石油设施电气设备安装一级一类和二类区域划分的推荐作法.doc

石油设施电气设备安装一级一类和二类区域划分的推荐作法SY/T 10041-2002第1章范 围1.1目的1.1.1本推荐作法的目的是为一级一类、一级二类区域的石油设施电气设备的安装和选择提供指南。在制定本推荐作法时，一直遵循全国电气规程给出的基本定义，本推荐作法只作为指南，它仍需要运用正确的工程判断。 注：关于一级0，l，2区区域程度、范围的确定在API RP 505（一级0，1，2区石油设施、电气安装区域划分的推荐作法）中有所规定。 1.1.2在易燃液体或气体开采、加工、贮存或其它处理区域，如果能清楚地确定潜在危险气体释放源和聚集的位置，那么就可以进行恰当的设计。危险区域一经划定，宜根据适用的出版物标准确定对电气设备和相应的布线技术要求。适用出版物可以包括NFPA 70 (NEC)或API RP 14F其它适用出版物请参见第二部分。 1.2范围 1.2.1本推荐作法适用于临时或永久安装的电气设备的区域分类，即适用于正常大气环境中，存在与空气混合的易燃气体、蒸气的有危险的区域。正常大气条件是在参考点大气压为101.3kPa(14.7psia)和温度为20（68）左右时，倘若上下变化对易燃材料的爆炸性的影响可忽略不计。 以下各项不包括在本推荐作法中： a)用于炊事、加热、空调、洗衣机及类似设备的加味天然气燃料管线系统。 b)井喷、容器爆裂之类的灾难，当发生这样的极端情况时，需采取应急措施。 c)非电气设备安装位置的合理性。 d)含有可燃粉尘、可点燃纤维或飞散物区域的划分。1.2.2有关石油设施中通常遇到的关于区域划分程度和范围的推荐作法将在第8章第14章中描述。在炼厂、生产、钻井设施以及管线设施中区域划分在某种程度上是一致的，这一点固然重要，但是在生产、钻井、运输和炼制设施中又有很多不同的地方，其主要的差别包括有工艺条件、处理产品的类型、数量、典型设施的外形尺寸，变化的房间和遮蔽物。1.2.3第8章中包括一些第9章第14章中阐述的几种设施类型的常见应用作法。1.2.4第9章适用于对易燃、石油气、油蒸气和挥发性的易燃液体进行加工、贮存、装卸的场所或进行处理的石油炼厂。1.2.5第10章适用于围绕海上和陆上固定（底座式、非浮动）油气钻井与修井机械和设施的场所。易燃石油气和挥发性液体在那里进行生产、加工（如压缩）、贮存、转送（如泵送）或在进入运输设施前的其它处理。1.2.6第11章适用于海上移动式钻井单元。1.2.7第12章适用于浮式生产单元，例如，但不仅仅局限于张力腿平台(TLPS)、浮式生产系统(FPSs)有卸载功能的浮式生产系统(FPSOs)、单锚腿系泊(SALM)、沉箱、Spars以及其它一些浮式结构上对进入运输设施前的易燃石油气和挥发性液体进行生产、加工（如压缩）、贮存、转送（如泵送）或在进入运输设施前的其它处理。1.2.8第13章为预留。1.2.9第14章适用于陆上及海上运送及处理易燃或可燃液化石油气、易燃气体的设施，管线装置包括泵、压缩机、贮存设施、管汇区、阀区和管线线路走廊。第2章参考文献2.1工业规程、指南和标准目前，许多机构已发布了不少实际上已被工业界和政府各部门认可的工业规程、指南和标准。适用于区域分类及电气系统设计与安装的规程、指南和标准列举如下，除非特殊注明，这些参考文献小应看作是本推荐作法的一部分。APIAPI RP 2G 海上结构物上生产设施推荐作法API RP 11S3 电潜泵安装推荐作法API RP 14C 海上生产平台基本上部设施安全系统的分析、设计、安装和测试的推荐作法API RP 14F 海上采油平台电气系统的设计、安装的推荐作法API RP 14G 敞开式海上生产平台防火与消防的推荐作法API RP 505 石油设施电气安装区域划分为一级0，1，2区的推荐作法API RP 521 泄压和减压系统指南API RP 540 石油加工工厂电气安装推荐作法API Pub 4322 石油开采中的不稳定烃类挥发物，第I、卷API Pub 4589 油、气开采中的不稳定烃类挥发物API Pub 4615 油、气开采币的挥发系数API PSD 2216 户外地表热的着火危险ABS 移动式海洋钻井平台建造、入级规定，钢船建造与分级规定AGAXF0227 电气安装在瓦斯使用区的区域划分ANSIC2 国家电气安装法规ASHRAE 美国热工、制冷和空调工程师学会美国热工、制冷和空调工程师基础手册ASTMD- 323-82 石油开采中蒸气压力标准测试方法CSA 危险区域在爆炸性环境下，设备设计、测试、建造、安装指南(John ABossert著)C22.1 加拿大电气法规第一部分IECIEC 79 10 爆炸性气体环境下的电气设备第十部分：危险区划分IEEEStd.45 