《民用建筑用气场所泄漏风险防范与控制技术要求》编制说明

一、工作简况1.1任务来源2020年12月3日，由中国灾害防御协会和中国灾害防御协会城镇基础设施防灾减灾工程专业委员会立项论证会会议专家评审通过，经中国灾害防御协会批准后，印发了<关于《燃气室内区域防爆安全设计规范》团体标准立项的公告>（中灾协秘发【2020】7号），通知要求各申请立项的单位按照《中国灾害防御协会标准管理办法》的规定开展工作。本规范编制由中国灾害防御协会城镇基础设施防灾减灾工程专业委员组织，邀请了全国行业内的专业人士参与编写工作，参编者来自北京市公用事业科学研究所、北京市煤气热力工程设计院有限公司、北京市公用工程设计监理有限公司、贵阳安宝燃气防爆安全设备有限公司、深圳市燃气工程设计有限公司、成都燃气集团股份有限公司、西安秦华燃气集团有限公司、沈阳市燃气规划设计研究院有限公司、厦门华润燃气有限公司、哈尔滨工业大学建筑学院、山东建筑大学热能工程学院、陕西大唐燃气安全科技股份有限公司、港华投资有限公司、无锡市钱氏功能塑胶有限公司、北京城市管理科技协会、北京中质通标准技术服务有限公司16家单位，均具有多年的工作经验，参编者都曾参与过相关技术标准的编写。1.2编制背景和目标发达国家注重整体安全管理，安全技术水平较高，应用比较广泛，经过多年运作已经形成了比较完善的安全体系，相对来说安全事故较少。欧洲天然气工业协会每年都会统计其数十个会员国燃气相关数据。根据其2007年至2015年所统计的燃气事故，事故最多的2011年总共发生了50多起事故（包含泄漏、火灾、爆炸），其中用户区域的事故更是少之又少。相对于国内，尽管多年来一直在不断的提高安全技术和完善管理制度，但燃气事故依然频发。据博燃网统计数据，2017年4月，我国共发生燃气爆炸事故54起，造成71人受伤5人死亡；2017年5月，我国共发生燃气爆炸事故88起，平均每日3起事故，共造成110余人受伤10人死亡，民居燃气爆炸事故59起，占全月事故总数的67%；2019年8月，我国发生燃气事故共计39起，发生在居民家中的燃气事故17起，占比最高，为43%，发生在饭店等商铺的共14起，占36%；2019年9月国内发生燃气事故28起。可见燃气终端用户还存在了大量的安全问题亟待解决。国内防爆安全技术相关的标准主要包含两个，即GB50058《爆炸危险环境电力装置设计规范》和GB3836《爆炸性环境》，其主要技术措施是依据石油、化工工业生产实践经验而制定的，适用范围中也明确说明不适用于非工业区域。GB50028《城镇燃气设计规范》参照GB50058对输配系统的防爆技术措施进行了规定，但对用气场所却并未提出要求。可见，目前国内标准在用气场所的防爆安全设计方面是空白的。综上，由于用气场所使用了燃气，必然存在防爆安全设计的需求，但是目前该区域的标准还是空白，致使长时间内这一区域事故频发，造成极大的经济损失和社会影响。因此制定这一区域的防爆安全设计标准迫在眉睫且意义重大。1.3主要工作过程1.3.1立项申报阶段（2020.9-2020.12）北京市公用事业科学研究所在实际工作中发现应用需求，并经过深入调研，查询现行标准发现在民用建筑用气场所防爆问题尚无标准可循，鉴于燃气事故频发，建立民用建筑用气场所防爆标准显得尤为迫切，于2020年9月向中国灾害防御协会提交立项申请，2020年12月批复立项。1.3.2准备阶段（2020.11-2021.1）（1）成立编制组：按照参加编制标准的条件，通过和有关单位协商，落实标准的参编单位及主要起草人员。（2）编制工作大纲（草案）。（3）编写标准条文（第一稿）。（4）召开编制组工作会议（启动会）：2021年1月18日中国灾害防御协会组织召开了《燃气室内区域防爆安全设计规范》编制组第一次工作会议（启动会）。会议确定了主编单位、参编单位和主要起草人。会议明确了标准的主要内容。编制组成员对编制工作进行了讨论，确定了工作分工和进度安排（分工见表1）。表1：编制分工序号专题名称需要解决的问题拟开展单位1爆炸危险区域与城镇燃气压力相关性的研究城镇燃气的泄漏流量与压力密切相关。