可燃气体及有毒气体设计综合规范.docx

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可燃气体及有毒气体设计综合规范

石油化工企业可燃气体和有毒气体

检测报警设计规范

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1 总则

　　1．0．1 为保障石油化工企业生产安全和/或人身安全，检测泄漏可燃气体或有毒气体浓度并立即报警以预防火灾和爆炸和/或人身事故发生，特制订本规范。

　　1．0．2 本规范适适用于石油化工企业泄漏可燃气体和有毒气体检测报警设计。

　　1．0．3 实施本规范时，尚应符合现行相关强制性标准规范要求。

　　2 术语、符号

　　2．1 术语

　　2．1．1 可燃气体combustible gas

　　本规范中可燃气体系指气体爆炸下限浓度（V%）为10%以下或爆炸上限和下限之差大于20%甲类气体或液化烃、甲B、乙A类可燃液体气化后形成可燃气体或其中含有少许有毒气体。

　　2．1．2 有毒气体toxic gas

　　本规范中有毒气体系指硫化氢、氰化氢、氯气、一氧化碳、丙烯腈、环氧乙烷、氯乙烯。

　　2．1．3 最高许可浓度allowable maximum concentration

　　系指车间空气中有害物质最高许可浓度，即工人工作地点空气中有害物质所不应超出数值。

此数值亦称上限量。

　　2．2 符号

　　2．2．1 LEL可燃气体爆炸下限浓度（V%）值。

　　2．2．2 TLV车间空气中有害物质最高许可浓度值。

　　3 通常要求

　　3．0．1 生产或使用可燃气体工艺装置和储运设施（包含甲类气体和液化烃、甲B类液体储罐区、装卸设施、灌装站等，下同）2区内及附加2区内，应按本规范设置可燃气体检测报警仪。

　　生产或使用有毒气体工艺装置和储运设施区域内，应按本规范设置有毒气体检测报警仪。

　　1 可燃气体或其中含有毒气体，一旦泄漏，可燃气体可能达成25%LEL，但有毒气体不能达成最高许可浓度时，应设置可燃气体检测报警仪；

　　2 有毒气体或其中含有可燃气体，一旦泄漏，有毒气体可能达成最高许可浓度，但可燃气体不能达成25%LEL时，应设置有毒气体检测报警仪；

　　3 既属可燃气体又属有毒气体，只设有毒气体检测报警仪；

　　4 可燃气体和有毒气体同时存在场所，应同时设置可燃气体和有毒气体检测报警仪。

　　注：

2区及附加2区划分见《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》GB50058。

　　3．0．2 可燃气体和有毒气体检测报警，应为一级报警或二级报警。

常规检测报警，宜为一级报警。

当工艺需要采取联锁保护系统时，应采取一级报警和二级报警。

在二级报警同时，输出接点信号供联锁保护系统使用。

　　3．0．3 工艺有特殊需要或在正常运行时人员不得进入危险场所，应对可燃气体和/或有毒气体释放源进行连续检测、指示、报警，并对报警进行统计或打印。

　　3．0．4 报警信号应发送至工艺装置、储运设施等操作人员常驻控制室或操作室。

　　3．0．5 可燃气体检测报警仪必需经国家指定机构及授权检验单位计量器具制造认证、防爆性能认证和消防认证。

有毒气体检测报警仪必需经国家指定机构及授权检验单位计量器具制造认证。

防爆型有毒气体检测报警仪还应经国家指定机构及授权检验单位防爆性能认证。

　　3．0．6 凡使用可燃气体和有毒气体检测报警仪企业，应配置必需标定设备和标准气体。

　　3．0．7 检测器宜部署在可燃气体或有毒气体释放源最小频率风向上风侧。

　　3．0．8 可燃气体检测器有效覆盖水平平面半径，室内宜为7.5m；室外宜为15m。

在有效覆盖面积内，可设一台检测器。

　　有毒气体检测器和释放源距离，室外不宜大于2m，室内不宜大于1m。

　　3．0．9 按本规范要求，应设置可燃气体或有毒气体检测报警仪场所，宜采取固定式，当不含有设置固定式条件时，应配置便携式检测报警仪。

　　3．0．10 可燃气体和有毒气体检测报警系统宜为相对独立仪表系统。

　　4 检测点确实定

　　4．1 工艺装置

　　4．1．1 下列可燃气体、有毒气体释放源，应设检测器：

　　1 甲类气体或有毒气体压缩机、液化烃泵，甲B类或成组部署乙A类液体泵和能挥发出有毒气体液体泵动密封；

　　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液体采样口和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、液化烃设备或管法兰、阀门组。

