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GBT 20801.6-2020 压力管道规范 工业管道 第6部分：安全防护.pdfGB/T20801.62020
4.4安全泄放装置的选用
4.4.1安全泄放装置应考虑泄放介质、过程超压工况以及安全泄放装置的性能，选用合适的安全泄放 装置形式，参见附录C。安全泄放装置的选用应符合相关标准的规定， 4.4.2安全泄放装置产品应符合TSGZF001和TSGZF003以及GB/T12242等相关标准的规定
5.1.1阻火器产品和应用应符合ISO16852和PDCEN/TR16793等相关标准的规定。 5.1.2在工艺装置中JGJ／T 464-2019 建筑门窗安装工职业技能标准，有大量潜在爆炸性环境的非电气设备以及管道系统。阻火器是非电气设备防爆 的主要安全防护装置，具有防止爆炸、阻止爆炸通过管道蔓延以及防止爆燃发展成爆轰的作用。阻火器 的类别和选用参见附录D
5.3可燃气体和蒸气的MESG和爆炸级别
气的MESG。 纯组分与多组分可燃气体与蒸气的MESG和爆炸级别参见附录E
表3爆炸级别和相对应的MESG及试验气体
6.1.1大型、液化气体及急性毒性类别1和类别2化学品等重点储罐出口端宜设置火灾紧急切断阀。 6.1.2大量储存各种危险化学品的港口码头、车站和物流公司等仓储区的大型危险化学品储罐，宜设 置机械紧急切断阀等火灾紧急切断阀（FEBV）
6.2.1机械联锁是防范因人为失误造成重大事故的高完整性安全保护装置。产品应符合GB/T15706 等相关标准的规定
采取安全防护措施时，应考虑以下因素： a）由流体性质以及操作压力和操作温度确定的流体危险性； b）由管道材料、结构、连接形式及其安全运行经验确定的管道安全性； c）管道一旦发生损坏或泄漏，导致流体的泄漏量及其对周围环境、设备造成的危害程度 d）管道事故对操作人员、维修人员和一切可能接触人员的危害程度
7.2 工厂布置中的安全防护
7.2.1露天化的设备布置应符合以下规定： a）生产区和居民区之间、装置之间，建、构筑物之间以及设备之间应保持一定的安全距离； b） 装置内的主要行车道、消防通道以及安全疏散通道的设置应符合GB50984、GB50160和 GB50016的规定； c） 应对接近生产装置的人员予以控制； d）应设置必要的坡度、排放沟、防火堤和隔堤。 7.2.2可燃、有毒流体应排入封闭系统内，不得直接排入下水道及大气，
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7.2.3密度比环境空气大的可燃气体应排人火炬系统，密度比环境空气小的可燃气体，在不允许设置 火炬及符合卫生标准的情况下，可排入大气。 7.2.4可燃气体管道的放空管管口及安全泄放装置的排放位置应符合GB50160、GB50984及 GB31571的规定。 7.2.5架空管道穿过道路、铁路及人行道等的净空高度，以及外管廊的管架边缘至建筑物或其他设施 的水平距离应符合GB50160、GB50016及GB50984的规定，管道与高压电力线路间交叉净距应符合 架空线路相关标准的规定。 7.2.6位于通道、道路和铁路上方的管道不应安装阀门、法兰、螺纹接头以及带有填料的补偿器等可能 发生泄漏的管道组成件， 7.2.7在可通行管沟内不得布置GC1级管道
7.3.1应建立各项安全生产管理制度，包括生产责任制，安全生产和维修人员教育和培训制度，有危险 性工作的操作许可制度（如动火规程等），安全生产检查制度，事故调查、报告和责任制度以及安全监察 制度等。 7.3.2应制定安全可靠的开、停车和正常操作的规程，以及停水、停电等情况下事故停车的程序，以尽 可能减少对管道的损害和减少操作人员、维修人员及其他人员接触危险性管道的可能性。 7.3.3建立管道管理系统数据库，包括管道目录库、管道故障记录库、管道检测报告库以及管道检修报 告库等。
7.4安全防护设施和措施
