ICS 13. 100 E 09 备案号：30792—2011
SY
中华人民共和国石油天然气行业标准
SY/T 6515-2010 代替SY/T6515--2001
露天热表面引燃液态烃类及其蒸气的
风险评价
Ignition risk of hydrocarbon liquids and vapors by
hot surfaces in the open air (API RP 2216:2003，MOD)
2011-01-09发布
2011-05-01实施
国家能源局 发布 SY/T 6515--2010
目 次
前言
范围 2 术语和定义 3自燃温度测试
3. 1 概要 3.2自燃温度测试标准 3.3ASTM自燃测试方法 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 4.1设备表面 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APIRP2216：2003技术性差异及其原因参考文献·
I SY/T 6515-2010
前 言
本标准按照GB/T1.1一2009《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/T6515—2001《露天热表面环境中烃类气体的引燃特性》，与SY/T6515—-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）；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APIRP2216：2003《露天热表面引燃液态烃类及其蒸气的风险评价》。
本标准与APIRP2216：2003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（丨）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”，一删除APIRP2216：2003的特别声明、引言内容；原英制计量单位均按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/T6515—2001。
Ⅱ SY/T 6515--2010
露天热表面引燃液态烃类及其蒸气的风险评价
1范围
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auto-ignition 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auto-ignitiontemperature(ArT) -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ASTME659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，要明白刚达到最低自燃温度（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弓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”的定义是明确的，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自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。
1 SY/T 6515-2010
在自燃温度测试中延1min或1min以上的时间是普遍现象，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（或测试表面的面积）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1不同压力下液态烃类的自燃温度
自燃温度（近似值）
液态烃类轻质油压缩机油汽轮机油
力=33标准大气压 176℃(347F) 188℃(370°F) 270℃(521F)
P=1标准大气压 260℃（490F) 308℃ (580F) 371C(700F)
3.3ASTM自燃测试方法
目前使用的ASTM测试标准ASTMD2883和ASTME659均是使用加热玻璃烧瓶方法，这两种ASTM测试都采用热电火焰检测技术，可以侦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于描述自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（AIT）被定义为热焰反应的初始温度。 -冷焰燃烧：样品或其分解产物与氧化剂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）。
可燃或易燃液态烃类物理性质表（如NFPA325）中的自燃温度与AIT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AIT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
室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很大不同，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287℃（550F）和汽油与空气混合物［自燃温度 280℃（536F）进行的小型实验室测试发现，金属表面必须达到760℃（1400F）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酒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。
2 SY/T 6515-2010
表2在空气自然对流条件下进行的室外自燃测试公布的自燃温度（测试时的近似值）
未引发自燃的热表面温度 ℃
烃种类汽油汽轮机油轻石脑油乙醚
℃ 280~425 370 330 160
"F 540~800
F 1000~1335
540~725 650 650 565
700 625 320
1200 1200 1050
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压下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列在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退时间的影响表明，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 100
延迟时间
10 百燃温度
1
5
物质戊烷已烷庚烷
℃ 215 216 202
F 419 421 396
C 297 288 259
℃ 413 384 332
F
"F 775 723 630
567 550 498
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℃（410F）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
m/s 0.3 1. 5 3. 0
ft/s 1. 0 5. 0 10.0
℃ 405 660 775
“F 760 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（MITBE）、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10%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℃（475F）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℃（360F）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
"F 540~~850
℃ 280~455 363 464 257
汽油（60~140辛烷值）
685 867 494 705
纯乙醇纯甲醇柴油
374
甲基叔丁基醚（MTBE）
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、蒸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、柴油和润滑油的固定（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问，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漏，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）。
4 SY/T 6515--2010
5风险评价
5.1 风险评价考虑因素
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，风速和燃烧延迟时间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）弓引起燃烧。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金属的面积）。
此外，还有很多其他因素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℃（360F）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AIT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。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、构造及其他多种因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因素判定为点火源。