I CSl 3．100 E 09 备案号：30792- - 2011 囝n 中华人民共和国石油天然气行业标准 SY／T 6515- - 2010 代替SY／T 651 5 2【) ( ) 1 露天热表面引燃液态烃类及其蒸气的 风险评价 I gni t i on ri sk of hydrocarbon l i qui ds and vapors by hot surf aces i n t he open ai r ( API RP 2216：2003，MOD) 2011- - 01- - 09发布 2011- - 05- - 01实施 国家能源局 发布 1范围⋯ - ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ 2术语和定义 ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ 一 3自燃温度测试⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ · · 3 1概要⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ 3 2自燃温度测试标准⋯ ⋯ 3 3 ASTM自燃测试方法⋯ 一 3 4室外自燃测试⋯ ⋯ ⋯ ⋯ · 3 5汽油与含氧化合物的混合物 4热表面引燃 ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ 目 次 4 1设备表面⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ 一 4 2储罐罐壁 ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ 4 3热表面引发的重油自燃 ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ 5风险评价 ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ - ⋯ - - ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ 5 1风险评价考虑因素⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ - ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ 5 2风险评价注意事项 ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ 附录A( 资料性附录) 本标准与API RP 2216：2003技术性差异及其原因 参考文献⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ SY／T 6515- - 2010 ⋯ 一Ⅱ · · · · · 1 ．．．．1 · · · · · · 1 · · r· · 1 1 · t · 2 · · · · · · 2 · · · · · · · 4 · ⋯ ⋯ d · 4 4 5 5 5 6 7 SY／T 6515- - 2010 前 言 本标准按照GB／T 1 1 2009《标准化工作导则第1部分：标准的结构和编写》给出的规则 起草。 本标准代替sY／T 6515 2001《露天热表面环境中烃类气体的引燃特性》，与SY／T 6515_2001 相比，主要技术变化如下： ——修改了标准名称，由《露天热表面环境中烃类气体的引燃特性》改为《露天热表面引燃液态 烃类及其蒸气的风险评价》； ——增加了“ 术语和定义” ( 见第2章) ； ——删除了“ 工业经验” 的论述( 见2001年版的2 4) ； 一一增加了第3章部分内容( 见3 3) ； ——修改了第3章部分内容( 见3 5，2001年版的2 5) ； ——增加了“ 热表面引燃” ( 见第4章) ； ——增加了“ 风险评价” ( 见第5章) 。 本标准使用重新起草法修改采用API RP 2216：2003《露天热表面引燃液态烃类及其蒸气的风险 评价》。 本标准与API RP 2216：2003相比存在技术性差异，这些差异涉及的条款已通过在其外侧页边 空白位置的垂直单线( ) 进行了标示，附录A中给出了相应技术性差异及其原因的一览表。 本标准还做了下列编辑性修改： ——本“ 推荐作法” 一词改为“ 本标准” ； ——删除API RP 2216：2003的特别声明、引言内容； ——原英制计量单位均接我国法定力量单位进行换算； ——增加了附录A，提供了相应技术性差异及其原因的一览表。 