7.4.1火火消防系统和喷淋设施应包括建构筑物的防火墙、防爆墙等防火结构，去除有毒、腐蚀性或可 然性蒸气的通风装置、遥测和遥控装置以及储存或回收装置、火炬或焚烧炉等紧急处理有害物质的 设施。 7.4.2在脆性材料管道系统或法兰、接头、阀盖、仪表或视镜处应设置保护罩，以限制和减小泄漏的危 售程度。 7.4.3当充满液体的管道可能发生“水锤”现象，或在存有可压缩性流体的管道中可能发生“汽锤”的情 兄下，宜根据流体力学分析结果，采取适当的防护措施。 7.4.4应采用自动或遥控的紧急切断、过流量阀、附加的切断阀、限流孔板或自动关闭压力源等方法限 制流体泄漏的数量和速度。 7.4.5处理事故用的紧急放空、事故隔离、消防蒸汽、消防栓等阀门，应布置在安全、明显、方便操作的 地方。 7.4.6进出装置的可燃、有毒物料管道，应在界区边界处设置切断阀，并在装置侧设“8”字盲板，以防止 发生火灾时相互影响 7.4.7应设置必要的防护面罩、防毒面具、应急呼吸系统、专用药剂、便携式可燃和有毒气体检测报警 系统等卫生安全设备，在可能造成人体意外伤害的排放点或泄漏点附近应设置紧急淋浴和洗眼器 7.4.8有辐射性的流体管道，应设置屏蔽保护和自动报警系统，并配置专用的面具、手套和防护服等。 7.4.9对爆炸、火灾危险场所内可能产生静电危险的管道系统，均应采取静电接地措施。如可通过设 备、管道及土建结构的接地网接地，法兰跨接。其他防静电要求应符合GB12158的规定。 7.4.10盲板设置应符合下列规定： a）当装置停运维修时，对装置外可能继续运行的管道，在装置边界处除设置切断阀外，还应在阀
a）当装置停运维修时，对装置外可能继续运行的管道，在装置边界处除设置切断阀外，还应在 门靠装置一侧的法兰处设置盲板； b）当运行中的设备需切断检修时，应在阀门与设备之间法兰接头处设置盲板。当有毒、可燃流
管道、阀门与盲板之间装有放空阀时，对于放空阀后 7.4.11 蒸气、空气、氮气等公用工程管道与GC1级、GC2级管道连接时，应符合下列规定： a) 连续使用的公用工程管道上应设止回阀，并在其根部设切断阀； b） 间歇使用的公用工程管道上应设两道切断阀，并在两阀间设检查阀。 7.4.12生产装置内的建、构筑物防雷措施应符合GB50057的规定。露天布置的塔器、容器，或可燃气 体、液体和粉尘的储罐与料仓，可能泄放或泄漏可燃气体或粉尘的储罐和料仓，防雷措施和/或防雷接地 设施应符合GB50057的规定
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附录A （资料性附录） 安全保护层分析 A.1工业压力管道系统的安全运行，需多层次的安全防护。典型的安全保护层图如图A.1所示。每个 安全保护层应是独立的，由里层至外层，事故后果逐层升高。 A.2图A.1中第6层是本部分定义为安全保护装置的物理（机械）保护装置。该层在自控仪表和人工 干预失效时起防护作用，是防止事故发生或减轻事故损失的最后一道屏障
GB/T20801.6—20209.社区应急响应（应急广播和通信系统、应急疏散和救援系统等）8.工厂范围的应急响应（工厂消防系统、医疗救护系统等）7.保护装置都失效后的保护设施（安全距离、安全壳、防火墙、防爆墙、防护堤、防护罩、喷淋系统和洗眼器等）6.物理（机械）保护装置（安全泄放装置、阻火器、火灾紧急切断阀和机械联锁装置等）5.安全仪表系统（SIS）(HIPS、ESD、EDP、BMS等）4.DCS联锁装置（紧急切断、停车、切换等）3.DCS危险报警（声、光警示）和操作人员干预2.基本过程控制系统（BPCS）和操作程序(DCS仪表、控制系统，以及操作规程、开停车、培训和维护等管理制度)1.良好的过程（装置）设计和工程（按法规、规范、标准和本质安全的要求设计、制造、安装、检验和试运行等）图A.1典型的安全保护层图13
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附录B （资料性附录） 安全泄放装置的计算
A 安全泄放装置的最小泄放面积，单位为平方毫米（mm²）。 A， 容器受热面积，单位为平方米（m）。 C 一气体特性系数，可查表B.1或按C=520，k 求取 +1 C 液体比定压热容，单位为千焦每千克开尔文[kJ/（kg·K)]。 液体的相对密度。 系数； 地面以下用沙土覆盖时，F=0.3； 地面上时，F=1.0； 大于10L/（m²·min）喷淋装置下时，F=0.6。 C 质量流率，单位为千克每秒平方米[kg/（s·m²）] H 最大输人热量，单位为千焦每小时（kJ/h）； K 安全泄放装置有效泄放系数； 在初步选用计算中有效泄放系数K时可采用： 安全阀：气体和蒸气为0.975，液体为0.62，二相流计算中轻微过冷液体为0.65，二相混 合物和饱和液体为0.85； 爆破片装置：气体K值与爆破片装置入口管道形状有关，如图B.1所示，当管道形状 不易确定时取0.62；液体取0.62； 爆破针阀：气体为0.8，液体为0.68。 