石油天然气开采技术标准审指导书(审核员发现现场使用的石油标准汇编)

专家简介：裴炳安，男，中国石化广州工程有限公司（原洛阳院）技术总监。

阅读前思考：

本标准的适用范围有哪些？

扩建项目包含哪些内容？

GB 50116有关条文的核心含义是什么？

GDS工程设计原则有哪些？

中华人民共和国住房和城乡建设部2019年9月25日公告：批准《石油化工可燃气体和有毒气体检测报警设计标准》为国家标准，标准号为GB/T 50493-2019，自2020年1月1日起实施。原国家标准《石油化工可燃气体和有毒气体检测报警设计规范》GB 50493-2009同时废止。

一

标准实施中有关问题

1.标准适用范围

本标准适用于石油化工新建、扩建工程中可燃气体和有毒气体检测报警系统(GDS)的设计（GDS设计除应满足本标准外，还应符合国家现行法律法规和有关管理规定及标准规范要求）。

注意：本标准虽然不适用于在役装置，但各地应急管理部门对在役装置安全检查时，经常要求GDS按独立设置进行整改，如果按安监局116 号文要求，GDS是必须独立设置的，116号文没有明确装置性质。

条文解释：

本标准不适用于海上石油天然气开采和加工平台区域。石油化工改建工程、化工装置和以煤为原料制取燃料及化工产品的工厂或装置、工厂分析化验室区域可参考使用。

概念讲解：

扩建项目（适用） ：

■ 新建设的项目相对独立，与现有项目的技术、工艺、主要装置(设施) 都相同，且产生或使用的危险化学品种类也都相同。

■ 新建设项目相对独立，与现有项目的技术、工艺、主要装置(设施) 都相同，但产生或使用的危险化学品种类与现有项目不同。改建项目（可参考使用）：

■ 在原址上更新技术、工艺、主要装置(设施)，生产或使用的危险化学品种类与原有项目不同；

■ 在原址上更新技术、工艺、主要装置(设施)，生产或使用的危化品种类与原有项目相同。

2.多组分混合气体检测

（1）可燃气体与有毒气体同时存在的多组分混合气体，泄漏时可燃气体浓度和有毒气体浓度有可能同时达到报警设定值，应分别设置可燃气体及有毒气体探测器。如果介质组分较为稳定，也可以用介质中的一种或一类组分，代替该混合气体的主要介质组分，设置或分别设置可燃气体和/ 或有毒气体探测器。

（2）含有多种有毒气体组分的混合气体，或不同工况下泄漏气体的组成差异较大时，如果泄漏后各毒性气体组分的浓度都有可能达到各组分的报警设定值，为确保生产安全，应分别设置有毒气体探 测器。

3.现场区域警报器设置

现场区域警报器宜根据装置占地面积、设备及建构筑物布置、释放源理化性质和现场空气流动特点设置，区域警报器应有声光报警功能。

当报警分区内探测器数量少于10个，环境噪声低于85dBA时，如果探测器自带一体化声光报警器，可不设置区域报警器；如果探测器不带一体化声光警报器，仍需设置区域报警器。

当报警分区内探测器数量小于10个，环境噪声超过85dBA时，不管探测器是否自带一体化声光报警器，为了警示现场工作人员，在生产现场主要出入口和高噪声区等部位，都应设置区域警报器。

当报警分区内探测器数量大于10 个时，不管环境噪音是否低于85dBA，不管探测器是否自带一体化声光警报器，报警分区内都应设置区域报警器。

有人进入巡检操作，且可能出现可燃气体或有毒气体积聚的压缩机厂房、泵房、筒(料)仓、分析小屋、分析化验室等相对封闭场所，应在其出、入口等醒目位置，设置区域声光警报器，提醒巡检人员注意该场所存在气体泄漏风险。

4.气体探测器证书要求

原条文3.0.5 规定：可燃气体探测器必须取得国家指定机构或其授权检验单位的计量器具型式批准证书、防爆合格证和消防产品型式试验检测报告；国家法规有要求的有毒气体探测器必须取得国家指定机构或其授权检验单位的计量器具型式批准证书。安装在爆炸危险场所的有毒气体探测器还应取得国家指定机构或其授权检验单位的防爆合格证。

