必须包括与所有非密闭墙壁和其他开孔 如门或窗 相邻的区域 如果第 7 章 第 8 章 第 9 章 应用实例 没有建议采用具体的过渡区 则 2 区应按照下 面情况扩展 1 在 1 区环绕着一个具体设备的情况下 从 1 区到 2 区边界的同等距离作 为设备从 1 区向外扩展的距离 或者 2 在一个建筑物 或类似的封闭区 的内部范围划 作 1 区的情况下 从非密封墙或开孔向外扩展 3m 当一个建筑物 或类似的封闭区 由于其内部装有油气处理设备而将其内部范围划作 2 区时 不必因为该建筑物的开孔或非密封墙而将 2 区扩展超出建筑物 除非建筑物内的 具体设备要求分类的距离超出了开孔 然而 由于这些开孔偶然会有易燃气体或蒸气流通 为了增加安全性 建议非防爆电弧或高温电力设备不要安装在紧靠这种开孔的地方 某些开孔专门设计了通风或从建筑物 或其他类似的封闭区 内排出潜在易燃气体或 蒸气 例如采用通风帽或强制通风系统排气 这种开孔应被当作通风孔而适当分类 这要 求划分为被相邻 2 区过渡区环绕的 类 1 区 按照第 7 章 第 8 章 第 9 章另有规定者除 外 这种建筑物 2 区 开孔外部离开孔外部离开孔 1 5m 的区域被划作 2 区 按照第 7 章 第 8 章 第 9 章另有规定者除外 5 4 4 在正常工作期间释放易燃气体或蒸气的非封闭释放源的区域分类 这种区域分类将有 一个以该源为圆心的圆形 类 1 区以及另一个更大的同心圆形成的环绕 类 1 区的 2 区过 渡区 5 5 不分类场所 5 5 1 经验表明 由于从某些装置释放出易燃气体或蒸气的可能性很小 故不管风速如何 某些场所可以不分类 这种场所的例子如下 5 5 1 1 易燃物质被容纳在 1 有阀门 法兰或相似元件的全部焊接的封闭管路系统 2 设有阀门 管件 法兰或相似元件的连续金属管 5 5 1 2 易燃液体 气体或蒸气被输送或存放在合适的容器中的场所 5 5 2 连续的或间断的点火源周围的场所 如未加保护的燃火容器和火炬端点 可以不分类 注 划分这些场所要小心 例如 在燃火加热器或炉子清扫期间 电气设备有可能暴 露于易燃气体中 未受保护的燃火容器和火炬端点周围没有分类 这并不意味着与它们相 邻的设备就是安全的 因为两者本身就是点火源 5 5 3 含有烃处理装置的某些非封闭场所可以不分类 见第 7 章 第 8 章 第 9 章应用实例 注 第 7 8 9 章列举的例子仅仅考虑了所讨论的特定设备 并没有考虑因其他设备 相邻的分类区域的可能影响 5 6 通风 5 6 1 概述 5 6 1 1 把场所划作 1 区 2 区或不分类区 部分取决于场所通风的程度 5 6 1 2 在含有处理烃的装置的封闭区域内通过提供通风而将已分类的封闭区域转变成不 分类区域是不允许的 5 5 1 描述的设备以及单台功率不超过 5516kW 的以烃为燃料的原动 机不在此例 5 6 1 3 固定的敞开式排气窗 开口断面及其类似设施 可视为地面 房顶或墙壁的开孔 可以关闭的可调节天窗应视为已封闭的地面 房顶 墙壁的通风孔 地面 房顶和墙壁含 有结构件 柱子以及类似物 这些与开口断面和天窗是不同的 当这些构件不超过整个区 域的 15 时 对于确定通风程度来说可以不予考虑 5 6 1 4 一般来说 自然通风场所 建筑物 房间或空间 应当是充分开启的 对竖向或 横向的自然风流道是畅通无阻的 这种场所可以加顶或侧边部分封闭 5 6 2 良好通风 5 6 2 1 良好通风的定义是 足以防止浓度超过易燃下限的 25 的蒸气和空气混合物大量 积聚的通风 自然通风或人工通风 用作通风的空气应来自不高于该类的分类区域 例如 1 区的空气不能用来给 2 区通 风 实际上 空气源应来自不分类区域 在鉴定良好通风时 危险气体和蒸气的浓度可以认为是均匀的 尽管确认释放源附近 存在少量高浓度的气团 5 6 2 2 实现良好通风的方法 1 概述 下面列出几种实现良好通风的方法 