研究不同压力下燃气的泄漏特征、扩散特性，研究其对应的爆炸云团的尺寸、位置、形状，研究其对危险区域划分的影响，研究依照压力划定爆炸危险区域的可靠性。科研所、哈工大、煤热院2定时阀对户内安全控制的有效性研究通过实验测试、示范应用、理论研究等数据和材料，论证定时阀对户内安全控制的有效性，明确其所能控制或发挥作用的事故种类，并定量分析其对户内安全的提高程度。研究居民厨房、商业厨房等不同用户端的适宜设置形式和要求。贵阳安保3自闭阀对户内安全控制的有效性研究通过实验测试、示范应用、理论研究等数据和材料，论证自闭阀对户内安全控制的有效性，明确其所能控制或发挥作用的事故种类，并定量分析其对户内安全的提高程度。研究居民厨房、商业厨房等不同用户端的适宜设置形式和要求，特别是多个商用灶具并联情况下的设置方案。陕西大唐4燃气锅炉房爆炸危险区域的划定方法目前，国标中对于燃气锅炉房的爆炸危险区域比较矛盾：锅炉及其附属的设施并不需要防爆，但是锅炉房其他电气设备全部按照2区设计。按本标准（更正后）的明火定义分析，显然它并不属于连续性明火设备，但是属于采用了技术措施保证在点火时（炉膛内）不会引发爆炸的明火设备，这一结果和历史案例可以互相印证。不过，锅炉采用的技术措施仅仅是保证炉膛内的安全性，对于周围设施并无保护作用，因此附属设施应该存在爆炸危险区域。因此，需要结合燃气锅炉的工作特性，对其周边爆炸危险区域的划定方法进行详细的研究，分析划定的安全性和科学性。并研究与其相适应的安全技术措施。科研所、山东建大5民用用户端管道系统最小化释放源数量的设计方案研究一般焊接管道被认为不可能泄漏燃气。因此，民用用户端的主要潜在释放源包括法兰连接处、螺纹连接处、阀门密封处、采样口以及非固定的软管连接部位。这一结论能在大量的事故案例中得到佐证。因此，民用用户端的燃气管线设计，应该减少这些释放源的数量。应该根据不同用户的特点和需要，研究相应的管线系统设计方案组合，供标准使用者选用。煤热院、北京设计监理、深圳工程设计6通风、围护结构设计对于泄漏燃气扩散特性和危险性的影响结合专题1，开展更为复杂条件下危险区域划定的科学性和可靠性的研究。科研所、哈工大1.3.3编制阶段（2021.1-2021.8）标准编制工作阶段主要做了以下几项工作：（1）调研工作：对现行相关国内外标准、规范的研究，对新科技、新技术、新设备适用性和应用情况的调研。调研、编制中着重考虑本标准的普适性、先进性和可操作性。（2）编写标准草稿及研讨工作：编制组按照编制工作计划，2021年4月23日、6月11日、8月20日分别召开了第二、第三、第四次编制组会议，并进行多次小组工作讨论，对标准编制过程中的技术问题进行分析研讨，对已起草标准的主要章、节内容进行深入细致地讨论，对标准各部分提出了具体的修改意见和建议。其中，第二次工作会议初步确定标准名称：《民用建筑用气场所防爆分区及安全技术标准》。第四次工作会议标准名称修改为《民用建筑用气场所泄漏风险防范与控制技术要求》。1.3.4征求意见编制阶段（2021.9-2021.10）经过3次编制组会议，并进行多次小组工作讨论，取得了一致性意见，根据会议研讨的内容对进行深入完善后，形成了征求意见稿。面向全行业征求意见，为标准的审查报批做准备。二、标准编制原则本标准在充分调研分析总结国内外防爆标准体系的基础上，参考了GB3836《爆炸性气体环境》、GB50058《爆炸性危险环境电力装置设计规范》、GB50028《城镇燃气设计规范》等标准中有关内容的编写，对方民用建筑用气场所爆炸危险区域以及该区域内防护与控制技术要求作了较详细的规定，以确保民用建筑用气场所安全规范化建设和运行。2.1通用性原则本标准涵盖了民用建筑内以城镇燃气为燃料，采暖制冷、制取生活热水、冷热电联供、燃火特效表演、餐饮服务、居民住宅用气场所的燃气泄漏风险的防控技术设计以及部分场所的爆炸危险区域划分，通用性较高。2.2指导性原则本标准提出的技术要求对于民用建筑中采暖制冷、制取生活热水、冷热电联供、燃火特效表演的用气场所爆炸危险区域界定划分具有指导意义，同时也提出相应的泄漏风险防护与控制技术，具有指导和参考作用，填补了民用建筑用气场所防爆领域标准中的空白。