　　4．1．2 第4.1.1条要求可燃气体释放源处于露天或半露天部署设备区内，当检测点在释放源最小频率风向上风侧时，可燃气体检测点和释放源距离不宜大于15m，有毒气体检测点和释放源距离不宜大于2m；当检测点在释放源最小频率风向下风侧时，可燃气体检测点和释放源距离不宜大于5m，有毒气体检测点和释放源距离小于1m。

　　4．1．3 第4.1.1条要求可燃气体释放源处于封闭或半封闭厂房内，每隔15m可设一台检测器，且检测器距任一释放源不宜大于7.5m。

　　有毒气体检测器距释放源不宜大于1m。

　　4．1．4 当封闭或半封闭厂房内部署不一样火灾危险类别设备时，应在第4.1.1条要求可燃气体释放源7.5m范围内设检测器。

　　4．1．5 第4.1.1条要求比空气轻可燃气体释放源处于封闭或半封闭厂房内，应在释放源上方设置检测器，还应在厂房内最高点易于积聚可燃气体处设置检测器。

　　4．2 储运设施

　　4．2．1 液化烃、甲B类液体储罐，应在下列位置设检测器：

　　1 在液化烃罐组防火堤内，每隔30m宜设一台检测器，且距罐排水口或罐底接管法兰、阀门不应大于15m。

　　2 在甲B类液体储罐防火堤内，应设检测器，且储罐排水口、采样口或底（侧）部接管法兰、阀门等和检测器距离不应大于15m。

　　4．2．2 液化烃、甲B类液体装卸设施，应在下列位置设检测器：

　　1 小鹤管铁路装卸栈台，在地面上每隔一个车位宜设一台检测器，且检测器和装卸车口水平距离不应大于15m；

　　2 大鹤管铁路装置栈台，宜设一台检测器；

　　3 汽车装卸站装卸车鹤位和检测器水平距离，不应大于15m。

当汽车装卸站内设有缓冲罐时，应安本规范第4.1.2条要求设检测器。

　　4．2．3 装卸设施泵或压缩机检测器设置，应符合本规范第4.1.1条、第4.1.2条和第4.1.3条要求。

、

　　4．2．4 液化烃灌装站检测器设置，应符合下列要求：

　　1 封闭或半封闭灌瓶间，灌装口和检测器距离宜为5~7.5m；

　　2 封闭或半封闭式储瓶库，应符合本规范第4.1.3条要求；半露天储瓶库四面每15~30m设一台，当四面长小于15m时，应设一台；

　　3 缓冲罐排水口或阀组和检测器距离，宜为5~7.5m。

　　4．2．5 封闭或半封闭氢气灌瓶间，应在灌装口上方室内最高点易于滞留气体处设检测器。

　　4．2．6 液化烃、甲B、乙A类液体装卸码头，距输油臂水平平面15m范围内，应设一台检测器。

当无法安装检测器时，装卸码头可燃气体检测，应符合本规范第3.0.9要求。

　　4．2．7 有毒气体储运设施有毒气体检测器，应按第4.1.2条和第4.1.3条要求设置。

　　4．3 可燃气体、有毒气体扩散和积聚场所

　　4．3．1 明火加热炉和甲类气体、液化烃设备和在不正常运行时，可能泄漏释放源之间，约距加热炉5m或在防火墙外侧，宜设检测器。

　　4．3．2 控制室、配电室和甲类气体、有毒气体、液化烃、甲B类液体工艺设备组、储运设施相距30m以内，并含有下列条件之一，宜设检测器：

　　1 门窗朝向工艺设备组或储运设施；

　　2 地上敷设仪表电力线缆槽盒或配管进入控制室或配电室。

　　4．3．3 设在2区范围内在线分析仪表间，应设检测器。

　　对于检测比空气轻可燃气体，应于在线分析仪表间内最高点易于积聚可燃气体处设置检测器。

　　4．3．4 不在检测器有效覆盖面积内下列场所，宜设检测器：

　　1 使用或产生液化烃和/或有毒气体工艺装置、储运设施等可能积聚可燃气体、有毒气体地坑及排污沟最低处地面上。

　　2 易于积聚甲类气体、有毒气体“死角”。

　　5 可燃气体和有毒气体检测报警系统

　　5．1 系统组成及技术性能