这些方法并不包括一切情况 无论采 用何种方法 均应满足下列 a 和 b 的要求 a 对于具有比空气重的蒸气的易燃液体 必须对可能聚集易燃蒸气的所有区域 特别 是地板区域 进行通风 b 对于比空气轻的气体 必须对房顶或墙壁的开孔及可能聚集气体的所有区域 特别 是天花板区 进行通风 注 参见 6 2 2 2 对于封闭区域 每平方米地板面积每分钟至少提供 0 3m3的空气或至少 1h 换气 6 次 则可认为是良好通风 这种通风速率可由自然通风或机械通风来实现 a 地板面积是横切某一封闭区域的任何水平面的最大面积 b 具备下述条件 内部空气的再循环是允许的 a 用气体探测系统连续地监测再循环空气而满足 5 8 2 1 5 8 2 8 之间及其附加的要求 b 如果蒸气和空气混合物浓度超过其低易燃限的 20 探测系统应能发出报警信号 声或光信号 该地区广泛采用的方法 并能将该浓度混合物排出 5 6 2 2 2 所述的最 小排风速率 注 对于上述情况 必须以充足稀释空气通入所涉空间 以确保易燃蒸气和空气混合 物浓度维持在低易燃限的 25 以下 以达到正常 3 对于自然通风的封闭区域 如建筑物 如果通风孔尺寸布置适当 则热压造成 的空气流动可提供良好的通风 当采用下述数学分析确定封闭体的良好通风时 应使安全 系数加倍 使计算的最小空气流量增加以满足每小时换气 12 次的要求 为了获得每 5min 彻底换气一次 如果建筑物内部没有明显的阻碍 进出口开孔分别垂直布置在相对的墙上 则进出口开孔最小面积可由公式 5 6 2 1 和 5 6 2 2 计算 建议这种计算良好通风 的方法限于 28m3或更小的封闭区域 如建筑物 内使用 有必要考虑以合理的气流分布方式引入稀释空气 即不允许空气直接从进口流向出口 短路 或从出口倒流而没有消除壳体内原有的空气 注 下述特定公式可用来确定进口和出口开孔的最小面积 以获得每 5min 彻底换一 次空气 如果要求有不同的内部空气更换时间 公式 5 6 2 1 可以用反线性方法调节 例如 开孔减半将需要每 10min 彻底换气一次 当 Ti值接近 To时热压减少 5 6 2 1 662 ioi V A h TTT 式中 A 进口或出口开孔的有效面积 m2 包括 50 的有效系数 V 通风建筑物体积 m3 h 从低孔中心到中性压力位置的高度 m Ti 室内空气温度 K 273 To 室外温度 K 273 注 公式 5 6 2 1 所示为 Ti To的情况 如果 Ti To 则将 Ti 与 To的位置 互换 公式 5 6 2 1 确定的进 出口有效面积可以采用相等的面积 如不相等 可 取其中较小者 还可用查图表的方法来减少有效面积 如图 5 6 2 公式 5 6 2 1 算出 的开孔面积可在该图中 百分数增加 坐标上获得其相应的面积百分数减少 5 6 2 2 2 12 1 io H h AAT T 式中 h 从低孔中心到中性压力位置的高度 m 中性压力位置是建筑物内竖直表面 的一个点 在该点室内外压力相等 H A1和 A2间竖向距离 中心到中心 m A1 低位孔的有效面积 m2 A2 高位孔的有效面积 m2 注 公式 5 6 2 2 适用 Ti To的情况 如果 Ti To 则将 Ti 与 To的位置互换 为了满足建筑物内良好通风要求而确定最小量的天窗的计算 使用公式 5 6 2 1 和 公式 5 6 2 2 举例在附录 B 中给出 4 如果建筑物或部分封闭的区域符合下列条件的一种或多种 则可因其结构特征认 为它们通风良好的 a 有天花板和墙壁的建筑物或区域 只有它的竖向墙壁面积小于或等于总壁面积的 50 则认为它是通风良好的 与地板类型无关 b 一个建筑物或区域 只有它没有地板 如地板为格栅 和天花板 则认为它是通风 良好的 c 一个建筑物或区域 只要它没有天花板 而且其竖向墙壁面积小于或等于可能的总 壁面积 从地板到最高竖向顶部的总面积 的 75 