根据国家市场监管总局最新要求，条文3.05探测器认证要求更正如下：

（1）可燃气体探测器取消计量器具型式批准证书要求，防爆合格证改为防爆CCC认证；

（2）有毒气体探测器防爆合格证改为防爆CCC认证。

有关情况说明：

根据市场监管总局2020年第42号《关于调整实施强制管理的计量器具目录的公告》要求，可燃气体探测器不再办理计量器具型式批准，国家法规有要求的有毒气体探测器（SO2、H2S、CO）应办理计量器具型式批准。

根据市场监管总局2019年第34号《关于防爆电气等产品由生产许可转为强制性产品认证管理实施要求的公告》要求，防爆电气正式纳入国家强制性产品认证（CCC）范畴，防爆CCC认证正式取代防爆生产许可证，防爆电气作为特殊行业产品，国家认监委对防爆CCC证书有指定的发证机构。

气体探测器证书要求：

（1）可燃气体探测器：防爆CCC证书、消防产品型式试验检测报告(必须 有)、消防产品认证证书(自愿取证)。

（2）有毒气体探测器：防爆CCC证书、计量器具型式批准证书(SO2、H2S、 CO)。

国家认监委防爆电气CCC认证指定发证机构(共6家):

① CQC – 中国质量认证中心；

② CQM– 方圆标志认证集团有限公司；

③ CNEX – 南阳防爆电气研究所有限公司；

④ NEPSI – 上海仪器仪表自控系统检验测试有限公司；

⑤ PCEC – 中创新海（天津）认证服务有限公司；

⑥ JEXM– 佳木斯防爆电机研究所。

5.释放源判定

(1)气体压缩机和液体泵的动密封；

(2)液体采样口和气体采样口；

(3)液体/气体排液(水)口和放空口；

(4)经常拆卸的法兰和经常操作的阀门组。

条文解释：

根据《爆炸危险环境电力装置设计规范》GB50058规定，释放源应按物质的释放频繁程度和持续时间长短分为连续释放源、第一级释放源和第 二级释放源。第一级释放源：在正常运转时周期或偶然释放；第二级释放源：在正常情况下不会释放，即使释放也仅是偶尔短时释放。

可燃气体和有毒气体探测器检测的主要对象是属于第二级释放源的设备或场所。

“经常拆卸的法兰”是指工艺操作需要，每班或每天都要进行拆卸操作的法兰，不是指开停工或事故处理工况下拆卸操作的法兰。

“经常操作的阀门组”是指每班或每天都需进行操作的阀门，经常不动作的阀门，如：装置或设备进、出口的切断阀或隔离阀，不在此列。从概率上说，经常操作的阀门，泄漏概率远大于经常不动作的阀门。

因此，经常操作的液体或气体采样口、液体排污口、气体放空口、经常拆卸的法兰、经常操作的阀门组（包括调节阀组）等，都属于释放源，气体探测器的设置应能覆盖并及时检测到这些释放源泄漏的气体。

标准要求在“释放源周围设置检测点”，目的是为了保证探测器的检测范围覆盖附近的所有释放源，标准不要求在每个可燃气体释放源都设 置 探测器。

6.空调引风口探测器联锁

条文4.4.3内容：控制室、机柜间的空调新风引风口等可燃气体和有毒气体有可能进入建筑物的地方，应设置应设可燃气体和(或)有毒气体探测器

在控制室、机柜间空调新风引风口设置可燃气体和有毒气体探测器， 目的是为了防止将可燃气体和有毒气体吸入室内，一旦检测到新风引风口可燃气体或有毒气体浓度超标，需要立刻联锁关闭新风管道阀门。

在工程设计中，空调引风口探测器联锁方案通常有两种，一是联锁功能由空调机成套配带的PLC完成；二是联锁功能由SIS完成。无论采用哪种方案，新风口气体检测信号都应送到GDS进行显示和报警。有毒气体探测器类型和数量根据新风引入口可能出现的有毒气体特性确定。