　　5．1．1 系统最基础组成应包含检测器和报警器组成可燃气体或有毒气体报警仪，或由检测器和指示报警器组成可燃气体或有毒气体检测报警仪，也能够是专用数据采集系统和检测器组成检测报警系统。

　　5．1．2 系统组成应满足以下要求：

　　1 选择mV信号、频率信号或4~20mA信号输出检测器时，指示报警器宜为专用报警控制器；也可选择信号设定器加闪光报警单元组成报警器；至联锁保护系统及报警统计设备信号，宜从报警控制器或信号设定器输出。

　　2 选择触点输出检测器时，报警信号宜直接接至闪光报警系统或联锁保护系统，至报警统计设备信号能够闪光报警系统或联锁保护系统输出。

　　3 可燃气体和/或有毒气体检测报警数据采集系统，宜采取专用数据采集单元或设备，不宜将可燃气体和/或有毒气体检测器接入其它信号采集单元或设备内，避免混用。

　　5．1．3 当选择信号设定器和报警控制器时，应按本规范第3.0.3条要求设置报警统计设备，报警统计设备应含有报警打印及历史数据储存功效。

　　报警统计设备能够是DCS或其它数据采集系统，也可选择专用工业微机或系统。

　　5．1．4 检测器、指示报警器或报警器技术性能，应符合现行《作业环境气体检测报警仪通用技术要求》GB12358相关要求。

　　5．2 检测器选择

　　5．2．1 可燃气体检测器选择，应符合下列要求：

　　1 宜选择催化燃烧型检测器，也可选择其它类型检测器；

　　2 当使用场所空气中含有少许能使催化燃烧型检测元件中毒硫、磷、砷、卤素化合物等介质时，应选择抗毒性催化燃烧型检测器或半导体型检测器；

　　3 氢气检测宜选择电化学型或导体型检测器。

　　5．2．2 有毒气体检测器型式，可依据被检测有毒气体具体特征确定：

　　1 硫化氢、一氧化碳气体可选择定电位电解型或半导体型；

　　2 氯气可选择隔膜电极型、定电位电解型或半导体型；

　　3 氰化氢气体可选择凝胶化电解（电池式）型、隔膜电极型或定电位电解型；

　　4 环氧乙烷、丙烯腈气体可选择半导体型或定电位电解型；

　　5 氯乙烯气体宜选择半导体型或光子电离型。

　　5．2．3 有毒气体检测器选择，应考虑被检测有毒气体和安装环境中可能存在其它气体交叉影响。

　　5．2．4 检测器防爆类型选择，应符合下列要求：

　　1 依据使用场所爆炸危险区域划分，选择检测器防爆类型；

　　2 依据被检测可燃性气体类别、等级、组别选择检测器防爆等级、组别；

　　3 对催化燃烧型检验器，宜选择隔爆型；

　　4 对电化学型检测器和半导体型检测器，可选择隔爆型或本质安全防爆型；

　　5 对电动吸入式采样器应选择隔爆结构。

　　5．2．5 依据使用场所不一样，按以下要求选择检测器采样方法：

　　1 宜采取扩散式检测器。

　　2 下列情况宜采取单点或多点吸入式检测器；

　　a 因少许泄漏有可能引发严重后果场所；

　　b 因为受安装条件和环境条件限制，难于使用扩散式检测器场所；

　　c Ⅰ级（极度危害）有毒气体释放源；

　　d 有毒气体释放源较集中地点。

　　3 采取吸入式有毒气体检测器检测可燃性有毒气体时，宜选择气动吸入式采样系统。

　　5．3 指示报警器或报警器选择

　　5．3．1 指示报警器或报警器应分别含有以下基础功效：

　　1 能为可燃气体或有毒气体检测器及所连接其它部件供电。

　　2 能直接或间接地接收可燃气体和/或有毒气体检测器及其它报警触发部件报警信号，发出声光报警信号，并给予保持。

声报警信号应能手动消除，再次有报警信号输入时仍能发出报警。

　　3 检测可燃气体测量范围：

0~100%LEL；有毒气体测量范围宜为0~3TLV。

在上述测量范围内，指示报警器应能分别给明确指示；采取无测量值指示功效报警器时，应按本规范第3.0.3条要求，将模拟信号引入多点信号巡检仪、DCS或其它仪表设备进行指示。