安全泄放装置产品的额定泄放系数是制造商按相关标准试验的平均系数乘以0.90确 定的，并经第三方认证，其值小于有效泄放系数。 Kb,Kw一 安全阀的背压校正系数。Kb用于气体、蒸气和二相混合物，K用于液体。波纹管型 安全阀的K和K由制造商提供或参照GB/T24921.1确定。背压与设定压力的表 压比小于10%的临界流动气体用或液体用普通型安全阀、临界流动气体用或液体用先 导型安全阀，以及爆破片装置和爆破针阀K和K均为1.0。 K。 安全阀的组合校正系数。安全阀上游安装爆破片装置或爆破针阀时K。二0.9，不安装 时 K=1.0。 气体绝热指数。 M 气体的摩尔质量，单位为千克每千摩尔（kg/kmol）。 二相混合物临界压力（绝压），单位为兆帕（MIPa）。 力 安全泄放装置的最大泄放压力（绝压），单位为兆帕（MPa）。 。 安全泄放装置出口侧压力（绝压），单位为兆帕（MPa）。 力： 二相混合物的饱和蒸汽压力（绝压），单位为兆帕（MPa）。 Q 二相流计算中的安全泄放量，单位为升每分（L/min）。 S 在泄放压力下，液体汽化潜热，单位为千焦每千克（kJ/kg）
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安全泄放装置的泄放温度，单位为开尔文（K）。 最大泄放压力下介质的饱和温度，单位为摄氏度（℃）。 液体安全泄放量，单位为立方米每小时（m/h）。 进口管最大气体流速，单位为米每秒（m/s）。 安全泄放量，单位为千克每小时（kg/h）。 在最大泄放压力及温度下，气体的压缩系数。 液体的体积膨胀系数，单位为每摄氏度（1/℃），可查表B.2。 保温层厚度，单位为米（m）。 常温下绝热材料的导热系数，单位为干焦每米小时开尔文LkJ/（m·h·K）」 一液体的动力黏度，单位为干克每米秒kg/（m·s）。 从A 当液体黏度等于或小于水的黏度时，取=1。 安全泄放装置人口状态下二相混合物比容，单位为立方米每千克（m/kg）。 安全泄放装置90%人口压力下二相混合物比容，单位为立方米每千克（m/kg）。 一安全泄放装置人口状态下气体密度，单位为千克每立方米（kg/m"）。 安全泄放装置人口状态下液体密度，单位为千克每立方米（kg/m"）。 对应安全泄放装置人口温度下，90%入口液体饱和蒸汽压力。时的二相混合物密度 单位为千克每立方米（kg/m"）。 背压比，7=p。/pd。 临界压力比，。=P/ 饱和蒸汽压力比，=P/Pd。 转变饱和压力比，见式（B.19）。 欧米伽参数，见式（B.12）。 饱和欧米伽参数见式（B.18）
B.2独立压力系统的安全泄放量计算
安全泄放量计算的确定原
当中间无阀门关断的管道系统与相连接的几个设备（容器）一起作为一个独立的被保护压力系统， 用一个或几个设置在容器上或管道上的安全泄放装置保护时，其安全泄放量采用压力容器安全泄放量 的计算方法，但应将管道系统和相连接的容器都包括在内。 单纯的管道系统的超压主要发生在充满液体的封闭管道系统中，液体受热膨胀可能发生超压。若 安全泄放装置设定压力大于液体蒸 按液体汽化计算
B.2.2压缩气体和蒸气的安全泄放量
B.2.2.1蒸气发生器等产生蒸气换热设备的系统安全泄放量按式(B.1)计算
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计算。 无绝热保温层时.安全泄放量按式（B.3）计算
无绝热保温层时.安全泄放量按式（B.3)计算
有完善的绝热保温层时，安全泄放量按式（B.4)计算：
3.2非易爆液化气体在无火灾危险的环境下工作时，安全泄放量根据有、无保温层计算，不小 B.3)或式(B.4)计算值的30%。
B.2.4化学反应导致超压的安全泄放量
2.5充满液体的封闭管道系统中液体受热膨胀
在受热后，液体的饱和蒸汽压小于安全泄放装置设定压力（或最大标定爆破压力）时，按 计算：
B.2.6充满液体封闭管道系统中液体受热汽化的安全泄放量
B.3安全泄放装置的最小泄放面积计算
N "时，最小泄放面积按式（B.7)计算： (k+1
B.3.1.2亚临界流动： W.
