航煤安全设计评价.docx
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航煤安全设计评价
航煤安全设计评价
1.开放环境的定义
不同舱室、不同管路的环境调研，确定几种特征环境，分类进行论证。
2.防爆等级：
2.1相关规范
GB3836.1-2010爆炸性环境第1部分：
设备通用要求
GB3836.2-2010爆炸性环境第2部分:
由隔爆外壳“d”保护的设备
GB3836.3-2010爆炸性环境第3部分:
由增安型“e”保护的设备
GB3836.4-2010爆炸性环境第4部分:
由本质安全型“i”保护的设备
GB3836.5-2004爆炸性气体环境用电气设备第5部分:
正压外壳型“p”
GB3836.6-2004爆炸性气体环境用电气设备第6部分:
油浸型“o
GB3836.8-2003爆炸性气体环境用电气设备第8部分:
“n”型电气设备
GB3836.9-2006爆炸性气体环境用电气设备第9部分:
浇封型“m”
GB3836.10-1991爆炸性环境用防爆电气设备第10部分:
气密型电气设备“h”
GB3836.11-2008爆炸性环境第11部分:
由隔爆外壳“d”保护的设备最大试验安全间隙测定方法
GB3836.12-2008爆炸性环境第12部分:
气体或蒸气混合物按照其最大试验安全间隙和最小点燃电流的分级
GB3836.13-1997爆炸性气体环境用电气设备第13部分:
爆炸性气体环境用电气设备的检验
GB3836.14-2000爆炸性气体环境用电气设备第14部分:
危险场所分类
GB3836.15-2000爆炸性气体环境用电气设备第15部分:
危险场所电气安装（煤矿除外）
GB3836.16-2006爆炸性气体环境用电气设备第16部分电气装置的检查和维护（煤矿除外）
GB3836.17-2007爆炸性气体环境用电气设备第17部份正压房间或建筑物的结构和使用
GB3836.18-2010爆炸性环境第18部分:
本质安全系统
GB3836.20-2010爆炸性环境第20部分:
设备保护级别（EPL）为Ga级的设备
GB25286.1-2010爆炸性环境用非电气设备第1部分:
基本方法和要求
GB25286.2-2010爆炸性环境用非电气设备第2部分:
限流外壳型“fr”
GB25286.3-2010爆炸性环境用非电气设备第3部分:
隔爆外壳型"d"
GB25286.5-2010爆炸性环境用非电气设备第5部分:
结构安全型"c"
GB25286.6-2010爆炸性环境用非电气设备第6部分:
控制点燃源型“b”
GB25286.8-2010爆炸性环境用非电气设备第8部分:
液浸型"k"
GB50737-2011石油储备库设计规范
GB25285.1-2010爆炸性环境爆炸预防和防护第1部分：
基本原则和方法
GB50074-2002石油库设计规范
IEC60079系列
GB50016-2006《建筑设计防火规范》
GB50160-2008石油化工企业设计防火规范
GB18218-2009危险化学品重大危险源辨识
2.2概述
爆炸是物质从一种状态，经过物理或化学变化，突然变成另一种状态，并放出巨
大的能量。
急剧速度释放的能量，将使周围的物体遭受到猛烈的冲击和破坏。
爆炸必须具备的三个条件：
1）爆炸性物质：
能与氧气（空气）反应的物质，包括气体、液体和固体。
（气体：
氢气，乙炔，甲烷等；液体：
酒精，汽油；固体：
粉尘，纤维粉尘等。
）
2）氧气：
空气。
3）点燃源：
包括明火、电气火花、机械火花、静电火花、高温、化学反应、光能等。
为什么要防爆？
首先，很多工业生产场所都会产生某些可燃性物质，比如在化学工业中，约有80%以上的生产车间区域存在爆炸性物。
其次空气中的氧气是无处不在的。
再者，潜在的点燃源也是存在于工业现场中，在生产过程中大量使用电气仪表，各种磨擦的电火花，机械磨损火花、静电火花、高温等不可避免，尤其当仪表、电气发生故障时。
故客观上很多工业现场满足爆炸条件。
当爆炸性物质与氧气的混合浓度处于爆炸极限范围内时，若存在爆炸源，将会发生爆炸。