7.有毒气体定义及范围

本标准中的有毒气体是指：劳动者在职业活动中，皮肤接触或呼吸到这些气体时，可能会导致死亡或对身体造成永久性健康伤害的毒性气体或毒性蒸气。国家其它职业健康卫生标准所列的、长期接触可导致慢性中毒的化学有害气体或蒸气，不属于本标准定义的有毒气体。

本标准附录B所列的有毒气体、蒸气，均为石油化工企业常见的剧毒、 高毒类介质，有关数据来源及参考资料如下：

(1)卫法监发〔2003〕142号《高毒物品目录》(54种有毒气体或蒸气)；

(2)《工作场所有害因素职业接触限值第1部分：化学有害因素》GBZ2.1- 2019（358种有毒气体或蒸气） ；

(3)《化学品分类和标签规范第18部分：急性毒性》GB 30000.18-2013（1 类、2类急性有毒气体定义）。

与有毒气体有关的其它相关标准：

(1)《工作场所有害因素职业接触限值第1部分：化学有害因素》 GBZ2.1- 2019

国家卫生健康委员会标准，规定了工作场所职业接触化学有害因素的卫生要求、检测评价及控制原则，适用于工业企业卫生设计及工作场所化学有害因素职业接触的管理、控制和职业卫生监督检查等。标准给出了358种工业场所空气中化学因素有害气体的职业接触限值 (OEL) ；

(2)《工作场所有毒气体检测报警装置设置规范》GBZ/T 223-2009

国家卫生部标准，根据《中华人民共和国职业病防治法》制定， 标准规定了56种有毒气体、蒸气的预报警值和探测器选型要求；

(3)《工业企业设计卫生标准》GBZ1-2010

国家卫生部标准，适用于企业的卫生设计及职业病危害评价。该标准第6.1.6.3规定，有毒气体的预报警值为MAC或PC-STEL的1/2，警报值 (相当于GB/T50493中的一级报警设定值)为MAC或PC-STEL。

GB/T 50493-2019是与企业安全生产有关的安全类标准，标准中的有毒气体是指《高毒物品目录》中所列的54种有毒气体和GBZ2.1-2019所列的358种有毒气体中符合GB 30000.18-2013定义的1类、2类（吞咽、吸入或皮肤接触可致人死亡）急性有毒气体。

GBZ/T 223-2009中所列的56种有毒气体和GBZ 2.1-2019中所列的358种 化学有害气体，不是GB/T 50493-2019判断有毒气体的依据，GBZ/T 223- 2009和GBZ 2.1-2019中提供的有毒气体的OEL值，可作为GB/T 50493-2019 有毒气体报警设定值的参考依据。

随着现场仪表检测手段和测量技术的不断发展，当市场提供的探测器技术指标能够满足其其它有毒气体测量精度要求时，企业可根据需要扩大常用有毒气体的检测范围，GB/T 50493-2019中未列出的其它有毒气体OEL值或IDLH值，可参考GBZ/T 223-2009或GBZ2.1-2019执行。

GBZ2.1–2019和GB/T 50493–2019中，有毒气体职业接触限值OEL的计算单位都是用mg/m3表示的，与ppm的换算关系如下：

附录B 常见有毒气体、蒸气特性

说明：

（1）表中测量红色物质名称的探测器必须取得计量器具型式批准证书；

（2）表中红色OEL值为更正原标准印刷错误后的正确值；

（3）表中蒸气密度为1个标准大气压、20℃条件下的数据，标准纸质版中密度单位有误。

常见有毒气体、蒸气测量范围及报警设定值（个人推荐，仅供参考）

说明：

（1）表中红色OEL值为更正原标准印刷错误后的正确值；

（2）表中涂蓝表格为按OEL值确定的有毒气体测量范围和报警设定值；

（3）表中涂黄表格为按直接致害浓度IDLH值确定的有毒气体测量范围和报警设定值;