　　4 指示报警器（报警控制器）应含有为消防设备或联锁保护用开关量输出功效。

　　5 多点式指示报警器或报警器应含有相对独立、互不影响报警功效，并能区分和识别报警场所位号。

　　6 指示报警器或报警器发出报警后，即使环境内气体浓度发生改变，仍应继续报警，只有经确定并采取方法后，才停上报警。

　　7 在下列情况下，指示报警器应能发出和可燃气体或有毒气体浓度报警信号有显著区分声、光故障报警信号：

　　a 指示报警器和检测器之间连线断路；

　　b 检测器内部元件失效；

　　c 指示报警器电源欠压。

　　8 报警统计设备应含有以下功效：

　　a 能统计可燃气体和有毒气体报警时间，计时装置日计时误差不超出30s；

　　b 能显示目前报警部位总数；

　　c 能区分最先报警部位；

　　d 能追索显示以前最少1周内报警部位并区分最先报警部位。

　　5．3．2 报警设定值应依据下列要求确定：

　　1 依据本规范第3.0.2条要求，选择一级或一、二级报警；

　　2 可燃气体一级报警（高限）设定值小于或等于25%LEL；

　　3 可燃气休二级报警（高限）设定值小于或等于50%LEL；

　　4 有毒气体报警设定值宜小于或等于1TLV，当试验用标准气调制困难时，报警设定值可为2TLV以下。

　　5．3．3 指示误差和报警误差应符合下列要求：

　　1 可燃气体指示误差：

指示范围为0~100%LEL时，±5%LEL。

　　2 有毒气体指示误差：

指示范围为0~3TLV时，±10%指示值：

指示范围高于3TLV时，±10%量程值。

　　3 可燃气体报警误差：

±25%设定值以内。

　　4 有毒气体报警误差：

±25%设定值以内。

　　5 电源电压改变小于或等于10%时，指示和报警精度不得降低。

　　5．3．4 检测报警响应时间应符合下列要求：

　　1 可燃气体检测报警：

扩散式小于30s；

　　吸入式小于20s。

　　2 有毒气体检测报警：

扩散式小于60s；

　　吸入式小于30s。

　　6 检测报警仪表安装

　　6．1 检测器安装

　　6．1．1 检测比空气重可燃气体或有毒气体检测器，其安装高度应距地坪（或楼地板）0.3~0.6m。

　　注：

气体密度大于0.97kg/m3（标准状态下）即认为比空气重；气体密度小于0.97kg/m3（标准状态下）即认为比空气轻。

　　6．1．2 检测比空气轻可燃气体或有毒气体检测器，其安装高度宜高出释放源0.5~2m。

　　6．1．3 检测器宜安装在无冲击、无振动、无强电磁场干扰场所，且周围留有大于0.3m净空。

　　6．1．4 检测器安装和接线按制造厂要求要求进行，并应符合防爆仪表安装接线相关要求。

　　6．2 指示报警器或报警器安装

　　6．2．1 当工艺装置或储运设施有中心控制室时，指示报警器或报警器应安装在中心控制室内。

　　6．2．2 当工艺装置或储运设施设有中心控制室以外其它控制室或操作室时，其操作管辖区内设置可燃气体和/或有毒气体指示报警器或报警器，宜安装在该控制室或操作室内；需要时，其报警信号再转送至中心控制室。