因此采取防爆就显得很必要了。
2.3危险场所危险性划分
2.3.1爆炸性物质分类
我国和IEC标准规定要求一样，将爆炸性物质分为三类：
I类——矿井甲烷；
II类——爆炸性气体混合物（含蒸气、薄雾）；
III类——爆炸性粉尘和纤维。
北美国家将爆炸性物质分为三类
ClassI——爆炸性气体；
ClassⅡ——爆炸性粉尘；
ClassⅢ——纤维。
我国所指的I类爆炸性物质是指矿井甲烷，俗称“瓦斯”气体。
造成煤矿爆炸的主要原因是矿井中甲烷气体浓度达到爆炸极限，遇点燃源引起爆炸。
由于煤矿井下环境特殊，故把甲烷专门列为I类。
矿用防爆电器设备主要是能防止甲烷爆炸，其他可燃气体在矿井中含量甚少，在电气防爆性能方面不做专门考虑。
所以矿用防爆电气设备在其他危险场所中不适用。
Ⅱ类爆炸性物质包括爆炸性气体和爆炸性蒸气。
所谓爆炸性气体是指可燃气体，即氢、一一氧化碳、环氧乙烷等与空气混合，浓度达到爆炸极限时的气体混合物。
所谓爆炸性蒸气是指易燃液体（丙酮、汽油等）的蒸气或细小液滴与空气混合，浓度达到爆炸极限的气体混合物或薄雾。
需要指出的是，相互接触能自动发生爆炸的气体、蒸气不在此列。
例如氟与氢、氯与乙炔、臭氧与乙醇蒸气等形成的爆炸性气体不属Ⅱ类，因为这些爆炸性气体相遇引起爆炸的原因与前述不同。
根据可能引爆的最小火花能量，我国将爆炸性危险气体分为四个危险等级，如下表所示。
2.3.2危险区域划分
场所分类是对可能出现爆炸性气体环境的场所进行分析和分类的一种方法，以便正确选择和安装危险场所中的电气设备，大道安全使用的目的，并且要把气体的级别和温度组别考虑进去。
在使用可燃性物质的许多场合中，要保证爆炸性气体环境永不出现是困难的。
确保设备永不成为点燃源也是困难的。
因此，在出现爆炸性气体环境的可能性很高的场合，应采用安全性能高的电气设备；如果能降低爆炸性气体环境出现的可能性，则可以使用安全性能较低的设备。
根据爆炸性气体环境出现的频率和持续时间将危险场所分为如下三个区域：
0区（zone0）——爆炸性气体环境连续出现或长时间存在的场所；
1区（zone1）——在正常运行时，可能出现爆炸性气体环境的场所；
2区（zone2）——在正常运行时，不可能出现爆炸性气体环境，如果出现也是偶尔发生且仅是短时间存在的场所。
下表为不同爆炸性物质与危险区域对应关系。
符合下列条件之一时，可划为非爆炸危险区域：
1）没有释放源并不可能有易燃物质侵入的区域；
2）易燃物质可能出现的最高浓度不超过爆炸下限值的10％；
3）在生产过程中使用明火的设备附近，或炽热部件的表面温度超过区域内易燃物质引燃温度的设备附近；
4）在生产装置区外，露天或开敞设置的输送易燃物质的架空管道地带，但其阀门处按具体情况定。
2.3.3释放源等级
确定区域危险性等级的根本因素是释放源的鉴别和确定释放源的等级。
释放源是指可燃性气体、蒸气或液体可能释放出能形成爆炸性气体环境的部位或地点。
为了尽量减少产生爆炸性气体环境的可能性，把释放源分为如下3个基本等级：
1）连续级释放源：
连续释放或预计长期释放的释放源。
类似如下情况的，可划为连续级释放源：
●没有用惰性气体覆盖的固定顶盖贮罐中的易燃液体的表面；
●油、水分离器等直接与空间接触的易燃液体的表面；
●经常或长期向空间释放易燃气体或易燃液体的蒸气的自由排气孔和其它孔口。
2）1级释放源：
预计正常运行时周期或偶尔释放的释放源。
类似下列情况的，可划为1级释放源：
⏹在正常运行时会释放易燃物质的泵、压缩机和阀门等的密封处；
⏹在正常运行时，会向空间释放易燃物质，安装在贮有易燃液体的容器上的排水系统；
⏹正常运行时会向空间释放易燃物质的取样点。
3）2级释放源：
预计在正常运行下不会释放，即使释放也仅是偶尔短时释放的释放源。
类似下列情况的，可划为2级释放源：
⏹正常运行时不能出现释放易燃物质的泵、压缩机和阀门的密封处；
⏹正常运行时不能释放易燃物质的法兰、连接件和管道接头；
⏹正常运行时不能向空间释放易燃物质的安全阀、排气孔和其它孔口处；
⏹正常运行时不能向空间释放易燃物质的取样点。
按释放源的级别划分危险区域：