（4）表中数据均为1个标准大气压、20℃条件下的换算值。

8.气体探测器测量单位

① 可燃气体探测器测量单位：根据可燃气体爆炸下限LEL值确定。

可燃气体与空气混合并达到一定浓度后，遇明火就会发生爆炸。混合气体发生爆炸时的浓度范围称为爆炸极限，通常用可燃气体在空气中的体积百分比表示。爆炸极限分为爆炸下限（LEL: Lower Explosive Limitied）和爆炸上限（UEL:Upper Explosive Limitied）。混合气体浓度 在爆炸下限和爆炸上限之间时，才会有发生爆炸的危险。低于爆炸下限时，由于燃料浓度不足和过量空气的冷却作用，混合气体遇明火后既不会爆炸，也不会燃烧；超过爆炸上限度时，由于燃料浓度太高没有足够 的空气支持燃烧，混合气体遇明火后只会燃烧，但不会爆炸。

② 有毒气体探测器测量单位：根据有毒气体职业接触限值OEL值确定。

有毒气体的三种职业接触限值（OEL）数值由低到高依次为：最高容许浓度MAC、时间加权平均容许浓度PC-TWA（每天8小时，每周5 天）、短时间接触容许浓度PC-STEL（15分钟）。根据目前国内、外有毒气体探测器的制造水平，如果采用MAC市场上无探测器可选，在确保操作人员健康安全前提下，同时有多个职业接触限值的有毒气体，应按MAC、PC-TWA、PC-STEL优先顺序选用；没有提供OEL值的有毒气体，可按直接致死浓度IDLH选用。

③ 线性可燃气体探测器测量单位：LEL.m

线型探测器是一种开放式、用于检测直线路径中可燃气体云团的探测器，常见的线型探测器有红外型和激光型。线性探测器的测量单位为 LEL.m。LEL.m的含义是：光所经过气团的平均浓度（以LEL为单位）与气团沿光路长度（以m为单位）的乘积。例如：20ｍ长度、５％LEL浓度的气团，探测器测量值为1LEL/m；10m长度、10%LEL浓度的气团，探测器测量值也为1LEL/m。线型探测器只能用于定性检测可燃气体的泄漏情况。线型可燃气体探测器的测量范围为：0～5 LEL.m；一级报警设定值宜为 1LEL.m；二级报警设定值宜为2 LEL.m。

二

有关国家标准及法规要求

1.《火灾自动报警系统设计规范》GB 50116有关条文

④ 8.1.4条：可燃气体报警控制器的报警信息和故障信息，应在消防控制室图形显示装置或起集中报警控制功能的火灾报警控制器上显示， 但该类信息与火灾报警信息应有区别。

⑤ 8.1.5条：可燃气体报警控制器发出报警信号时，应能启动保护区域的火灾声光警报器。

⑥ 8.1.6条：可燃气体探测报警系统保护区域内有联动和警报要求时， 应由可燃气体报警控制器或消防联动控制器联动实现。

GB 50116有关条文的核心含义：

（1）GDS应独立设置；

（2）可燃气体探测器信号不能接入电气火灾报警控制系统；

（3）可燃气体报警信号和GDS故障信息，应送到消防控制室显示。

2.国家安全监管总局《关于加强化工安全仪表系统管理的指导意见》安监总管三〔2014〕116号有关要求。

化工安全仪表系统（SIS）包括安全联锁系统、紧急停车系统和有毒有害、可燃气体及火灾检测保护系统等。安全仪表系统独立于过程控制系统 （例如分散控制系统等），生产正常时处于休眠或静止状态，一旦生产装置或设施出现可能导致安全事故的情况时，能够瞬间准确动作，使生产过 程安全停止运行或自动导入预定的安全状态。根据安全仪表功能失效产生的后果及风险，将安全仪表功能划分为不同的安全完整性等级（SIL1～ SIL4，最高为SIL4级）。不同等级安全仪表回路在设计、制造、安装调试和操作维护方面技术要求不同。

严格按照相关标准设计和实施有毒有害和可燃气体检测保护系统，为确保其功能可靠，相关系统应独立于基本过程控制系统。

安监总管三〔2014〕116号有关要求的核心含义：

（1）GDS应独立于基本过程控制系统；

（2）GDS应严格按照相关标准设计和实施。

116号文有关要求理解：

化工安全仪表系统（SIS）包括安全联锁系统、紧急停车系统和有毒有害、可燃气体及火灾检测保护系统等。安全仪表系统独立于过程控制系统（例如分散控 制 系统等），生产正常时处于休眠或静止状态，一旦生产装置或设施出现可能导致安全事故的情况时，能够瞬间准确动作，使生产过程安全停止运行或自动导入预定的安全状态。