船舶电气安装推荐作法IMO 1989 MODU code 移动式海洋钻井平台建造、设备法规IPIP 15 石油工业安全作法典型法规、石油安装区域划分法规ISAISA RP 12.1 危险区电动仪表定义和介绍ISA S 12.4 危险区的仪表吹洗ISA RP 12.6 危险分类区域的本质安全系统的安装ISA S 12.13 可燃气体探测器性能要求，第1部分ISA RP 12.13 可燃气体探测仪表的安装操作与维护第部分注：包括从前地矿部第627号公告，可燃气体和蒸汽的易燃特性(不再出版)ISA S12.24.01 爆炸性气体环境下的电气设备分类区域划分ISA S51.1 工艺仪表技术油气开采设施的电气系统，DavidNBishop著危险区域中的电动仪表，Eruest.C.Magiso著NFPA NFPA 30 易燃与可燃液体规程NFPA 37 固定式内燃机和燃气透平使用标准NFPA 54 燃料气规程NFPA 69 防爆系统NFPA 70 美国国家电气规程NFPA 70B 电气设备维护推荐作法NFPA 70E 雇员工作场所电气安全要求NFPA 90A 空调一通风系统安装标准NFPA 91 工业用空气转换设备排风系统标准NFPA 325 易燃液体、气体、挥发性固体火灾特性指南NFPA 496 电气设备的吹洗和加压密封标准NFPA 497 化工场所电气安装一级危险区划分推荐作法危险区电气安装(P.J.Schram&M.W.Early)ULUL Technical Report No.58 保险商实验公司技术报告No.58关于电气设备在易燃气体或油蒸气条件下试验调查UL 913 本质安全型及相关设备在I、级I类危险区的使用标准2.2政府规程条例和法规 美国联邦规章机构已就油气开采与钻井设施的设计、安装和操作制定了某些技术要求，这些技术要求可能会影响电气系统的设计、安装与操作。除了美国联邦规章外，一些州、市与地方规章也可适用。 下述资料与石油生产作业有关，如合适，可供参考。DOI 美国内政部，矿产管理委员会美国联邦法规规程30章，第250条外大陆架油、气、硫的操作DOT 美国运输部，联邦法规规章40章，第190, 191, 192, 193, 195款OSHA 美国劳工部职业安全与健康管理局美国联邦法规规程29章第1910款H条，高危险化工场所工艺安全管理美国联邦法规规程29章第1910款K条，安装（职业安全与健康管理局）美国联邦法规规程29章第1910款S条，电气部分（职业安全与健康管理局）美国国防部美国海岸警卫队美国联邦法规规程33章第140147款N条，外大陆架作业美国联邦法规规程46章第107，108款，船舶I-A条，浮动海上钻井平台美国联邦法规规程46章第110113船舶J条，电气工程第3章缩写、简标与定义3.1缩写 本推荐作法包括文中所引用的缩写，具体如下： ABS 美国船级社 AGI、 自动监控传输装置 ANSI 美国国家标准学会 API 美国石油学会 ASHRAE 美国热工、制冷和空调工程师学会 ASTM 美国材料试验学会 BOP 防喷器 CSA 加拿大标准协会 DOT （美国）运输部 FM 上厂互助词查组织 FPS 浮式生产系统 FPSO 浮式生产储油轮 FPU 浮式生产单元 HVL 高挥发性液体 IEEE 电气电子工程师学会 IMO 国际海事组织 ISA 美国仪表协会 LEL 可爆炸下限 LFL 可燃下限 MESG 最大试验安全间隙 MIC 最小燃烧曲线 MODU 移动式海洋钻井平台 MMS 美国内陆部矿业管理司 NEC 美国国家电气规程 NFPA 美国国家防火协会 NRTL 美国国家认可的实验室 NPL 中性压力水平 SALM 单腿系泊 TFL 过出油管 TLP 张力腿平台 UEL 可爆炸上限 UFL 可燃上限 UL 保险商实验公司 USCG 美国海岸警卫队3.2定义 本推荐作法引用以下简称与定义。 3.2.1经批准的：为具有裁判权的权威机构所接受的。 3.2.2区域：见“场所”。 3.2.3相关设备：凡在本质安全型系统内的电气设备，丽其电路本身不一定是本质安全型，但在本质安全型电路中影响着安全供电，而且在维持本质安全中起着重要作用。详情请参见NEC504-2。 3.2.4-3.2.8预留。 3.2.9驱气建筑物：请参见驱气外壳。 3.2.10危险区域分类： 3.2.10.1一级区域：一级区域是指空气中存在或可能出现易燃天然气或油蒸气，而且其混合浓度可以爆炸或点燃的场所。 3.2.10.2一级一类区域：指在正常工作条件下预期存在着易燃气体或油蒸气的可点燃浓度的区域，或由于设备和工艺的误操作同时造成易燃气体或油蒸气的泄漏并造成电气设备运行故障的区域，参见第6章6.2.1.1和NEC500-5(a)条详述。 