5.5.1安全监测有效性评估技术有空间分析法、场景分析法。这两种技术的详细说明参见附录A。 5.5.2空间分析法根据探测器参数或设计要求，采用计算机辅助方法确定探测器在工厂下的空间覆 盖率。 5.5.3场景分析法应根据探测器参数，结合设备及建/构筑物布置、释放源的理化特性、泄漏频率和空 流动等特点，采用数值模拟及计算机辅助分析方法确定探测器在工厂下的场景覆盖率。典型设备的 世漏频率参见附录B。 5.5.4火焰探测器、超声探测器应采用空间分析法进行有效性评估。 5.5.5可燃气体探测器、有毒气体探测器宜采用场景分析法进行有效性评估。空间分析法仅适用于需 要保护区域或设备本身泄漏的覆盖率分析，不适用于扩散气体泄漏覆盖率分析。 注：空间分析法在不深人考虑空气流动影响的场景下执行，适用于室内、设备密集的场所、装置内空间狭小的地方

5.5.4火焰探测器、超声探测器应采用空间分析法进行有效性评估

公路工程安全监测有效性评估流程参考图1

GB/T391732020

安全监测有效性评估流

GB/T39173—2020

安全监测有效性评估工具应包括：三维数字化模型搭建软件、计算流体动力学（CFD)仿真软件和探 则器布局软件。 探测器布局软件能够利用三维数字化模型和计算流体动力学（CFD)仿真结果开展计算，将探测器 的位置和覆盖范围进行可视化展示，并输出量化分析结果。三维数字化模型的搭建方法参见附录C，计 算流体动力学计算方法参见附录D

在进行安全监测有效性评估前，应收集以下资料： 工艺及仪表控制流程图； 介质参数及工艺参数表； 物料平衡组分报告； 工厂总图； 爆炸危险区域划分图； 防火分区图： 设备、设施平面布置图； 探测器安装高度； 探测器平面布置图； 安全监测系统设置原则； 风险量化报告、风险量化表、事件树图； 工厂三维模型； 已运行工厂历史安全事件/事故信息采集； 探测器性能参数； 探测器安装角度（适用于火焰探测器开展有效性评估）； 大气压力、平均温度、风向和风速的历史数据（适用于可燃、有毒气体探测器采用场景分析法开 展有效性评估）； 区域内可闻声背景噪声及超声背景噪声（适用于超声探测器开展有效性评估）。 注1：已建工厂，宜进行现场勘察，以确保峻工图纸的准确性 注2：新建工厂，及时收集与评估相关的工程变更资料，以确保数据收集的准确性

安全监测有效性评估完成后，应根 程形成对应的评估报告，并正式记录形成档案。报告内 应包括： 工程概况； 分析流程描述； 三维模型搭建及坐标定义； 安全监测有效性目标定义； 危险源及危险区域的定义； 探测器设置及参数定义； 泄漏定义和环境定义（适用于可燃、有毒气体探测器采用场景分析法开展安全监测有效性评估） 背景噪声定义（适用于超声探测器安全监测有效性评估）； 探测器覆盖率结果； 建议和优化方案

，开正式记求形成档柔。授告 应包括： 工程概况； 分析流程描述； 三维模型搭建及坐标定义； 安全监测有效性目标定义； 危险源及危险区域的定义； 探测器设置及参数定义； 泄漏定义和环境定义（适用于可燃、有毒气体探测器采用场景分析法开展安全监测有效性评估） 背景噪声定义（适用于超声探测器安全监测有效性评估）； 探测器覆盖率结果； 建议和优化方案，