●存在连续级释放源的区域可划为0区；
●存在1级释放源的区域可划为1区；
●存在2级释放源的区域可划为2区。
2.3.4影响区域划分的其他因素
释放到大气中的可燃性气体或蒸气可以通过逸散或扩散的方法在空气中稀释，直到其浓度低于爆炸下限为止。
通风，即空气流动，使新鲜空气置换释放源周围的大气以促进可燃性气体的逸散。
通风速率适当，能避免爆炸性气体环境的持久性，从而影响区域的类型。
通风可以采用自然通风或人工通风两种基本方式。
通风等级或通风量直接与释放源的类型以及其释放速率相联系，与通风类型无关。
在危险场合，能得到最佳通风条件，对于一定释放速率，通风量越大，危险场所的范围越小，在某些情况下，可使其转变为非危险场所。
控制爆炸性环境扩散和持续时间的通风效果取决于通风等级和有效性以及通风系统的设计。
通风等级有三种：
（1）高级通风：
能够在释放源处瞬间降低其浓度，使其低于爆炸下限的浓度，区域范围很小或甚至可忽略不计。
（2）中级通风：
能够控制浓度，虽然释放源正在释放中，使得区域界限外部的浓度稳定地低于爆炸下限，并且在释放停止后，爆炸性环境持续存在时间不会过长。
（3）低级通风：
在释放源释放过程中，不能控制其浓度，并且/或在释放源停止释放后，也不能阻止爆炸性环境持续存在。
通风的有效性影响爆炸性环境的存在或形成，在确定区域类型时，需要考虑通风的有效性。
通风有效性划分为三个等级，即良好、一般、差。
通风对区域类型的影响如下表所示。
2.3.5防爆方法对危险场所的适用性
2.3.6气体温度组别划分：
在选择设备时，设备的温度组别应不低于爆炸性气体的温度组别。
温度组别
安全的物体表面温度
常见爆炸性气体
T1
≤450℃
氢气、丙烯腈等46种
T2
≤300℃
乙炔、乙烯等47种
T3
≤200℃
汽油、丁烯醛等36种
T4
≤135℃
乙醛、四氟乙烯等6种
T5
≤100℃
二硫化碳
T6
≤85℃
硝酸乙酯和亚硝酸乙酯
2.3.7防爆标志的含义
注：
如果没有温度组别，则说明该设备不与爆炸性气体直接接触。
2.4航空煤油的危险性分类。
2.4.1可燃液体的火灾危险性分类：
规定可燃液体的火灾危险性的最直接指标是蒸气压。
蒸气压越高，危险性越大。
但可燃液体的蒸气压较低，很难测量。
因此，世界各国都是根据可燃液体的闪点（闭杯法）确定其火灾危险性。
闪点是用来表示燃油的火灾危险性的，其定义为：
能在燃油表面上方产生燃爆的燃油蒸气的温度。
闪点越低，危险性越大。
在具体分类方面与现行国家标准《石油库设计规范》G50074、《建筑谁防火规范》GB50016是协调的。
考虑到应用于石油化工企业时，需要确定可能释放出形成爆炸性混合物的可燃气体所在的位置或点（释放源），以便据之确定火灾和爆炸危险场所的范围，故将乙类又细分为乙A和乙B两小类，将丙类又细分为丙A和丙B两小类，与现行国家标准《石油库设计规范》GB50074是协调一致的。
石油产品火灾危险性按闪点高低可分为三类
类别
油品闪点F1（℃）
举例
甲
F1＜28
石脑油、苯类、轻质溶剂油、汽油类油品等
乙
A
28≤F1≤45
喷气燃料、灯用煤油、轻柴油等油品
B
45≤F1＜60
丙
A
60≤F1≤120
重柴油、重油类油品
B
F1＞120
100号、115号重油、润滑油等油品
2.4.2于液化烃的火灾危险性分类的问题
液化烃的蒸气压大于“闪点<28℃的可燃液体”，故其火灾危险性大于“闪点<28℃”的其他可燃液体。
法国、荷兰及英国等国家的有关标准在其可燃液体的火灾危险性分类中，都将液化烃列为第I类，美国、德国、意大利等国都单独指定液化烃储存盒运输规范。
结合我国国家标准《石油库设计规范》G50074、《建筑谁防火规范》GB50016对油品生产的火灾危险性分类的具体情况，将液化烃和其他可燃液体合并在一起统一进行分类，将甲类又细分甲A（液化烃）和甲B（除甲A以外，闪点<28℃）两小类。
操作温度对乙、丙类可燃液体火灾危险性的影响：
各国在其可燃液体的危险性分类、有关石油化工企业的安全防火规范及爆炸危险场所划分的规范中，都有关于操作温度对乙、丙类液体的火灾危险性影响的规定。