3.2.10.3一级二类区域：一级二类区域是指可能存在易燃气体或油蒸气的区域，但这些危险气体在正常情况下被限制在密闭系统里；并有充分的机械通风可防止易燃气体聚集；或与一级一类区域相邻，从那里已达引燃浓度的大气可能偶然扩散过来，见第6章6.2.1.l.b以及NEC 500 -5(b)条详述。 A组：含有乙炔成分的大气环境，参见NEC 500-3 (a) (1)。 B组：含有氢气和其它气体的大气环境，参见NEC 500 (a) (2)。 CD组：含有乙烷基、乙醚、乙烷、硫化氢和其它气体或蒸气的大气环境。 D组：含有丁烷、汽油、己烷、甲烷、天然气、丙烷和其它所有油气开采炼制和管线操作中的烃类油蒸气的大气环境，见5.5节和NEC 500-3(a)(4)。 3.2.10.4危险区域：指由于易燃气体或油蒸气、易燃液体、可燃粉尘、可点燃的纤维和飞散物而可能导致火灾和爆炸危险的场所。除特殊说明，否则本推荐作法并不包括可燃粉尘，可点燃的纤维或飞散物的场所。 3.2.10.5非分类区域：不属于一类或二类区域的场所。 3.2.11预留。 3.2.12可燃液体（级、IIIA级、IIIB级液体）： 指那些闭杯闪点不低于37.8(100)的液体，而且其鉴定程序和所用设备都要符合NFPA 30出版物的要求，可燃液体可进一步分类如下： 3.2.12.1级液体：闪点等于或高于37.8(100 )，但低于60(140)的液体。 IIIA级液体：闪点在60（含60），93之间的液体。 IIIB级液体：闪点不低于93（200）的液体。 3.2.13钻井区域：指基于油气勘探或开采目的的正在钻井、重新完井，或修井作业的区域。凡符合上述任何条件的均可视为“钻并”。本文中“钻井”一词不包括通过润滑器正在用钢丝绳进行作业的井，或在井上进行抽油设备安装或拆卸的井。 3.2.14封闭区域：（房屋、建筑或空间）指三维空间，其封闭投影面超过三分之二，并有足够通道保证人员正常出入。对一典型建筑而言，这就要求它的墙壁、天花板、地板占其总投影面的三分之二以上。 3.2.15电气外壳：电气设备的外壳用来防止人员偶然接触带电部分并保护设备不受损坏。当周围存在易燃气体时，某些外壳又起到防此电气设备成为易燃混合气体的点火源的作用。 3.2.16防爆外壳：这种外壳能够承受特定天然气和油蒸气在其内部爆炸，并能够防止点燃可能围绕在周围的易燃天然气或油蒸气，而且在运行时这种外壳的外表面温度也不会将其周围的易燃气体或油蒸气引燃。3.2.17驱气外壳：向壳体或建筑物内提供流量和正压的清洁空气或惰性气体，使原先存在的任何易燃气体或油蒸气的浓度降低到一个可接受的安全水平，并依靠正压来保持这个安全水平。保持这个正压，可通过连续供冷气或问断供气来实现(见NFPA 496)。3.2 .18易燃：是指容易点燃、燃烧强烈或蔓延迅速。3.2.19易燃（爆炸）界限：指易燃混合气体中天然气的体积含量百分比的下限和上限(见NFPA325)。3.2.20高挥发性易燃液体：见“高挥发性液体”。3.2.21易燃液体：是指那些闭杯闪点低于37.8（100）的液体，而且其鉴定程序和所用设备都要符合NFPA 30出版物的要求。易燃液体可分为IA，IB，IC级(见5.2节和NFPA 30)。3.2.22闪点：某一液体气化后产生的足够的蒸气与液体表面靠近，或与在所使用的容器内部的空气形成可以点燃的混合气体时的最低温度。该鉴定程序和所用设备都要符合NFPA 30出版物的要求。3.2.23甲板面积：水平投影切割某一封闭区域的最大面积。3.2.24不稳定挥发物：相对少于设备损坏的连续易燃气体、蒸气的泄漏。这种泄漏产生在封闭系统正常操作中的密封部件和泵的密封、阀的密封和法兰垫片(参见附录B，API 4615，API 458和NF-PA 30)。3.2.25重于空气的气体：相对密度大于1.0的气体，见7.2.2。3.2.:26轻于空气的气体：相对密度小于1.0的气体，见7.2.2和5.4节。3.2. 27高温设备：是指最高操作温度超过设备中天然气或油蒸气引燃温度80%的设备。3.2.28高挥发性液体(HVL)：指液体的蒸气压力在37.8(100F)的条件下超过276kPa( 40psia)，见5.3节。3.2.29可燃（易燃）混合物：气体与空气的混合物，它能被明火电弧或电火花所引燃。这种气体混合物，当设备在等于或大于其引燃温度的条件下运行，也能被引燃，见“易燃（爆炸）界限”。3.2.30引燃（自燃）温度：是指在常压下，引燃一种可燃混合物或造成其自燃的最低温度（与任何外部热元件无关）。3.2.31预留3.2.32本质安全型系统：指由内部互相关联的本质安全型设备、相关设备及其内部连接的电缆组成的集合。