6火焰探测器安全监测有效性评估

6.1.1火焰探测器有效性评估一般要求应遵循第5章内容。

1.1火焰探测器有效性评估一般要求应遵循第5章内容。 1.2火焰探测器有效性评估需要在危险类型辨识、定义火灾区域、覆盖率计算等方面提出具体要

实施安全监测应对以下参数进行考虑： 潜在泄漏源； 火灾的频率。 注：设备或设施严重拥挤区域的火焰探测，可以考虑减小监测对象区域范围和安装更多的探测器来满足覆盖范围 的要求，或者采用感温火灾探测器作为辅助检测手段。感温火灾探测器选型遵照GB50116一2013，其适用范围 可参见附录E

6.3.1典型烃类装置的火灾区域分级

6.3.1.1烃类装置是用于加工、运输或储存碳氢化合物流体（如石油、天然气、冷凝物、大量柴油燃料或 甲醇）的装置或区域，但不包括： 生产、工艺、钻井、公用设施或生活区外的管道； 燃气涡轮机箱和其他类似的机械外壳。 6.3.1.2在发生火灾可能会导致中等或严重后果的烃类装置内设备周边空间即被定义为I级。火灾可 能会由以下任何一种情况或其组合引起： 燃料（例如，来自压缩机的高压气体或易燃液体）； 确定的火灾风险源（例如，泵和压缩机上的小口径管道或单一密封件）。 6.3.1.3在发生火灾可能会导致一般后果的烃类装置内设备周边空间被定义为Ⅱ级，相对I级而言，此 区域空间火灾严重性较小。 6.3.1.4烃类装置内，Ⅱ级的空间定义适用于以下情况： 燃料闪点高于60℃； 释放压力小于0.1MPa； 液体燃料池的表面积小于50m。 6.3.1.5未分类烃类装置内的空间，分为以下两种情况： I级或Ⅱ级不适用； 没有任何危险燃料源。 现场设发信险区城和小

5.3.1.6现场设备危险区域和火灾区域等级，可按照表1进行划分

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6.3.1.7典型烃类装置的火灾区域分级参见附录F的表F.1

6.3.2确认火灾区域等级

应对烃类装置内的独立设备和特定系统是否存在易燃液体释放和火灾升级的可能性进行评估，包 括6.3.1中涉及的I级，Ⅱ级以及未分类的空间进行评估，

5.3.3.11级区域的风险层是从设备 火墙，则外延空间不超过防火墙 6.3.3.2如果I级区域风险层的边界过于靠近防火分区的边界，则考虑将其边界延伸至防火分区的边 界。防火分区的边界通常是防火墙或开放的空间。 6.3.3.3I级区域的风险层应包含在Ⅱ级区域的风险层中，除非其已经在防火分区的边界处。 5.3.3.4Ⅱ级区域的风险层是从设备或相关液体容器的表面或从I级区域风险层的边界向外延伸至少 3m空间（取决于哪个边界大），如设备靠近防火分区，则外延空间不超过防火分区的边界。 6.3.3.5火灾区域的风险层示意图参见附录F的图F.1。

用户应对每个区域的探测覆盖率要求予以定义。如没有提出具体要求时，在用户认可下采用表2 中覆盖率目标值作为相关风险等级的目标值

表2火焰探测器覆盖率且标值

燃气体探测器安全监测有

7.1.1可燃气体探测器有效性评估一般要求应遵循第5章内容。

危险类型辨识： 定义风险区域（仅适用于空间分析法）； CFD计算和输入（仅适用于场景分析法）； SAG 覆盖率计算

实施安全监测应对以下参数进行考虑： 释放源所在位置、范围； 释放源气体组分； 释放源温度、压力

7.3.1且标气云尺寸

可燃气体气云尺寸选择可照表3。

表3可燃气体气云尺寸

风险层深度示意如图2所示，选择可照表4

7.4CFD计算和输入

7.4.1区域和释放源的选定

图2风险层深度示意图

根据物理位置不同，工厂内可划分一个或多个区域。区域内部可能存在同一种或多种释放源， 不同释放源的泄漏时，需分别执行。

GB/T 39173—2020

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7.4.2泄漏量的定义

根据7.3.2中气云的直径结合风速以及LEL的浓度级别，按式（1)计算出形成目标直径气云所需 本泄漏量：

式中： Q 气体泄漏量，单位为千克每秒（kg/s）； d 气云直径，单位为米（m）； f 100%LEL对应气体体积比； 目标LEL百分比： 泄漏气体密度，单位为千克每立方米（kg/m"）； 风速，单位为米每秒（m/s）。 注：通常LEL百分比取50%作为计算量