则可以认为它是通风良好的 5 为了将预期逸散出的混合物稀释到浓度低于易燃下限的 25 根据附录 C 的详 细计算 如果提供的通风速度至少是要求的通风速度的 4 倍 则可以认为该封闭区域为通 风良好 如果附录 C 计算得出的结果是每小时换气次数少于 3 次 则建议采用监测措施 以确保浓度低于易燃下限的 25 这种通风速度可通过自然通风或机械通风来实现 内部空气的循环使用必须满足下述条件 a 用气体探测系统对再循环空气连续监测以满足 5 8 2 1 5 8 2 8 及其他附加要求 b 如果蒸气和空气混合物浓度可达到或超过其最低限易燃浓度的 20 则所设计的危 险气体探测系统应当探测出该浓度 并发出声 光报警信号 可用该区广泛应用的方法 自动停止再循环 以及以上最小速率将该浓度混合物排除 注 必须补充充足的稀释空气进入该空间以确保易燃气体或蒸气的浓度维持在低于易 燃下限的 25 以达到正常 5 6 3 不良通风区域 5 6 3 1 凡不具备自然的或机械的通风系统 不符合 5 6 2 关于良好通风之规定者 其房间 建筑物或空间即定义为不良通风区域 5 6 3 2 在建筑物内 有可能某些地方通风良好而其他部分通风不良 例如 没有墙壁的 压缩机棚的下部是通风良好的 而棚子的上部 尤其是没有通风帽或相似设施 则可能是 通风不良的 5 7 相邻区域 5 7 1 与分类区相邻而又不采用气密挡板与分类区隔离的未封闭的通风良好的区域 应根据 使用的第 7 章 第 8 章 第 9 章中明确的范围进行分类 见图 5 7 1 5 7 2 与分类区相邻而又采用气密挡板与分类区隔离的封闭的区域是不分类区 只是把分类 区当作一个外部释放源 见图 5 7 2 5 7 3 与分类区相邻而又未采用气密挡板与分类区隔离的封闭的区域应当分类 其类别与它 所深入的最高区类相同 见图 5 7 3 1 和图 5 7 3 2 5 7 4 与分类区相邻的封闭区 如果按照有关要求进行充气 则其分类的类别可以降低 5 8 可燃气体探测设备的应用 5 8 1 以满足 5 8 2 要求为前提 可燃气体探测设备的安装可作为下述各款的基础 5 8 1 1 一个含有能释放易燃气体或蒸气设备的通风不良的区域可以划作 2 区 注 如果一个区域含有在正常条件会释放易燃气体或蒸气的设备 则所安装的气体探 测器必须是固定的 这是因为易发生经常报警或设备关闭 提供了某种程度通风的情况除 外 5 8 1 2 一个内部不含释放源的建筑物 或类似区域 只要其结构形式基本上是气密的 即它不允许外部常压气体大量进入内部 那么 即使其门或相似的开孔或建筑物的外部全 部位于 2 区 也可将它当作是不分类的 由玻璃纤维 模压玻璃纤维或在木质上涂敷玻璃 纤维 或密封焊接钢板建造的建筑物可以满足这一标准 但其他建造方法也可同样满足要 求 危险气体的渗入应被减到最小 通常对人员出入的门 电力电缆 空调装置及其相 似物均应有所限制 建筑物不应含有可打开的窗子 人员出入的门要配备良好的密封垫或 防风 雨 条 空调装置或窗子开孔要充分封堵 即气密 空调设备决不能把外部空气引 入建筑物 电缆进入应采用气密方法处理 5 8 2 用可燃气体探测设备达到 5 8 1 的目的的准则如下 5 8 2 1 气体探测器为固定式的永久性安装的 便携装置不能满足这一要求 5 8 2 2 气体探测器设备是经批准的国家认可的类型 该设备要满足可燃气体探测器性能 要求 5 8 2 3 安装足够数量的传感器以确保在建筑物内这种气体积聚的所有区域探测到可燃气 体 5 8 2 4 感测到易燃下限的 20 的气体浓度应驱动就地报警 声或光 用该地区广为使用 的方法 5 8 2 5 感测到易燃下限的 40 的浓度或气体探测系统故障应切断该区域内所有电气装置 这些电气装置不适用于未安装探测器的分类区域 的电源 断电装置如果布置在该区域 内部 则它应适用于 类 1 区 如果断电装置布置在该区域外部 