其中，那些可以用在危险区（分类区域）的部分称之为本质安全型电路，而本质安全型系统则包括不止一个本质安全型电路。 3.2.33本质安全型电路：在UL 913测试条件下，任何火花或热效应都不能引燃由易燃或可燃材料在空气中的混合物。3.2.34本质安全型设备：指其内部所有电路均为本质安全型的设备。3.2.35场所：在本推荐作法中，系指区域、空间及场所这些宜被认为是互相代替的三维空间。3.2.36最大实验安全间隙：对所有被测气体或油蒸气在空气中的聚集，要求测试设备内部气室的两个接合部保持最大的间隙。这样，即使内部的气体混合物在特定的条件下被点燃，由于有25mm(1in)长的连接手段，也不会因为火焰的蔓延而点燃测试设备外部的气体混合物。3.2.37最小引燃电流：最小引燃电流是指，在特定的火花测验装置和特定情况下，能够引燃最易燃烧的混合物的电流。3.2.38石油炼厂：对石油液体或蒸气在高温和压力下进行连续加工，使之发生化学和物理变化的工厂设施。3.2.39管线输送装置：是指易燃或可燃石油液体或易燃天然气输送的处理装置，主要包括泵压缩机站、贮存装置、管汇、阀组和管线线路走廊。3.2.40生产区域：是指易燃气体和挥发性液体在进入运输装置前进行生产、加工（如压缩）、贮存、运输（如加压）或处理的区域。3.2.41保护性受火容器：指任何一个配备有用于消除作为引燃源，即空气来源和流通的保护装置（入灭火器、烟气温度高关断阀、带安全控制装置的强制通风燃烧器及灭火花器的受火容器）。3.2.42释放源：指易燃气体、油蒸气或液体可能由此释放到大气中以形成可燃气体环境的点或场所。 3.2.43空间：见“场所”。 3.2.44非分类区域：见“危险区域分类”。 3.2.45蒸气压力：由液体产生的压力，按ASTMD 323（石油产品蒸气压力标准测试方法）测定并以lbf/in2（绝压）计量。 3.2.46气密型隔离层：在大气压力下能阻止大量天然气体或油蒸气通过的隔离层。 3.2.47充分通风：指通风条件(自然通风或人工通风)足以防止油蒸气或可燃气体混合物的大量聚集，致使浓度达到高于其可燃（爆炸）下限(LEL)的25%，见6.3.2。 3.2.48不充分通风：指通风不充分，见6.3.3。 3.2.49挥发性易燃液体：温度高于它的闪点易燃液体，或蒸气压力在37.8(100)下不超过276kPa(400psia)且其温度高于它的闪点的级可燃液体。 温度高于其闪点的易燃液体，或温度高于其闪点不超过37.8(100)，276kPa (40psia)的可燃液体。3.2.50用钢丝绳进行作业的区域：指通过润滑器进行的钢丝绳作业的井口区域。第4章着火或爆炸的基本条件4.1 因电气设备两造成着火或爆炸需要三个基本条件 a)必须有易燃气体或油蒸气出现：对一个特定区域进行划分，看其是否有易燃气体或油蒸气出现的可能性，这是决定区域分类的一个十分重要的因素。判断原则主要基于：在正常条件下或仅在不正常条件下（包括设备故障）是否有易燃气体混合物出现。 b)天然气或油蒸气必须与空气或氧气混合到所要求的一定比例与数量级后，才形成易燃或可燃气体混合物。这个条件在决定危险区域的界限或范围时至关重要，对那些可能释放的物质的量、物理特性、操作压力以及气体与油蒸气这种易扩散到大气中的自然趋势都宜给予考虑。 c)混合物必须是被点燃的，进行区域划分时，所谓潜在的引燃源可以看作是某一项电气安装操作达到一定的能量级或是温度时，对混合物足以致燃。第5章易燃与可燃液体、气体及油蒸气5.1概述石油设施所处理的工作介质包括易燃与可燃液体、易燃高挥发性液体(HVLS)和易燃气体。当进行电气安装区域分类时，对所存在的易燃液体、气体或油蒸气宜按美国国家电气规程NEC进行分组（AB，C或D）。 5.2易燃与可燃液体5.2.1概述 有关特殊易燃液体、气体和挥发性固体性质，参见NFPA 325。易燃与可燃液体，具有不同的挥发度，这在NFPA 30一文中已作规定。易燃液体（I类）如汽油，定义为闭杯闪点低于37.8（100 ）的液体，其签定程序和所用设备都要符合NFPA 30出版物的要求。可燃（，级）液体，如煤油、柴油定义为闭杯闪点等于或大于37.8(100)，其中级液体是闪点等于或大于37.8并且低于60的可燃液体级液体是闪点不低于60（140）的可燃液体。 注：这里所用于鉴定易燃与可燃液体的“级”一词，不应与美国国家电气规程NEC中用来鉴定特殊型易燃或爆炸气体的“级”相混淆，见5.5节。 5.2.2 I级液体 5.2.2.1 I级液体通常在高于其闪点的温度下进行处理，因此可能产生易燃气体，它们在大气中挥发到一定程度就会形成大量蒸气。那些挥发性较高的I级液体尤其如此。在常温下那些挥发性差的I级液体释放蒸气的速度要慢得多，而且仅在该液体表面才能点燃，当温度升高时，这些重质液体会释放大量可扩散的蒸气。