2.3协调性原则本标准提出的技术要求与国家、行业标准中的方法协调统一、互不交叉。仅针对民用建筑用气场所的防爆范围和技术进行具体规定。2.4兼容性原则本标准提出的技术和要求充分考虑了城镇燃气行业南北方用气条件的差异化，具有普遍适用性。三、标准主要内容本《标准》共有5个章，含盖了范围、规范性引用文件、术语、泄漏风险辨识、防控技术要求。①范围本文件规定了民用建筑用气场所爆炸危险区域的划分方法以及场所内燃气泄漏风险的防范与控制技术要求。本标准适用于民用建筑内以城镇燃气为燃料，采暖制冷、制取生活热水、冷热电联供、燃火特效表演、餐饮服务、居民住宅用气场所的燃气泄漏风险的防控技术设计以及部分场所的爆炸危险区域划分。②规范性引用文件对本标准所引用的文件和使用版本等内容进行了说明。③术语和定义针对标准适用范围和专业领域，引入了相关的术语和定义。④泄漏风险辨识本章节介绍了泄漏风险的释放源、爆炸危险区域的定义与划分方法，同时给出了民用建筑用气场所的具体场景（采暖制冷、制取生活热水、冷热电联供、燃火特效表演等）的爆炸危险区域划分要求。并针对“燃具或用气设备”给出燃具或用气设备本身不宜划分爆炸危险区域，燃具或用气设备周边的释放源应划分爆炸危险区域。⑤防控技术要求本章节给出了民用建筑用气场所防止爆炸发生的防控措施防止爆炸发生。并从燃火特效表演剧场、燃气采暖、制冷、冷热电联供机房、餐饮服务场所、居民住宅的特点给出相应的具体防控技术措施。其中防控技术措施从通风、监控、隔离、泄漏探测、泄漏切断燃气供应等多个方面给出。四、主要验证情况本文件的主要验证内容包含以下两部分。第一，对于明火周围爆炸危险区域划分的规定。本文件“4.2.5燃具或用气设备本身不宜划分爆炸危险区域，燃具或用气设备周边的释放源应划分爆炸危险区域。”，是对GB500583.2.2第3款对于明火或炽热部件的规定的修改。GB50058对于爆炸危险区域的划分方法等效采用了NFPA497-2004等国际标准的有关规定。根据最新版本的NFPA497：2012的5.5.3“Openflamesandhotsurfacesassociatedwiththeoperationofcertainequipment,suchasboilersandfiredheaters,provideinherentthermalignitionsources.Electricalclassificationisnotappropriateintheimmediatevicinityofthesefacilities.However,itisprudenttoavoidinstallingelectricalequipmentthatcouldbeaprimaryignitionsourceforpotentialleaksourcesinpumps,valves,andsoforth,orinwasteproductandfuelfeedlines”,条文指出存在固有点火源的设备附近不适宜划分爆炸危险区域。条文也明确指出区域内不应设置电气设备，因为火花可能引燃周围的可燃物质。可见，明火周围还是存在发生爆炸危险的可能。因此，本文件遵循原标准完整含义制定了4.2.5条。且其规定“不宜划分爆炸危险区域”要严格于原标准的“可划为非爆炸危险区域”，“燃具或用气设备本身”规定的范围要小于原标准的“的设备附近”，并且明确要求“燃具或用气设备周边的释放源应划分爆炸危险区域”。第二，对部分用气场所的爆炸危险区域进行了划分示例。本文件爆炸危险区域范围依照GB3836.14所推荐的方法，并结合计算机仿综合分析得到。GB3836.14所推荐方法的计算流程见示意图1。图1GB3836.14推荐方法的计算流程为使文件更贴合实际，更便于应用，且能一定程度避免前置条件变动对推荐的划分范围的安全性造成影响，文件对得到的危险区域范围的数值进行了圆整，对危险区域形状按照燃气密度进行了调整。