本标准由石油工业安全专业标准化技术委员会提出并归口。 本标准起草单位：石油工业安全专业标准化技术委员会秘书处、中国石油大学( 华东) 、胜利油 田现河采油厂、大庆油田有限责任公司第一采油厂。 本标准主要起草人：史有刚、赵延茂、尹承罡、何牛仔、李强、陈德春、高鹏、周福民。 本标准代替了SY／T 6515- - 2001。 Ⅱ 1范围 SY／T 6515- 2010 露天热表面引燃液态烃类及其蒸气的风险评价 本标准适用于露天环境条件下，由热表面引起的液态烃类及其蒸气的燃烧。 本标准不适用于以下特定条件下的烃类燃烧： ——无热表面时的自燃； ——烃类蒸气与被加热金属或炽热金属( 如焊渣) 接触，或受到排放出的高热烟气的直接冲击而 导致的燃烧； ——被包裹在锈、油浸透的隔热层里面或者热表面被锈覆盖的烃类的自燃。 2术语和定义 下列术语和定义适用于本文件。 2．1 自燃aut o—i gni t i on 在没有外部点火源，如火花或火焰的情况下，由放热氧化反应释放出的热量引发的物质的燃烧 ( 通常是在空气中) 。 2．2 自燃温度aut o—i gni t i on t emperat um{ AI TJ 一种物质的自燃温度是指在没有外部点火源的情况下，引发自我供热的持续燃烧( 放热反应) 所 需的最低温度。在本标准中，它是指在ASTME 659测试方法的特定条件下发生自燃的最低温度。 3自燃温度测试 3．1概要 本标准主要基于自燃温度及其相关因素，研究露天热表面烃类自燃风险的技术信息，当液态烃类 及其蒸气暴露在热表面处或处理高温液态烃类时，清楚其自燃温度是非常重要的。首先，要明白剐达 到最低自燃温度( 某种烃类的自燃温度) 的热表面引燃可燃烃类一般是不可能的。实验性研究、测试 和实际经验表明，露天条件下，热表面必须比公布的最低自燃温度高出数百度才能引燃相对无约束的 烃类蒸气。当烃类接触热表面时是否会产生火焰不仅取决于表面温度，还取决于热表面的面积、几何 形状和周围环境。 3．2自燃温度测试标准 尽管“ 自燃温度” 的定义足明确的，但在对某种烃类进行测试时的测试值会随测试条件及测试方 法的不同而有所不同。同一装置在不同条件下测出的白燃温度也可能会出现很大的差异，还有其他一 些影响自燃温度的变量，如烃类混合物( 如汽油) 的分子结构，烃类蒸气在空气中所占的比例，空间 和热表面的形状、大小和构造．热表面的材料，现场其他材料的类型和反应活性，加热的速度和时间 长短，环境条件，如初始温度和大气压等，不同压力下的液态烃类的自燃温度见表1。 SY／T 6515- - 2010 在自燃温度测试中延迟t ml n或1矾n以上的时同是普遍现象，而延迟时间的长短会对自燃温度 的测试值产生影响；此外，测试容器的体积( 或测试表商的面积) 越大、燃烧产热越多、压力越高、 烃类分子量越大、混合物的导电率越低，自燃温度就越低。所有这些因素都会对精确预测与热表面接 触的烃类自燃所需的条件产生影响。 表l 不同压力下液态烃类的自燃温度 自燃温度( 近似值) 液态烃类 P 1机、准大气压 P=33标准大气ni 轻质油 260℃( 490 T) 176℃( 347t ) 压缩机油 308℃( 580下) 188℃( 37( 】T) 汽轮机油 371℃( 700蕈) 270℃f 521。F) 3．3 ASTM自燃测试方法 目前使用的ASTM测试标准Asl MD2883和ASTME 6f i 9均是使川加热玻璃烧瓶方法，这两 种ASTM测试都采用热电火焰检测技术，可以债测到肉眼无法或很难观察到的不发光或发光极其微 弱的反应。热电方法的使用催生了一系列用j 一描述白燃温度极限的新术语： ——热焰燃烧：样品或其分解产物与氧化剂发生的一种快速的、可自我供热的、有时听得见声响 的气相反应，通常伴随着可见的明亮的黄色或蓝色火焰。自燃温度( AI T) 被定义为热焰反 应的初始温度。 ——冷焰燃烧：样品或其分祭产物与氧化镕q发生的一种速度相对较慢的、可自我供热的、发光极 其微弱的气相反应。冷焰只有在黑暗处才看得见。观察到的冷焰燃烧发生的最低温度被定义 为冷焰反应极限( CFT) 。 ——焰前燃烧；样品或其分解产物与接触到的氧化剂发生的一种慢速的、不发光的气相反应。观 察到的发热气相反应发生的最低温度被定义为焰前反应极限( PRT) 。 町燃或易燃液态烃类物理性质表( 如NFPA325) 中的自燃温度与AI T的值相近。然而，由于 冷焰反应极限( CFT) 和焰前反应极限( PRT) 温度要比AI T略低一些，在评估特定烃类和特定系 统自燃风险或潜在爆炸可能性的时候，均需考虑这两项指标。 