　　6．2．3 指示报警器或报警器，应有其对应检测器所在位置指示标牌或检测器分布图。

　　6．2．4 通常报警用报警系统，可使用一般仪表电源供电。

　　6．2．5 下列情况检测报警系统，应采取不间断电源（UPS）供电；

　　1 和自动保护系统相连可燃气体或有毒气体检测；

　　2 人员常去场所可能泄漏Ⅰ级（极度危害）和Ⅱ级（高度危害）有毒气体检测。

　　附录A 可燃气体和有毒气体蒸汽特征表

　　表A 可燃气体、蒸汽特征

　　注：

①本表数值起源基础上以《化学易燃品参考资料》（北京消防研究所译自美国防火手册）为主，并和《压力容器中化学介质毒性危险和爆炸危险程度分类》HGJ43-91、《石油化工工艺计算图表》、《可燃气体报警器》JJG693-90进行了对照，仅调整了部分栏目标数值；②“蒸气密度”一栏是在原“蒸气比重”数值上乘以1.293，其密度为标准状态下。

　　表B 有毒气体、蒸汽特征表

　　注：

①本表中，第1~7项数值起源基础以上《常见化学危险物品安全手册》为主，并和《工业企业卫生标准》TJ36-79及《有毒化学品卫生和安全实用手册》进行了对照，第8项数值来自《石油化工企业设计防火规范》GB50160-92；第9项数值来自《职业性接触毒物危害程度分级》GB5044-85。

　　②环氧乙烷危害程度分级中Ⅱ来自《石油化工企业职业安全卫生设计规范》SH3047-93。

　　用词说明

　　对本规范条文中要求实施严格程度不一样用词，说明以下：

　　1 表示很严格，非这么做不可用词

　　正面词采取“必需”；

　　反面词采取“严禁”。

　　2 表示严格，在正常情况下应这么做用词

　　正面词采取“应”。

　　反面词采取“不应”或“不得”。

　　3 表示许可稍有选择，在条件许可时首先应这么做用词

　　正面词采取“宜”；

　　反面词采取“不宜”。

　　表示有选择，在一定条件下能够这么做，采取“可”。

石油化工企业可燃气体和有毒气体检测报警设计规范

　　CSH3063—1999

　　条文说明

　　1 总则

　　1．0．2 本规范适适用于石油化工企业泄漏可燃气体和有毒气体检测报警设计，包含新建、扩建、改建及原有工艺装置和储运设施不进行任何改动仅增设有毒气体检测报警设计。

　　1．0．3 和本规范相关标准

　　《石油化工企业设计防火规范》GB50160

　　《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》GB50058

　　《作业环境气体检测报警仪通用技术要求》GB12358

　　《中国国家计量检定规程可燃气体检测报警器》JJG693

　　《建筑设计防火规范》GBJ16

　　《工业企业设计卫生标准》TJ36

　　《职业性接触毒物危害程度分级》GB5044

　　《石油化工企业职业安全卫生设计规范》SH3047

　　2 术语、符号

　　2．1．1 按《石油化工企业设计防火规范》GB50160-92要求：

甲类气体是指可燃气体和空气混合物爆炸下限小于10%（体积）气体；液化烃（甲A）是指15℃时蒸气压力大于0.1MPa烃类液体及其它类似液体，比如液化石油气、液化乙烯、液化甲烷、液化环氧乙烷等；甲B类液体是指除甲A以外，闪点小于28℃可燃液体；乙A类液体是指闪点等于或大于28℃至等于45℃可燃液体。

甲B和乙A类液体也可称为易燃液体。

　　因为乙A类液体泄漏后挥发为蒸气或呈气态泄漏，该气体在空气中爆炸下限小于10%（体积）属于甲类气体，可形成爆炸危险区。

不过，该气体易于空气中冷凝，所以扩散距离较近，其危险程度低于甲A、甲B类。

　　可燃气体爆炸浓度上限和下限之差大于20%时作为甲类气体对待，系依据API及欧州等国家标准（对物质火灾危险性分类为甲类）要求，不过中国在制订GB50160-92时，只考虑下限值，不考虑上限差值，所以该物质火灾危险性分类定为乙类。