应适用于它所布置的区 域 可以安装一些双备用的部件 如传感器 这样能避免因单个部件故障而切断电源 5 8 2 6 气体探测器应按照制造商建议的使用周期进行检定 但至少每三个月检定一次 检定要将传感器的有效感测面置于已知的符合制造商建议的甲烷或其他的约定的气体混合 物 通常建议其浓度为易燃下限的 50 中进行 5 8 2 7 为了便于检定和维修 允许用户提供断电旁路系统或其他 校准 元件 但不是 声 光报警装置 只要旁路系统仅在检定或维修工作期间应用 只要该区域是由有资格进 行校准的人员操作即可 那些极有可能释放易燃危险气体或蒸气的加工 贮存 输送以及 类似设备在校准时有可能出现故障 在旁路状态下的任何系统均应能使操作人员连续地监 视 声或光信号 5 8 2 8 建筑物和 或 区域不得含有半密封的电加热器部件 未封装在防爆壳体内 而 该部件的工作温度又大于或等于所涉及气体或蒸气的点燃温度的 80 经国家承认的试验 室鉴定在低于危险气体或蒸气点燃温度下使用的部件除外 6 分类场所的范围 6 1 概述 6 1 1 场所分类完全是为了电气设备的选择和安装 6 1 2 可能释放的液体或气体的体积以及释放的速度在确定分类场所的范围时极其重要 要 求最大限度地运用正确的工程判断 这就有可能使分类场所范围的概念得到进一步的扩展 6 2 户外场所 6 2 1 在没有墙壁或其他挡板 没有空气流或类似干扰力的情况下 必须假定气体或蒸气是 沿着各方向均匀扩散的 因为它是由气体或蒸气密度及速度所支配的 即比空气重的蒸气 向下和向外 而比空气轻的蒸气向上和向外 6 2 2 对于靠近地坪处释放的比空气重的蒸气 最易发现潜在的可点燃浓度的区域是在低于 地坪的地方 其次是地坪面 随着离地坪面以上的高度增加 潜在的危险性减少 在远离 释放点的敞开场所 从地面释放源自由飘逸的比空气重的蒸气在离地面 0 6m 以上的高度上 很少出现高于易燃下限的浓度 对于比空气轻的气体 情况恰好相反 低于地坪处的可燃 混合物的潜在危险较小 而高出地坪处的潜在危险较大 注 气体 蒸气以及两者结合 必须仔细分析以确定在各种工作条件下是否比空气重 混合物中常常即含有比空气重的组分 也含有比空气轻的组分 6 2 3 升高或降低气体或蒸气释放源或者在压力下释放气体或蒸气 会大大改变分类场所界 限的外形 同时低速气流 如柔和的微风 会沿着空气运动的方向扩展这些边界 然而 高速气流 如较强的微风 能加速气体或蒸气的扩散 致使分类场所的范围大大缩小 因 此 推荐 1 区或 2 区场所的尺寸界限 应当以石油生产中的经验和常见类型的气体或蒸气 的理论扩散为依据 6 2 4 空气流和挥发性相结合会影响分类场所的范围 在通风良好的场所 蒸气迅速扩散 由于这个原因 户外场所以及通风达到正常户外条件的场所常可划作 2 区或不分类 然而 在通风不良的地方 蒸气和空气混合物很容易达到易燃限 在这种情况下应划出一个大一 级的分类区域 6 3 封闭区域 用于各种石油操作的某些封闭场所 如大型建筑物 配备了机械通风 当结合某些因 素诸如封闭场所的容积 地板面积 墙壁的线性尺寸 天花板的高度进行考虑时 结构设 计能达到相当程度的自然通风 可以有理由认为该封闭场所是良好通风的 如果实现了良 好通风 机械的或自然的 则许多封闭场所可以划作 2 区而不划为 1 区 对相同的或相似 类型的装置 包括暂设苫布或类似的防风器具 对它们以往使用经验的仔细评价 应永远 作为分类准则的一部分 7 确定石油炼厂分类场所的类别与范围的推荐意见 7 1 引言 7 1 1 本章介绍炼厂设施电气安装场所分类的导则 导则是针对处理易燃液体或气体的陆上 炼厂设施的 涉及的炼厂设施包括泵站和压缩机站 储存设施 管汇区及厂区道路等 7 1 2 下述确定分类场所的程度和范围的推荐意见 是根据大量石油炼制工业实践的调查和 分析 采用有效的实验数据 仔细衡量诸如潜在释放源的数量和可能释放的体积等有关因 