这些蒸气即使释放得很快，仍具有扩散到大气巾的自然趋势，这样就很快地稀释，并低于其可燃下限。随着空气的流动这种趋势会增强。 5.2.2.2在正常环境温度下，含易燃液体蒸气的大气饱和气体的密度要重于空气。可是当这些蒸气被足够的空气稀释成易燃混合气以后，该混合气的密度接近于空气。 5.2.3级液体 5.2.3.1对于级液体而言，其蒸气与空气的混合物点燃的可能性会小些。这主要是因为II级液体通常是在低于其闪点的温度下进行处理，因此不会产生足够的蒸气量以形成可燃混合气。当这些液体加热到高于其闪点涡度时，会释放出更多的蒸气，燃烧的概率会增大。 5.2.3.2 级液体蒸气引燃机率远不如I级液体蒸气大，且级液体蒸气运动范围也比I级液体小。通常，除了靠近释放点的地方，级液体不会产生出足够的蒸气来达到电气区域分类所规定的危险区域范围。 5.2.4级液体 通常，级液体不会产生足够的蒸气来达到电气区域分类所规定的危险区域范围。如果级液体受热，其温度高于其闪点，级液体会在其表面释放，并形成易燃蒸气，但所形成的危险区域的范围通常也是很小的，小到接近释放点。 5.2.5原油 5.2.5.1因为原油是一种多变组分的烃类混合物，所以不可能对其进行特殊分类。有些原油蒸气尽管含有挥发性物质(丁烷、丙烷、天然汽油）可是通常规定原油为I级易燃液体，其闪点范围为-6.732.2（2090）。 5.3商挥发性易燃液体(HVLS) 5.3.1高挥发易燃液体包括丁烷、乙烷、乙烯、丙烷、丙烯。这些液体的蒸气压力值在37.8 (100)条件下超过276kPa (40psia)。 5.3.2高挥发性液体在温度很低时就会形成蒸气（即闪点低）。当释放到大气中时，这些液体气化形成大量密度高于空气的冷却气体，考虑到危险气体所影响的范围，特别是当释放点处于或靠近地表时，处理高挥发性液体必须十分谨慎。如果空气流通不加速扩散，在这种情况下，重气体能沿地表传播很长距离。如果高挥发液体是在高空释放，或以相当大的速度直接向上释放，那么这种蒸气-空气的扩散、稀释速度会加快，而具有可爆炸下限浓度的释放点的距离却缩小。 5.4轻于空气的易燃气体 5.4.1石油设施通常处理轻于空气的天然气（甲烷或甲烷与少量的低分子量烃类混合物）。 5.4.2露天区域释放的这种轻于空气的易燃气体通常能很快地扩散，这是由于它们相对低密度的缘故，它们所影响的范围也不像易燃液体蒸气或重于空气的天然气那样大，这种气体在露天区域很难形成大量的易燃混合物并接近所有电气安装区域分类所规定的分级标准，但在密闭区域就可以形成易燃混合物。 5.4.3氢气由于其具有宽程爆炸混合物范围、高火焰蔓延速度、低气密度、低最小引燃能量级和相对低的引燃温度520(968)等特性，故应予以特殊考虑。 5.5美国国家电气规程对大气混合物的分组 5.5.1 由于最大爆炸压力和其它特殊变化范围很大，设备的选择、测试与认可必须满足有关特殊易燃材料的要求。为了方便试验、检查，美国国家电气规程按着它们的引燃特性将各种气体混合物进行分组，部分分组如下所述，详见NFPA 497。 A组：含有乙炔的大气环境。 B组：含有丁二烯、氧乙烯、氧化丙烯、丙烯醛或氢（或者某些天然气及油蒸气，其危害程度等同于氢，例如某些合成气之类）的大气环境。 C组：大气环境中含有环丙烷、乙醚、乙烯、硫化氢或其它危害等同的天然气或油蒸气。 D组：大气环境中含有丙酮、乙醇、氨、苯、粗苯、丁烷、汽油、乙烷、硝基漆溶剂、蒸气、甲烷、石脑油、天然气、丙烷或其它危害程度等同的气体或油蒸气。 参见NFPA 70, 500 -3特殊预防。5.5.2可燃气体或油蒸气与空气的混合物，其爆炸特性随其成分的变化而变化。对于一级区域(A，B，C及D组)，分类内容包括最大爆炸压力，封闭区域内紧固接头部件最大安全间隙及空气混合物的其它特性，对于许多易燃物的测试结果可以从保险商实验公司的研究会刊58中查到。易燃物的分类原则是在最大爆炸压力和最大实验安全间隙和每组标准参考测试物质的数据进行比较，然后在比较的基础上加以分类，表1.A和表1.B中列出了有关数据。5.5.3大多数石油产品属于D组，但乙烯产品、催化裂化、氨合成和其它一些工艺过程会属于其它组别，特别是B和C组。5.5.3.1存有能释放氢气到大气中的充放畜电池组的场所，可被认为是B组，参见8.2.6。5.5.4对于含硫化氢和天然气的混合物，如果硫化氢的含量（体积）不到整个混合气体的25%，则被认为是D组。5.5.5氢气体积占混合气体的30%以上的人造合成气被认为是B组。