本规范从防爆检测和报警角度考虑，认为按甲类对待为宜。

　　2．1．2 依据国际TJ36-79要求，氨属车间空气中有害物质，所以是有毒气体，但国家标准GB5044-83中要求，氨属轻度危害，所以本规范不要求检测。

按日本相关标准要求，氨也作为有毒气体进行检测。

　　按中国GBJ16-87和GB50160-92要求，一氧化碳为乙类气体。

因为其爆炸下限和上限之差大于20%，危险性较大。

按国外要求属于甲类气体。

又因一氧化碳气体无色、无味不引发大家警惕、吸入较高浓度引发急性脑缺氧性疾病，损害人体中枢神经。

按国家标准TJ36-79要求，一氧化碳属车间空气有害物质。

按国家标准GB5044-83要求，一氧化碳属Ⅱ级毒物危害程度。

所以本规范将一氧化碳作为有毒气体进行检测。

　　本规范中有毒气体是依据国家标准GB5044-83毒物危害程度分级中极度、高度危害气体，并依据现在有检测仪表而确定。

也参考日本标准要求10种有毒气体。

　　2．1．3 最高许可浓度定义引自TJ36-79第三章表4中注①。

依据国外相关资料介绍，最高许可浓度系指通常人在有害气体环境中，以中等强度天天连续工作八小时，对健康无害环境中有毒气体浓度界限。

　　2．2．1 LEL为Low Explosion Limit缩写。

　　TLV为Threshold Limit Value缩写。

　　3 通常要求

　　3．0．1 本条可燃气体要求是符合GB50160-92第4.6.11条“在使用或产生甲类气体或甲、乙A类液体装置内，宜按区域控制和关键控制相结合标准，设置可燃气体报警器探头”和第5.1.4条“在可能泄漏液化烃场所内，宜设可燃气体报警器探头”要求而且更具体化了。

　　2区及附加2区划分见《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》GB50058-92第2.2.5、第2.3.3、第2.3.4、第2.3.7、第2.3.8、第2.3.9条。

　　3．0．3 在正常运行时人员不得进入危险场所可能有几台检测器是一级或二级报警，仅甲类气体和有毒气体（属Ⅰ或Ⅱ级）释放源进行连续检测、指示、报警、并对报警进行统计或打印，方便随时观察发展趋势和留作档案资料。

　　3．0．4 通常情况下，工艺装置或储运设施控制是操作人员常驻和能够采取方法场所。

不过，不是全部情况全部如此。

比如某厂装卸栈台可燃气体检测报警仪报警器集中安装在远离栈台控制室里，而在栈台上操作室操作人员既看不见也听不到报警信号，更谈不上采取方法了，所以，做了本条要求。

　　3．0．7 本条要求关键是使一旦泄漏可燃气体或有毒气体除本身扩散外又可被风吹到检测器，其机率在整年来说最多。

　　3．0．8 本条要求依据是：

（1）洛阳石化工程企业和辽阳石油化纤企业仪表厂合作进行液化石油气扩散速率经验；

（2）日本《通常高压气体安全规则中LPG安全规则》。

　　依据液化石油气速率试验，室内当释放流率为600L/h（10L/min）时，LPG扩散速度为0.15m/s，泄漏发生1~1.5min内即可检测到，扣除仪表本身响应时间30s后，扩散时间为30~60s，扩散距离4.5~9m。

　　由此推论，一台在室内安装检测器其有效覆盖半径可按4.5~9m考虑。

　　按日本LPG安全规则相关《可燃气体及毒性气体泄漏检测报警器部署》。

　　室内部署轻易泄漏高压气体设备，于易滞留可燃气体场所，在这些设备群周围以10m一个以上百分比计算设置检测器数量。

在室外部署轻易泄漏高压气体设备在邻近高压设备，墙壁及其它构筑物，在坑槽等易于滞留气体场所，在这设备群周围以20m一个以上百分比计算设置检测器数量。

　　上述轻易泄漏高压气体设备通常指压缩机、泵、反应器、储罐等。

　　分析日本要求可折算为：

检测器有效覆盖水平平面半径，在室内为5m，在室外为10m。

　　据有资料报导：

经过试验在泄放量为5~10L/min，连续释放5min，检测器和泄放点最灵敏区为10m以内，有效检测距离是20m。

　　本条要求，可燃气体泄漏30~60s即应响应报警，取其扩散距离平均值即为7.5m。

参考日本要求，室外为室内2倍，故室外有效覆盖水平平面半径为15m。

　　有毒气体检测