素的基础上制定的 这些对于炼厂装置分类场所的推荐界限比处理烃的非炼厂设施的保证 值更加严格 在这个意义上 可以认为本推荐意见是保守的 7 1 3 炼油厂加工设施是由专门的设备组成的 这些设备连续地处理高速 高温 高压的液 体或蒸气 这些物料既有物理变化 也发生化学变化 在异常条件下 物料的组成和性质 可能发生急剧的变化 这些条件连同操作连续性的考虑 决定了炼厂设计的标准 这些标 准对于石油工业的其他作业是不予保证的 然而 尽管这些推荐意见主要用于炼厂区域 但应认识到一个现代炼厂还包括了除传统的与炼油作业有关的设施以外的设施 石油化工 与化工设施在物理上和采用的加工方法上同炼油设备相互关联 本章涉及的推荐作法可以 应用到那些设施的程度 可依他们存在的物理关系和工艺相似性而定 7 1 4 在确定分类场所的边界时 一般是假定易燃气体比空气重 根据这种假定条件进行分 类 对于比空气轻的气体 如氢气通常是保守的 然而 为了适应包括比空气轻的气体的 某些情况 可能需要对边界进行某些修正 7 1 5 经验表明 易燃气体从某些操作和装置中释放出来的概率是如此之小 以至不需要将 它周围的区域分类 这种区域的一个例子是 易燃物质充装在合适的 良好保养的封闭管 路系统中 该系统包括管子 管件 法兰和小阀门 且该区域良好通风场所 7 2 推荐意见 如果条件不同 对图 7 2 1 1 和图 7 2 1 2 中给出的推荐意见可能要进行必要的修改 7 2 1 处理和储存比空气重的易燃气体的区域 7 2 1 1 通风良好的炼油加工场所内的封闭系统 见图 7 2 1 1 和图 7 2 1 2 1 1 区范围 高于地坪的场所可以不考虑 敞开的低于地坪的场所 如坑 槽和沟 的全部区域 这并不是说地坪下就是危险的 但是人孔和埋设的管道可能聚集易燃液体或 气体 也不经密闭换气或注水 就可将这种危险导向其他场所 2 2 区范围 用图 7 2 1 1 和图 7 2 1 2 给出的距离 7 2 1 2 在通风不良的炼厂加工区 见图 7 2 1 3 1 1 区范围 用图 7 2 1 3 的距离 2 2 区范围 用图 7 2 1 3 的距离 7 2 1 3 通风良好的油罐 见图 7 2 1 4 1 1 区范围 罐内的蒸气空间和紧靠放空口的位置 其他地方可忽略 2 2 区范围 用图 7 2 1 4 中的距离 7 2 1 4 装油台 见最新版美国国家消防协会 NFPA No 30 易燃和可燃液体规范 以及 图 7 2 1 8 图 7 2 1 11 7 2 1 5 分离器 空气浮选分离装置以及生物氧化装置 见图 7 2 1 5 7 2 1 6 凉水塔 见图 7 2 1 6 7 2 1 7 炼油厂海运终端 见图 7 2 1 7 注 在装油和卸油期间 气源主要来自油轮 或驳轮 油舱的放空口以及检测孔 测 液位和 或 取样 如果危险气体和 或 蒸气未放空 例如当卸油而油舱又不装压舱水 时 则这些标准不适用 该分类区域范围是以泊位能接收的最长的油轮为依据 当水位变 化会导致来自油舱放空口或检测口的开孔处的危险气体在泊位甲板下面聚集时 应考虑把 这一空间划作 1 区 7 2 2 处理比空气轻的易燃气体的区域 7 2 2 1 通风良好的炼厂加工区内的封闭系统 见图 7 2 2 1 和图 7 2 2 3 1 1 区范围 通常没有 1 区 除非危险气体受阻隔 在 或低于 地坪处 很少或没有 潜在危险性 2 2 区范围 用图 7 2 2 3 给定的距离 对于有顶盖的场所 如压缩机棚 采用图 7 2 2 1 的距离 7 2 2 2 通风不良的炼厂加工区内的封闭系统 见图 7 2 1 3 和图 7 2 2 2 1 1 区范围 围墙限定的整个封闭体积 2 2 区范围 仅采用墙外 3m 水平距离 不考虑从气体源离开 15m 的水平距离 以及高 出房顶竖直方向 4 5m 净空来修改图 7 2 1 3 对于压缩机棚 见 7 2 2 