表1.A 一级气体与油蒸气分组基础（SI单位） 最大实验安全 间隙，mm 最大爆炸压力，kPa组别参考测试物 在初级测试室中点燃 在导管中点燃静 止紊 流静 止A乙炔0.0762124117937860B氢0.076293813035826C二亚乙醚0.304875812271379D汽油0,735665510761103表1.B 一级气体与油蒸气分组基础（US单位）组别参考测试物最大实验安全间隙，mm最大爆炸压力，psig在初级测试室中点燃在导管中点燃静 止紊 流静 止A乙炔0.0031802601140B氢0.003136189845c二亚乙醚0.02110178200D汽油0.02995156160第6章分类准则6.1概述 危险区分类决定于易燃气体或蒸气存在的概率。可能的释放源包括放空口、法兰、控制阀、排放口、泵和压缩机密封、附件和浮顶密封。特别应指出的是以上设备的易燃排放物出现的机会很小，以如此小的几率，没有必要把它当作释放源或对含有这样设备的场所划定为充分通风的非封闭区域。 在第5章第14章中描述的因素将是区域划分时的决定条件。一旦决定了对某一区域进行分类定级，并确定了该区域的气体或油蒸气属于A，B，C或D组，下一步就要确定是属于I类或是类。这后一步必须考虑到的是，这种易燃气体或油蒸气的泄漏并足以被点燃的可能性，是在正常操作条件下发生还是由于偶然或是在不正常条件下出现的。6.2美盟国家电气规程准则6.2.1分类准则：美国国家电气规程中除了少量编辑上的澄清变动并删去了一些与石油气操作无关的内容，下面有关区域分类基本定义与NFPA 70第500章（1996年版）美国国家电气规程内容相同。6.2.1.1一级区域：一级区域指那些在空气中存在或可能存在着易燃气体或油蒸气，其浓度足以形成爆炸或易燃混合物。一级区域主要包括以下内容： a)一级一类区域：(1)在正常操作条件下，易燃气体或油蒸气达到可点燃浓度的区域；(2)由于修理、维护工作或泄漏等原因，而经常存在易燃气体或油蒸气到达可点燃浓度的区域：(3)由于设备或流程的中断或运行故障，可能释放出危险浓度的易燃气体或油蒸气，并且也可能同时导致发生电气设备故障而变成引燃源的区域。 该分类区域通常包括对挥发性易燃液体或液化气、易燃气体进行倒罐操作的区域；使用挥发性易燃溶剂的室内区域；布置有开式罐，且罐内装有挥发易燃液体的区域；易燃气体聚集或有挥发性液体存在的不充分通风区域；在冷藏库内部，当挥发性易燃物质装在开式罐、易阻塞或易破裂的容器内，以及其它所有在正常操作过程中有可能产生易燃气体或油蒸气的可点燃浓度的区域。 b)一级二类区域：(1)处理、加工或使用挥发性的易燃液体或易燃气体的区域，但是这些液体、蒸气或气体在正常情况下是被限制在密闭容器或密封系统里，仅当这种容器或系统事故性破裂或损坏时，或在设备异常运行的情况下才可能泄漏出来；(2)由于采用正压通风，因而在正常情况下防止了天然气或油蒸气达到可燃浓度的区域，但如果通风设备损坏或工作不正常时，它就可能达到危险区域；(3)与一级一类区域相邻并且气体或油蒸气可能偶然聚集到可点燃浓度的区域，除非这种聚集能够通过一个清洁空气源以足够的正压通风来避免，并且备用防止失效的有效防护装置。 注：上述第2条中删除了“机械”一词（在。正压”与“通风”中间），按NEC定义，为保证充分通风可以既采用自然通风，又可采用机械通风手段。 该分类区域通常包括存在着挥发性易燃液体、易燃气体或油蒸气，但仅在故障或某些偶然操作条件下才有可能成为危险区域。事故条件下易燃物质的可能排出量，通风状态（人工或自然），所涉及的区域以及该行业有关火灾和爆炸的记录，所有这些因素在决定每一区域的分类及范围时，都值得考虑。6,2.2一级一类区域6.2.2.1一类区域指在正常工作条件下，可能存在易燃气体或油蒸气的可燃浓度的区域。例如，油罐呼吸阀附近存在着易燃气体属于正常现象，可以定义为一类区域。但“正常”一词，也并不意味着这一局面就是普遍现象。例如：某一工艺程序能灵敏地控制频繁开启的安全阀，这可以认为是正常现象。如果这些阀门向大气中排放易燃液体或气体，那么邻近排放点的区域则认为是一类区域。但是，如果在通常条件下安全阀不是频繁进行，就不能认为是正常现象。所谓正常情况，在本文中亦包括频繁的日常操作，例如打开刮板桶、插入或拿开刮板都属于正常现象。 6.2.2.2可能有这样的情况，某些区域需进行频繁的维护与修理，如果这样的事情被视为正常，那么由于维护设备而释放足够量的易燃液体与气体，则该区域被视为一类区域。如果维修操作不是频繁动作，那么需要进行维修这一要求，则被视为不正常。 6.2.3一级二类区域 6.2.3.1二类区域是指仅在不正常条件下才可能存在着易燃气体或油蒸气的区域。例如，考虑到某一充分通风区域，内部装有轴密封的工艺泵，仅在非正常条件下才能释放易燃气体或油蒸气，在这样的情况下，不存在一类区域。只有当设备泄漏时，才会释放出易燃气体和油蒸气，这是一种非正常现象，因此，泵周围区域属二类区域。 