3．4室外自燃测试 塞外烃类蒸气的排放所制造出的条件与上述在标准ASTM实验室里进行的自燃温度测试有着很 大的差异。这是由于实际场地条件与实验室条件有银大不同，所以引燃室外烃类蒸气所需的表面温度 与公布的某种烃类的自燃温度有很大差别。 3．4．1室外测试 对相对无约束的丁烷与空气混合物[ 自燃温度2879C( 550下) ] 和汽油与空气混合物[ 自燃温度 280℃( 536下) ] 进行的小型实验室测试发现，金属表面必须达到760℃( 1400。F) 左右才能引发自 燃。在室外存在空气自然对流的条件下进行了一些与实际条件更接近的测试，测试结果见表2，这些 测试的结果既包括喷洒在热表面上的烃类小液滴，也包括排放到热表面上的烃类蒸气与空气的混合 物，在本质上与实验室测试结果是相同的，从而验证了上述小型实验室测试结果的正确性。 表2在空气自然对流条件下进行的室外自燃测试 SY／T 65l S—2010 公布的自燃温度( 测试时的近似值) 木引发自燃的热表嘣温度 烃种类 ℃ 汽油 280～425 汽轮机油 轻石脑油 乙醚 160 在国家标准和技术学会发明的用于进行烃类燃料在不同大气捱F的短期自燃温度测量的另一种测 试方法中，其自燃温度的测定是在稳定气流条件下，并严格控制定量的烃类与空气混合物与加热金属 表面之间的接触时间确定的。在接触时间较短的条件下测出的自燃温度比之前( 接触时间较长，测试 条件控制较宽松) 测出的温度要高。与ASTM条件( 较长时间) 下进行的同种烃类的测试结果相比， 这些测试给出了一系YU4- 略窄一些范围内变化的自燃温度值，这表明了危害的降低。 3．4．2延迟时间的影响 室外液态烃类的燃烧延迟时间的影响表明，被加热时间较短的可燃性混合物发生自燃需要更高的 表面温度。燃烧延迟时间对自燃温度的影响见表3。 表3燃烧延迟时间对自燃温度的影响 延迟时间 自燃温度 物质 ℃ 曾 ℃ 蕾 ℃ 下 戊烷 297 L烷 i 庚烷 3．4．3风速的影响 在室外靠近热表面时，接触时间可能只有几秒甚至几分之一秒，这是因为自然对流会使可燃蒸气 与空气的混合物迅速经过热表面。由于室外条件下的接触时间非常短，所以自燃所需的表面温度要比 公布的最低自燃温度高得多。在风洞中进行的风速对煤油[ 自燃温度210℃( 41( }下) ] 自燃所需表面 温度影响的测试结果见表4。 表4风速在煤油自燃测试中的影响 热表面的风速 引发自燃所需表面温度 l r“ 3 f t／s 下 l 760 j 1220 1425 SY／T 6515- - 2010 3．5汽油与含氧化合物的混合物 乙醇、甲醇和其他含氧化合物还会略微改变车用汽油的自燃温度。甲基叔丁基醚( MTBE) 、乙 醇和甲醇的自燃温度处于汽油的自燃温度范围之内，其自燃温度见表5。测试数据表明，乙醇含量达 到1t 】％的车用汽油的自燃温度与直馏汽油接近。混有乙醇的汽油在与温度高于公布的汽油自燃温度 246℃( 475下) 的热金属表面接触时不会发生燃烧。然而，混有10％甲醇／异丁醇的汽油在温度高于 汽油自燃温度182℃( 360 t ) 时就可能发生自燃( 因为它比汽油／乙醇混合物更充分润湿了热表面) 。 表5车用燃料的自燃温度 自燃温度 燃料种类 ℃ 下 汽油( 60～140辛烷值) 纯乙醇 纯甲醇 柴油 甲基叔丁基醚( MI ' BE) 4热表面引燃 4．1设备表面 在生产单元中，许多可燃和易燃液体、燕气的小规模泄漏和排放均未被周围比该种烃类的最低自 燃温度高出数百度的热设备或未隔热热表面引燃。然而，当烃类液体接触到火炉或其他类似的被直接 点火源加热的热表面时，却发生了燃烧。 4．2储罐罐壁 高闪点烃类储罐的热表面也有可能引起燃烧。在罐周围起火时，储藏少量燃料油、柴油和淘请油 的固定( 锥形) 顶储罐比储存有低闪点产品的储罐更容易发生爆炸。这是因为在火灾发生前，这些储 罐中( 液面上方) 没有蒸气，而火灾发生后，储罐在火的热辐射作用下，储罐内高闪点烃类会蒸发 大量易燃蒸气积聚在液面上方空间，这些蒸气从生成到达到超过爆炸上限的高浓度需要很长一段时 间。如果储罐罐壁在这段时间内被充分加热，达到蒸气自燃温度，而蒸气又处在爆炸浓度范围，就很 有可能发生内部爆炸。 4．3热表面引发的重油自燃 重油，如液压油、车用机油、润滑油和齿轮油会发生热表面起火。例如，当细小的油雾从压力管 道中泄褥，喷到过热的表面上( 如因轴承故障而导致的过热表面上) 时，就会起火。重油油滴或蒸气 与热表面接触足够导致重油分解( 快速裂化) 的一段时间( 时间取决于表面的温度) ，也会引起自燃 ( 比如发动机油溢出并与汽车引擎的高温管道接触时) 。 5风险评价 5．