2 8 确定陆上和海上固定和移动平台的钻井和采油设施分类场所的类别和范围的推荐意见 8 1 概述 8 1 1 本章为电气装置的场所分类提供指导 这些场所在陆上和海上固定和移动平台的钻机 修井机作业区内 该平台生产 加工 储存 转送或者说是在进入输送设施以前处理易燃 石油气或挥发性液体 8 1 2 关于确定分类区域的程度和范围的建议是根据采油和钻井操作通常遇到的情况的具体 例子以及工业中的实际经验制订出来的 当这些例子用于相似但不相同的情况时应进行正 确的工程判断 列出的具体实例没有考虑可能由其他设备引起的相邻区域分类的影响 8 1 3 对高压 潜在的大量释放以及高挥发性液体 其分类场所的尺寸要比那些例子所示尺 寸更大 8 2 钻井区域 本节考虑分类的钻井区域包括 8 2 1 钻台及钻机底座区域 8 2 2 泥浆罐 8 2 3 泥浆槽 沟或坑 8 2 4 钻井泵 8 2 5 泥浆振动筛 8 2 6 除砂器或除泥器 8 2 7 脱气装置 8 2 8 分流器管线泄放口 8 2 9 防喷器 8 3 采油设施 本节考虑分类的采油设施分类包括 8 3 1 油 气生产井 8 3 1 1 自喷井 井口安全阀 取样阀 仪表放空阀 压力表阀及相似装置 钢丝绳起下防喷管 8 3 1 2 人工举升井 抽油机井 电潜泵井 水力活塞泵井 气举井 8 3 1 3 注入井 易燃气体或液体 非易燃气体或液体 8 3 1 4 多井装置 8 3 2 油气加工和储存装置 8 3 2 1 易燃液体储罐 8 3 2 2 可燃液体储罐 8 3 2 3 烃压力容器 8 3 2 4 管汇 8 3 2 5 燃火设备 8 3 2 6 排气口 8 3 2 7 泄压阀 8 3 2 8 发送器或接收器 清管球或清管器的发送或接收器 出油管线工具发送器或接收器 8 3 2 9 脱水器 稳定器和烃回收装置 8 3 3 自动密闭监测转输装置 8 3 4 易燃气体覆盖的采出水处理设备 8 3 5 处理挥发性易燃液体和气体压缩机或泵 8 3 6 以烃作燃料的原动机 8 3 7 仪表 8 3 7 1 用非易燃气体操作的仪表 8 3 7 2 用易燃气体操作的仪表 8 3 8 油池 8 3 9 排放通道 8 3 10 阀门和阀门操纵器 8 3 10 1 截断阀和止回阀 8 3 10 2 工艺流程控制阀 8 3 10 3 阀门操作器 8 3 10 4 取样阀 仪表泄放阀 压力表阀及其相似装置 8 4 钻井 钻井过程中或使用钻机过程中 井口周围区域的分类如下 8 4 1 钻台和钻机底座区域 8 4 1 1 当井架不围闭或配备有一个 挡风墙 上部敞开并有 V 型门 而井架底座又通 风良好时区域分类如图 8 4 1 1 所示 注 1 具有如图 8 4 1 1 所描述的挡风墙 上部敞开而又有 V 型门 的井架 被 认为可满足通风良好的要求 这已被多年的实践经验所证实 2 图 8 4 1 1 所描述的敞开井架底座 由于测井 完井和修井等作业而将其划作 2 区 其范围为从井口中心算起周围 3m 的区域 8 4 1 2 当井架属通风良好的围闭井架 上部敞开 而井架底座通风不良时 区域分类如 图 8 4 1 2 所示 注 图 8 4 1 2 所描述的围闭的井架底座被划作 1 区 这是因为它含有钟形导向短节 在正常工作期间 它能释放出易燃气体 高出围闭井架顶部的区域划作 2 区 因为它被当 作一个裂口 8 4 1 3 对于生产井位于钻井甲板下部通风良好的海上平台的钻机 场所分类如图 8 4 1 3 所示 钻机类型见图 8 4 1 1 或图 8 4 1 2 图 8 4 1 3 所示的钻机类型如 8 4 1 1 所述 8 4 1 4 对于生产井位于平台钻井甲板下部通风不良场所的海上平台钻机 其区域分类如 图 8 4 1 4 所示 钻机的类型见图 8 4 1 1 或图 8 4 1 2 图 8 4 1 3 所示的钻机类型如 8 4 1 1 所述 8 4 1 5