亚临界流动的波纹管型安全阀应按式(B.7)计算
B.3.2.1饱和蒸气中蒸气含量不小于98%，最大过热度为10℃。 B.3.2.2当力。≤10MPa时，最小泄放面积按式（B.9)计算
B.3.2.1饱和蒸气中蒸气含量不小于98%，最大过热度为10℃
3.3.2.3当10MPa 气压大于安全泄放装置设定压力（或最大标定爆破压力）时，按式（B.6)计算： W,= H/q ·（B.6 W. ZT +++++.+++++++++++++++++( B.7 VM +.+. KKpd a A =0.19 W 33.2pa1 061 对于黏性流体的泄放面积计算程序如下： a）1 假设为非黏性流体，取=1.0，按式（B.11)计算出初始的泄放面积与相应的直径，并向上圆整 到产品系列化规格相近的公称直径及相对应的泄放面积； b 根据a)计算出的圆整后泄放面积按式(B.11)及=1.0计算泄放量W； C） 根据b)计算出的W及a)计算出的圆整后泄放面积按式Re=0.313 计算雷诺数，由图B.2 从A 查得值按式（B.11）重新计算泄放量W。 若W≥W。，则该直径（面积）即为所求的泄放面积；若W b）临界压力比nc，按式（B.13)计算： b）临界压力比n，按式（B.13)计算： n。=[1 + (1.044 6 0.009 343 10.5)0.562 61(0.703 56+0.014 685l) ****.* (B. c）确定临界压力力..按式(B.14)计算： 当p。 e）计算最小泄放面积，按式（B.17） ........................B...5 A = 277.8 KK.K.cC V GB/T20801.62020 B.3.4.3B.3.4.1d)类型的气液二相流的计算步骤如下 a）计算饱和欧米伽参数，按式（B.18） 确定过冷区 p：≥nd，为低过冷区（在喉管上游开始闪蒸）； s 饱和蒸气压力比按式（B.20)计算： 若≤st，则临界压力比=； 当力。≥力。，为临界流动时，按式(B.22)计算： (w—1)(n—n) G 7 Vp.pl X103 .......B.23) w 1) +1 e）计算最小泄放面积.按式（B.26） B.4额定泄放量的验证 上述计算方法仅适用于初步选用计算。在选定产品后，制造商应提供经第三方认证的额定泄放 实际最小泄放面积。用额定泄放系数和实际最小泄放面积验证，额定泄放量应达到或超过安全 GB/T20801.62020 表B.1不同K值气体特性系数C值 表B.220℃的液体体积膨胀系数 GB/T20801.62020 附录C （资料性附录） 安全泄放装置选用 C.1.1适用于清洁、无颗粒、无聚合物和低黏度的介质。 C.1.2按介质的相态（气、液和气液二相流）选用阀门形式和阀门内件结构。对于二相流，在不能确定 泄放量和/或二相的比例时，宜选用调节式先导型阀门。 C.1.3用于变动背压工况，应按背压选用阀门形式。 C.1.4液化天然气等低温工况宜选用密封性良好的先导型阀门。 C.1.5用于容积式压缩机出口管道的阀门宜选用在导压管上设置阻尼器的先导型阀门。 C.1.6 6不适用于失控放热反应的超压、内部爆燃、水锤或汽锤等压力急剧上升的工况 C.2.1适用于失控放热反应等压力迅速上升的工况。 C.2.2 适用于含固体颗粒、易沉淀结晶、易聚合和高黏度介质。 C.2.3 适用于急性毒性类别1和类别2、可燃气体和液体等不准许泄漏介质。 C.2.4 适用于使用哈氏合金、锆和钼等特种材料的强腐蚀性介质 C.2.5 适用于泄放量大、压力和/或温度过高或过低等不宜用安全阀的场合， C.2.6 不宜用于泄放大量有害物质造成重大安全和环境后果的场合， C.2.7 不宜用于系统压力和/或温度循环工况导致爆破片拉伸疲劳破坏的场合。 C.2.8 不宜用于有变动附加背压的场合。 C.2.9 爆破片装置形式应根据泄放介质和超压工况特征选用： a 用于爆炸性环境时，应确保爆破时不产生火花、静电； b) 用于安全阀上游时，爆破不应产生碎片； c） 用于全液相的液体工况； d）用于高黏度、易聚合、易结垢工况时，宜选用能横向冲刷表面的正拱形爆破片。 