（1）对照前后文内容可以看出，116号文对安全仪表系统的要求是针对“安全联锁系统、紧急停车系统”而言的，这类系统生产正常时处于休眠或静止状态。

（2）GDS和火灾检测报警系统属于与安全有关的系统，无论生产正常或停工检修， 这类系统都必须投用且正常运行，不能像安全联锁或紧急停车系统那样处于休眠或静止状态， GDS和火灾检测报警系统与SIS有着本质的区别。

（3）国外工艺包中，专利商经常将可燃气体和火灾检测报警系统合并设计为FGS， FGS需完成一些安全联锁或消防联动功能，FGS控制器与SIS一样采用具有SIL认证的PLC，116号文中提及的“有毒有害、可燃气体及火灾检测保护系统”如果设计为FGS，其控制器应采用具有SIL认证的PLC。

三

GDS工程设计原则

根据GB/T50493、GB50116及安监总管三〔2014〕116号文有关规定及要 求，可燃气体和有毒气体检测报警系统(GDS)应按下列原则进行设计：

1. GDS应独立于过程控制系统（包括DCS、SIS等）单独设置。

2. GDS应由可燃气体或有毒气体探测器、现场区域警报器和室内报警控制单元（GDS控制器）、GDS室内警报器等组成。现场有毒气体探测器宜带一体化声光报警器，可燃气体探测器可带一体化声光报警器。

3. GDS控制器应采用独立设置的以微处理器为基础的电子产品。如：PLC、专用报警控制器、DCS控制器等 。

4. 现场探测器发出二级报警信号时，应触发安装在现场相应报警分区的区域警报器和安装在控制室操作分区的室内警报器。

5. 可燃气体二级报警信号和GDS控制器的故障信号，应送至消防控制室进行图形显示和报警。--可以设置一台独立的显示器。

6. 可燃气体探测器参与消防联动时，探测器信号应先送至取得消防产品型式试验检测报告的专用报警控制器，消防联动信号由报警控制器输出至消防控制室的火灾报警控制器，消防联动功能应由火灾报警控制器实施和完成。

7. 可燃气体探测器信号不能直接接入火灾报警控制器的输入回路。

8. 可燃气体或有毒气体检测信号作为安全仪表系统（SIS）的输入时， 探测器应独立设置，探测器硬件配置应根据SIF回路的SIL定级结果确定，并满足《石油化工安全仪表系统设计规范》GB/T 50770有 关规定。

说明：

探测器信号用于警示报警时，GDS报警控制单元采用独立设置的以微 处理器为基础的电子产品即可，既不需要取得SIL认证，也不需要取得消防产品型式试验检测报告；探测器信号用于消防联动时，GDS报警控制单元应采用取得国家消防电子产品质量监督检验中心型式试验检测报告的专用可燃气体报警控制器；探测器信号作为安全仪表系统SIS的输入时， 探测器应独立设置，探测器配置应根据SIL回路定级结果确定，并满足《石 油化工安全仪表系统设计规范》GB/T 50770有关规定。

GDS、SIS和火灾报警系统在安全保护中的作用

4

结束语

在石油化工生产过程中，GDS起预警作用；SIS在生产正常时处于休眠或静止状态，发生事故或生产异常时联锁动作，使生产过程进入预定的安全运行状态或紧急停车；火灾报警控制系统承担火灾后的紧急处置功能，防止事故进一步扩大。

在工程设计中，应根据GB/T 50493、GB50116和安监总管三〔2014〕116号文有关规定及要求，分别独立设置GDS、SIS和火灾报警控制系统。

说明：本文内容是根据裴炳安先生于2021年9月9日在重庆“第三届西南地区化工企业自动化与安全仪表系统改造技术论坛”上发表的大会报告所整理。