我国的生产管理人员对此有明确的意见和要求。
因为乙、丙类液体的操作温度高于其闪点时，气体挥发量增加，危险性也随之增加。
操作温度超过其闪点的乙类液体应视为甲B类液体；
操作温度超过其闪点的丙A类液体应视为乙A类液体；
丙B类液体的操作温度高于其闪点时，将其危险性升至乙B。
但丙B类液体的操作温度高于其沸点时，一旦发生泄漏，危险性较大，在此种情况下丙B液体火灾危险性升至乙A。
液化烃、可燃液体的火灾危险性分类举例如下表所示。
2.4.3设备的火灾危险类别
设备火灾危险类别应按其处理、储存或输送介质的危险性类别来确定。
2.4.4房间的火灾危险性类别
房间的危险性类别应按房间内设备的火灾危险性类别来确定。
当同一房间内布置有不同火灾危险性类别设备时，房间的火灾危险性类别应按其中火灾危险性类别最高的设备确定。
但是，当火灾危险性类别最高的设备所占面积比例小于5%，且发生事故时，不足以蔓延到其他部位或采取防火措施能防止火灾蔓延时，可按火灾危险性类别较低的设备来确定。
在爆炸危险区域内，风机、电机等所有活动部件应选择防爆型，其构造应能防止产生电火花。
机械通风系统应采用不燃烧材料制作。
风机应采用直接传动或联轴器传动。
风管、风机及其安装方式均应采取导静电措施。
设有甲、乙类油品设备的房间内，宜设可燃气体浓度自动检测报警装置，且应与机械通风设备联动，并应设有手动开启装置。
2.4.5航煤5号油料特性分析
2.4.5.1航煤5号的基本指标
项目
指标参数
馏程
150～280℃
闪点
大于60℃
密度
0.725g/ml
沸点
121℃
爆炸范围
0.6～3.7%
自燃点
224℃
电导率
通过加入抗静电剂T1502或Smdis450（初次加入量不大于3.0mg／L，累积加入量不大于5.0mg／L）使其电导率在：
50～450pS/m范围内
航煤5号喷气燃料（RP-5）为重煤油型燃料，适用于舰艇上的飞机使用。
基本指标如表所示。
喷气燃料的碳原子数位9-16个，柴油的碳原子数位12-23个，喷气燃料的馏程为150～280℃，而柴油的馏程为（280～350℃），表明喷气燃料的挥发性大于柴油，柴油的爆炸极限为0.6%-7.5%，喷气燃料的爆炸极限为：
0.7%-5.0%，对应的爆炸极限温度分别为：
64.2℃和54.8℃。
从两者的闪点、爆炸极限、自燃点和可燃性等级参数，可以看出，喷气燃料比柴油更具火灾危险性。
油料火灾危险性参数对比
项目
喷气燃料
柴油
馏程
150～280℃
（280～350℃）
闪点
不小于60℃
不小于65℃
自燃点
246
257
爆炸极限
0.7%-5.0%
0.6%-7.5%
热值
43.0
43.2
质量损失速率（kg/mm2·s）
0.054
0.039
可燃性等级
ⅢA（可燃）
Ⅱ（可燃）
2.4.5.2静电特性
航煤5号喷气燃料（RP-5）为静电的不良导体。
依据GB12158-2006防止静电事故通用导则，关于静电非导体（Staticnon-conductor）定义，电导率小于10-10S/m的物料为静电的非导体，而航煤5号喷气燃料的电导率范围：
50～450pS/m，即10-12到10-10S/m，因此，为静电的不良导体，在流动、过滤、混合、喷雾、喷射、冲洗、加注、晃动等情况下，其静电荷的产生速度高于静电荷的泄漏速度，从而会积聚静电荷。
当积聚的静电荷，其放电的能量大于舱内油气混合气的最小引燃能，并且在放电间隙中油品蒸汽和空气混合物处于爆炸极限范围时，将引发静电危害。
2.4.5.3航煤5号的危险性类别
根据航煤5号的基本指标及危险性等级分类方法，可确定航煤5号喷气燃料（RP-5）为乙类危险品。
表3.1为GB13348-92液体石油产品静电安全规程对石油产品危险性分类标准，从表中可以看出，其闪点大于60℃，归为丙类，但同时将喷气燃料都列为乙类危险品。
根据航煤5号喷气燃料的应用环境和基本指标，本项目研究中按乙类危险品对待。
所以，以下所有标准规范分析中，均以乙类危险品确定。
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