6.2.3.2石油处理设备并不经常发生故障，况且，NEC就二类区域电气安装所提出的要求，允许当电气设备与石油处理设备出现故障时引燃源存在，这当然也不是经常发生的现象。例如，假定电气设备与石油处理设备事故率均为8103h一次（一年一次），那么两种、改备在同一小时内出现故障概率为1.5610-8。而且这些假定的事故都被故意夸大，因为通常每次事故持续时间都不会超过1h，从实际出发考虑，电气设备和生产设备同时故障的概率微乎其微，因此，这类区域可被认为是二类区域（相对于一类区域）。 6.2.3.3通常对于一类区域与菲分类区域之间的过渡区域，可视为二类区域。显然，易燃气体与油蒸气通常不可能只存在其虚设界限的一侧，而另一侧踪迹皆无。这样，在两者之间存在着一个过渡区域。即在非正常条件下，才会出现易燃气体或油蒸气，这类非正常条件可能是不利的空气流或是非正常的大规模易燃物泄漏。为防止易燃气体或油蒸气扩散，可以使用一种密闭蒸气隔离挡板来，在这种情况下，不存在过渡区域。隔离挡板的另一侧视为非分类区域。 另外，正像6.2.l.1.b）中所讨论的那样，如果采用一种有效的手段来防止通风失败，那么用具有清洁空气来源的充分正压通风，就可以排除这一过渡区域。6.2.3.4当一座建筑物（或类似封闭区域）由于内部装有特殊油气处理设备。而“整体”被化为一类区域时，那么邻近其非气密墙或孔洞处的地方则视为二类过渡区域（如门和窗）。如果第8章第14章中没有对特殊过渡区域定义，则二类区域应按下列两种情况扩大划分：(1)当一类区域围绕在某一特殊设备周围时，则二类区域边界到一类区域边界的距离应等于一类区域边界的距离；(2)当一类区域为某一建筑物（或类似的封闭区域），则非气密墙或孔洞3m处(10ft)的区域为二类区域。6.2.3.5当建筑物（或类似封闭区域）由于内设特定的油、气加工设备而“整体”被划分为二类区域时，并不需要把二类区域由于非气密性墙式开口（如门窗）而延伸到建筑物之外。但是，由于这些开口偶然可能传送易燃气体或浊蒸气，为了提高安全度，一般推荐不在紧贴这些开口处安装非防爆性飞弧或高温的电力设备。6.2.3.6专用于通风或排出潜在易燃气体或油蒸气的建筑物（或类似的封闭区域）上的孔、洞（例如屋脊通风口和强制通风系统的排风管）宜视为通风口，并做出相应的区域划分。如果孔、洞来自于一级一类区域除非在第8章第14章中有特殊说明，这里要求一级一类区域周围应是二类过渡区。如果第8章第14章无特殊说明，二类区域的建筑物上的孔、洞向外1.5m(4.5ft)范围内应视为二类区域。6.2.3.7考虑到一种在正常条件下释放易燃气体或油蒸气的非封闭气源，而且这种气源被一类区域包围，其外面被一个更大的同心圆的二类区域包围，那么，这个二类区域就是过渡区域。6.2.4非分类区域6.2.4.1经验证明，不考虑通风等级，如果某些设备产生易燃气体或油蒸气泄漏的机会极为罕见，那么这样的地方可视为非分类区域。这样的区域主要包括：6.2.4.1.1内含易燃物质的下列设施所在区域： 1不带阀门、法兰或类似装置的全焊封闭管道系统。 2没有阀门、法兰或类似装置的连续型金属管道系统。 6.2.4.1.2安放用于输送、贮存易燃液体、气体或油蒸气的某些油罐和容器的区域（参见NFPA推荐作法和DOT条例就存贮易燃液体或气体的容器、油罐所做的规定）。 6.2.4.2在连续燃烧源的设备周围充分通风的区域（如无保护的直接火容器、火炬头）当其只因为是燃烧气的释放源时不需要进行划分。 注l：对这些区域进行划分时应十分谨慎，如：当直接受火的加热器和锅炉在吹除周期，其电气设备也可能暴露于易燃气体之下。 注2：因为未受保护的直接受火容器和火炬头本身就是燃烧源，所以其周围不进行区域划分并不意味着接近其它释放源的直接受火容器和火炬头是安全放置。关于未受保护的直接受火容器或火炬头的安装区域是否安全并不包括在本文献中。 6.2.4.3对于非电气燃烧源明火、未保护的直接受火容器或火炬头）存在的区域不进行区域的划分作法在第一版的API RP 500已经实施。此推荐作法仅适用于未受保护的直接受火容器、火炬头以及其邻近的非分类区域。在此非分类区内的电气设备在火源不存在的大部分时间内通常是处于断电状态的。 注：即使从事实上看，当一明火存在的时候，其临近的电气设备产生的火花也不太可能成为点燃源，点燃源的位置并不能作为区域分类的准则。危险区域的划分，从定义上讲，是基于存在易燃混合物的可能性。 本文献的目的并不是去推荐、创造一个非分类区域，在该区域人们就可以放置通用电气设备，而这些电气设备并不直接与那些未受保护的直接受火容器或火炬头的燃烧或引燃系统有联系。 6.2.4.4其它含有烃类物质处理装置的区域，可定作非分类区，见第8章第14章。 