C.2.1适用于失控放热反应等压力迅速上升的工况。 C.2.2 适用于含固体颗粒、易沉淀结晶、易聚合和高黏度介质。 C.2.3 适用于急性毒性类别1和类别2、可燃气体和液体等不准许泄漏介质。 C.2.4 适用于使用哈氏合金、锆和钼等特种材料的强腐蚀性介质 C.2.5 适用于泄放量大、压力和/或温度过高或过低等不宜用安全阀的场合。 C.2.6 不宜用于泄放大量有害物质造成重大安全和环境后果的场合， C.2.7 不宜用于系统压力和/或温度循环工况导致爆破片拉伸疲劳破坏的场合 C.2.8 不宜用于有变动附加背压的场合。 C.2.9 爆破片装置形式应根据泄放介质和超压工况特征选用： a 用于爆炸性环境时，应确保爆破时不产生火花、静电； b) 用于安全阀上游时，爆破不应产生碎片； c） 用于全液相的液体工况； d） 用于高黏度易聚合、易结垢工况时，宜选用能横向冲刷表面的正拱形爆 C.3.1适用于爆破片装置的工况皆可用爆破针阀，且性能更稳定，精度更高。爆破针阀开启后可迅速 复位。可在外部更换爆破针，不要求定期检验和更换。 C.3.2 适用于存在变动背压的工况。 C.3.3 适用于压力和/或温度循环工况， C.3.4 适用于高达95%操作比（即最天系统操作压力对爆破压力或弯折压力之比）的工况 C.3.5 适用于单相流和多相流工况。 C.3.6适用于火炬系统和气体回收系统调节阀或阻火器的旁路。 GB/T20801.62020 C.4爆破片装置或爆破针阀与安全阀的组合使用 C.4.1串联使用时，爆破片装置或爆破针阀设置在安全阀入 a） 保护安全阀不受工艺介质腐蚀、堵塞或背压影响； 防止安全阀泄漏； c 减少爆破片破裂后泄放损失； d）安全阀的在线检测。 二.4.2串联使用时，爆破片装置在安全阀出口，保护安全阀不受泄放总管中气体腐蚀。 C.4.3并联使用时，作为备用装置持续超压保护。分级设定几个安全泄放装置适用于泄放量大、可能 有多种超压工况等场合 GB/T20801.6—2020附录D（资料性附录）阻火器类别和选用D.1阻火器类别阻火器类别如图D.1所示。阻火器管端型机械设备管道型（风机、泵等）组件阻爆燃阻爆轰阻爆燃阻爆轰耐长时间燃烧阻稳定爆轰耐短时间爆轰阻稳定爆轰阻不稳定爆轰耐短时间燃烧阻不稳定爆轰不耐稳定爆轰有限流无限流有限流无限流不耐稳定燃烧耐短时间燃烧耐短时间燃烧耐短时间燃烧耐短时间燃烧不耐稳定燃烧不耐稳定燃烧不耐稳定燃烧不耐稳定燃烧图 D.1阻火器的类别D.2阻火器选用D.2.1应根据可燃气体和蒸气MESG、阻火器安装位置、燃烧过程时间、爆炸过程特征、保护端管道特征以及工艺过程要求（设计温度和压力、最大流量、允许压力降和管道布置等)确定阻火器的类别和规格。典型阻火器的选用见图D.2所示。D.2.2阻火器选用的注意事项：a)管端型阻火器不能作为管道型阻火器使用；b)管道型阻火器不耐长时间燃烧；c)管道型阻稳定爆轰阻火器的安装应避开不稳定爆轰位置；d)阻火器产品测试包括阻爆燃/轰性能、耐燃烧时间、流量和压力降等。23 SHT3406-2022石油化工钢制管法兰技术规范.pdfGB/T20801.6—2020图可“24 可燃气体和蒸气的MESG和爆炸级别 MESGmin .....( E.l Z( X: (MESG, MESGmin X: MESGmin ....(E.1 Z( X MESG, MESGmin一一混合物最大试验安全间隙，单位为毫米（mm）； MESG：一一混合物中i组分的最大试验安全间隙，单位为毫米（mm）； X 一混合物中组分i的体积分数。 其中可燃组分从表E.1查得。对于氮气等惰性组分，当其最大体积分数小于0.05时，MESG 值取无穷大；当其最大体积分数大于或等于0.05时，取2。 d 含有催化作用组分的混合气体危险性可能比MESG最小组分更大。 温度升高或压力增加.都会使MESG减小 GTCC-018-2018 43kgm-75kgm钢轨-铁路专用产品质量监督抽查检验实施细则E.1典型的可燃气体和蒸气MESG及爆炸级别 GB/T20801.62020