表1本文件中通风良好的中压B及以下用户爆炸危险区域范围释放源压力（kPa）爆炸危险区域范围半径r（m）上高h（m）下高h’（m）二级(2,10]1.0（2.5）2.0（2.5）≤1.0（3.5）(10,50]1.5（3.5）2.0（3.5）≤1.5（5.5）(50,100]2.0（4.0）3.0（4.0）≤2.0（6.0）(100,150]2.0（4.5）3.0（4.5）≤2.0（7.0）(150,200]2.0（5.0）3.0（5.0）≤2.0（7.5）注1：r：风险2区的半径；h：释放源水平线以上的风险2区高度；h’：释放源水平线以下的风险2区最大高度，如果与地面的高度差小于h’，则为释放源水平线到地面的高度。注2：“（）”内为使用液化石油气的爆炸危险区域范围尺寸。对照GB3836.14-2014附录C示例3丙烷加工容器的呼吸阀（一级释放源），示例3给出的1区范围为半径3m的球体。显然，本文件的危险范围不小于该示例。此外要特别说明的是，该实例为一级释放源，而本文件的释放源都为二级，危险性要显著低于该实例。对照GB3836.14-2014附录C示例4丙烷加工管道的控制阀门（二级释放源），示例4给出的2区范围为半径1m的球体。显然，本文件的危险范围要大于该示例。因此本文件提供的爆炸危险区域范围示例较GB3836.14-2014推荐的范围更大，具有安全性。五、标准所涉及的专利无。六、预期达到的社会效益、对产业发展的作用的情况本标对于燃气行业有以下潜在社会效益。1.可以从根本上减少燃气用气场所的爆炸、火灾等安全事故，保护人民群众的生命财产安全；2.可以促进燃气用气场所安全产品及技术的推广应用，创造新的产业热点；3.填补燃气行业在用户区域的安全标准空白，为燃气设计院所提供更好的设计依据。七、采用国际标准和国外先进标准情况，与国际、国外同类标准水平的对比情况，国内外关键指标对比分析或与测试的国外样品、样机的相关数据对比情况编写过程中未采用和引用国际标准。八、在标准体系中的位置，与现行相关法律、法规、规章及相关标准，特别是强制性标准的协调性GB50058《爆炸危险环境电力装置设计规范》和GB3836《爆炸性环境》是国内最重要的两个防爆安全技术标准。GB50058主要参照美国石油工业协会API以及美国消防协会NFPA相关内容制定的，其主要技术措施是依据石油、化工工业生产实践经验而制定的，适用范围也是这些区域。GB3836采标于国际电工协会的IEC79，主要针对设备本身的防爆、隔爆等设计，且主要针对中、大型生产装置，提及防爆区域的划分主要是为了说明各类型防爆设备所适用的区域。这两个标准基本涵盖了除用气场所以外的绝大多数爆炸危险环境的安全设计。本标准可以与这两本标准协同，使国内的防爆安全技术标准更加完善、全面。另外，这两本标准规定的释放源等级、爆炸危险区域等级等定义都经过长期实践验证，科学合理，因此本标准也将参照采用。GB50028《城镇燃气设计规范》是国内城镇燃气领域最重要的标准之一，其中关于防爆的技术措施基本参照GB50058的相关规定，且仅对“燃气输配系统生产区域”、“液化石油气站”两个区域给出了详细的规定，对于用气场所的防爆并未明确提及。本标准可以填补其空白。GB50016《建筑设计防火规范》、GB50736《民用建筑供暖通风与空气调节设计规范》、GB50019《工业建筑供暖通风与空气调节设计规范》、GB50041《锅炉房设计规范》是带有用气设备建筑的主要标准。这些标准对用气区域的安全规定基本都参照GB50058的要求，因此实际等同于GB50058。GB25285.1《爆炸性环境爆炸预防和防护第1部分：基本原则和方法》是国标中唯一一部对通用设计和制造方法进行规定，指导设计人员和制造厂设计设备、防护系统和元件时实现防爆安全的标准。本标准主要依照该标准的指导方向制定各类场所的防爆技术措施。本标准提出的泄漏风险防控技术措施需要依靠燃气报警器、自动切断阀、软管、燃气灶具等产品实现，因此CJ/T197燃气用具连接用不锈钢波纹软管；CJ/T490燃气用具连接金属包覆软管；CJ