注：在第8章第14章中所列仅考虑了一些讨论到的特殊设备，而并不计及相邻分类区域由于其它设备的原因可能造成的影响。 6.3通风 6.3.1概述 6.3.1.1判断某一区域是属于一类、二类或非分类区域，在某种程度上应取决于其通风等级。 6.3.1.2在装有烃加工设备的封闭区内，不允许过提供通风来把该区域从分类区重新划为非分类区。但6.2.4.1中的设备和每个单元不超过5600kW (7500HP)的以烃类为燃料的原动机除外。 6.3.1.3固定型开式排气窗、开式格栅之类的通风等级可以认为等同于开式甲板、屋顶或墙壁。在非正常条件（如火灾和灭火剂释放时）可关闭的可调式摊气窗宜认为是闭式甲板、屋顶和墙壁的通风装置。众所周知，甲板、屋顶与墙壁还要包括某些构件、支柱之类，它们不等同于开式格栅及排气窗。当这些结构部件小于总体的15%，在决定通风等级时可以不考虑这些因素。 6.3.1.4一般来说，自然通风区域（如建筑物、房间或空间）实质上宜为敞开式，无论在纵向或横向上没有对空气自然流通的阻挡件。这类场所可以是有顶的和（或）侧面部分封闭的。 6.3.2充分通风 6.3.2.1充分通风是指自然或人工通风条件能满足，以防止油蒸气与混合物或天然气与空气混合的浓度聚集到超过其可燃（爆炸）下限(LEL)浓度的25%，详情参见NFPA 30。 6.3.2.2用于通风的空气源不应来自一类区域，如有可能，空气源应取自非分类区域。 6.3.2.3确定充分通风时，油气浓度可以认为是均匀混合的，虽然在靠近油气释放源附近认为具有少量高浓度的油气显示。 6.3.2.4达到充分通风条件的方法： 6,3.2.4.1概述： 以下列举了善干达到充分通风条件的通常作法，所列举的方法并不是包罗万象。任何方法均应同时满足a）和b）的适用部分。 a)对于那些其蒸气重于空气的易燃液体，通风的安排就应考虑到凡能收集到易燃蒸气的全部区域，特别是甲板区域。 b)对于轻于空气的天然气，在可能聚集到气体的全部区域（特别是天花板），应安排屋顶或墙壁开孔以达到充分通风条件。 注：参见7.2.2。6.3.2.4.2对封闭区域（房间、建筑物空间），在每平方英尺的甲板面积上，每分钟至少要提供0.028m3 (1ft3)的空气，每小时至少换气6次，这样可以认为具备充分的通风条件，通风可以通自然或机械通风的手段。6.3.2.4,3甲板面积是指水平投影切割某一封闭区域的最大面积。6.3.2.4.4当满足以下条件时，内部空气再循环是允许的。 a)再循环空气由气体探测系统来连续监测，并满足6.5.2a)i）的要求； b)当油蒸气与空气的混合物浓度超过其可燃下限(LFL)的20%时，气体探测系统是用来自动关闭再循环，并提供报警（声或光，或采用最适合本区域的方式，两者兼而有之），并提供一排气口（如6.3.2.4.2所述，以最小速率）向外排气。 注：为确保在一切非正常情况下，易燃气体或蒸气的浓度低于易燃下限( LFL)的25%，必须在有问题的区域加入充足的稀释空气。6.3.2.4.5对于自然通风建筑物，如果其进、出通风孔的大小与位置安排合理，那么由于热力效应（排气管效应）就会形成充分通风。 使用下列数学分析方法确定封闭区域的充分通风条件时，安全系数宜定为2，将所要求的最小气流速度提高为每小时换气12次。如果没有明显的建筑内阻力，而且进、出通风孔是沿对面墙垂直分布，那么用公式(1)和(2)便可计算出建筑物的最小进、出通风孔的面积，以达到5min一次的彻底换气（每小时12次）。此种计算充分通风条件仅限其空间等于或小于30m3 (1000ft3)的封闭区域建筑物。6.3.2.4.6为引入新风需要采取措施来合理分配通风，即在没有带走室内原有空气的情况下，空气不允许直接从气体进口到气体出口（短路），或直接从气体出口又回到气体进口处。 注：下面提供的公式可以计算出建筑物的最小进、出通风孔面积，以达到上面提到的每5min一次的彻底换气的目的，如果对时间要求有变，可用非线性方式来调整方程(1)，如果要求每10min 一次彻底换气，那么进、出通风孔面积就可以减少一半，Ti越大，则烟道效应减少（1） 式中： A进（出）通风孔有效面积（包括50%的效率系数），ft2； V-建筑物通风体积，ft3： Ti-室内空气温度+460; To-室外空气温度，+460: h由下部的通风口中心到中性压力水平(NPL)的高度，NPL是一个建筑内、外压力相等的垂直面上的点。 式(1)衍生于1985 ASHARE基础手册第22章中的方程5和方程10，假设每5min换气一次，有关自然通风的建筑物其它资料参见上述手册中第22章。 注1：当Ti To使用公式(1)，若Ti To，当TiTo时，Ti/To比值应颠倒。 在确定一个建筑物的充分通风条件时，求出排风窗最小使用数目，详见附录A计算实例。