1风险评价考虑因素 SV／T 6515—2010 迄今为止所有的测试都揭示了表面温度必须高出实验室测得的最低自燃温度数百华氏度，才能引 燃露天环境条件下的可燃性蒸气。但是，必须注意在温度低于自燃温度时，也可能发生焰前燃烧和冷 焰燃烧( 见3 3) 。此外，风速和燃烧延迟时问都会对自燃温度产生影响( 见3 4) 。 被加热表面的面积也会对引燃产生影响。被加热表面的面积如果特别小．就不会引起燃烧，而火 焰或较大的火花( 如电火花) 可能在同样的条件下( 同种烃类、同样的温度等) 引起燃烧。这是由于 被加热表面如果太小，温度的升高就无法补偿面积的不足( 比如使用手工工具在钢表面上作业时产生 的小片发热盒属的f 酊积) 。 此外，还有很多其他因索影响接触热表面烃类的自燃温度，其中包括液体在热表面上的蔓延速 度，热表面与烃类之间的热传递速度，液体内部的温度和分子结构变化，周围环境的温度，液体的蒸 发和扩散速度等。这些因素都会对精确预测与热表面接触的烃类自燃所需的条件产生影响。 5．2风险评价注意事项 将热表面判定为自燃的原因常常会导致对实际点火源的错误分析。一般来说，除非表面温度高于 发生燃烧的烃类的最低自燃温度182℃( 360下) 左右，否则不应假设热表面为烃类自燃的原因。测 试数据和现场经验都表明，可燃性烃类蒸气在室外被热表面引燃所需的温度比公布的最低AI T高出 很多。 多年的行业经验证明，在正常作业条件下，液态烃类及其蒸气被热表面引燃的可能性非常小。因 此t 认识和理解室外热表面引发的烃类燃烧的特征和本质，周围环境温度，烃类分子结构．压力，热 表面的面积、材质、温度、构造及其他多种蹦素的影响是非常重要的，这样在调查事故起因时才不至 于将不正确或不恰当的田索判定为点火源。 SV／T 6515- - 2010 附录A ( 资料性附录) 本标准与API RP 2216：2003技术性差异及其原因 表A 1给出了本标准与API RP 2216：2003技术性差异及其原因的一览表。 表A．1本标准与API RP 2216：2003技术性差异及其原因 奉标准的章条编号 技术性差异 原 因 删除叙述性范围内容，对范围进行重新描述 适应我国标准体制和语言习惯 删除两种原始测试方法的描述 该两种测试方法已淘汰 原文265℃( 475 T) 改为246℃( 475。F) ，原文 200℃( 360下) 改为182℃( 360下) 华氏温度与摄氏温度的换算错误 删除美国海r和空军火灾事敞例子 对标准使用无实际意义 按照叙述内容对原标题“ 综述” 、“ 5 1概要” 、“ 5 2 结论” 修改为“ 风险评价” “ 5 1风险评价考虑因 增加n，操作性。突出标准主题 素” 、“ 5 2风险评价注意事项” 参考文献 SY／T 6515- - 2010 [ 1] ASTMD 286 Met hodof t est f or aut ogenousl gni t i ont emperat ures of pet rol eumproduct s ( Wi t hdrawn 1966) [ 2] ASTMD2155 Met hod of t est f or aut oi gni t i on t emperat ure of l i qui d pet rol eumproduct s ( Wi t hdrawn 1980) [ 3] ASTMD 2883 St andard t est met hod f or react i on t hreshol d t删perature o，zi 删耐“ nd sol i d mat eri al s [ 43 ASTME 659 St andard t est met hod f or aut oi gni t i on t emperat ures of l i qui d c^研t i cnb [ 5] NFPA 325 Propert i es of f l am～bl el i qui ds，gases and sol i ds，Nat i onal Fi re Prot㈣ti n Agency，1 Bat t ermarch Park，Qui ncy，Massachuset t s 02260 中华人民共和国 石油天然气行业标准 露天热表面引燃液态烃类及其蒸气的 风险评价 SY／T 6515 2010 石油工业出版社出版 ( 北京安定门外安华里二E一号楼) 石油工业出版社印刷r排版印刷 新华书店北京发行所发行 880× 1230毫米16开率o 75印张21千字印1—2∞0 2011年3月北京第1版2011年3月北京第1敬印尉 书号：155021· 6582定价：8 00元 版权专有不得矗印