7.4.3泄漏位置的定义

如无用户的补充需求，泄漏位置可定义如下： 气体压缩机和液体泵的动密封； 液体采样口和气体采样口； 液体或气体排液（水）口和放空口； 经常拆卸的法兰和经常操作的阀门组。在异常运行时可能泄漏甲类气体，液化烃的设备或 法兰，阀门组

7.4.4环境变量的定义

环境变量包括天气压力、风速、风向和平均温度 风向和风速对气体扩散影响显著，而天气压力和温度在一定范围内对气体扩散影响相对较小， 气体探测器的场景分析应基于实例，其中每种情况具有固定的温度、大气压力、风速、风向、泄漏位 置和泄漏量等特定条件，对不同环境下的场景需要分开定义。 示例：某地区年平均气温为20℃，大气压力为标准大气压，且有8个风向和1个风速定义，环境定义数目为：8（风 向）×1（风速）=8环境定义，

用户应对每个区域的探测覆盖率要求予以定义，如没有提出具体要求时，在用户认可下可以采 中覆盖率目标值作为相关风险等级要求

表5可燃气体探测器覆盖率目标值

8有毒气体探测器安全监测有效性评估

3.1.1有毒气体探测器有效性评估一般要求应遵循第5章内容

8.1.2有毒气体探测器有效性评估需要在以下方面提出具体要求

危险类型辨识； 定义风险区域（仅适用于空间分析法）； CFD计算和输人（仅适用于场景分析法）； 覆盖率计算

实施安全监测应对以下参数进行考虑： 释放源所在位置、范围； 释放源气体组分； 释放源温度、压力

8.3.1月标气云尺寸

有毒气体云团尺寸选择可照表6

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表6有毒气体云团尺寸

风险层深度示意如图3所示，风险层深度选择可照表7

表7有毒气体风险层深度

8.4CFD计算和输入

图3有毒气体风险层深度示意图

根据物理位置不同，工厂内可划分一个或多个区域。区域内部可能存在同一种或多种释放源，当分 析不同释放源的泄漏时.需分别执行

8.4.2泄漏量的定义

8.4.3泄漏位置定义

如无用户的补充需求，泄漏位置可定义如下： 气体压缩机和液体泵的动密封； 液体采样口和气体采样口； 液体或气体排液（水）口和放空口； 经常拆卸的法兰和经常操作的阀门组。在异常运行时可能泄漏甲类气体，液化烃的设备或 法兰，阀门组

8.4.4环境变量的定义

环境变量包括天气压力、风速、风向和平均温度 风向和风速对气体扩散影响显著.而大气压力和温度在一定范围内对气体扩散影响相对较小

气体探测器的场景分析应基于实例，其中每种情况具有固定的温度、大气压力、风速、风向、泄漏位 置和泄漏量等特定条件，对不同环境下的场景需要分开定义。 示例：某地区年平均气温为20℃，大气压力为标准大气压，且有8个风向和1个风速定义，环境定义数目为：8（风 向）×1（风速）=8环境定义，

用户应对每个区域的探测覆盖率要求予以定义。如没有提出具体要求时，在用户认可下可以 8中覆盖率目标值作为相关风险等级要求。

表8有毒气体探测器覆盖率且标值

9超声探测器安全监测有效性评估

1.1超声探测器有效性评估一般要求应遵循第5章内容 1.2超声探测器有效性评估需要在危险类型辨识、定义火灾区域、覆盖率计算等方面提出具体要

实施安全监测应对以下参数进行考虑： 一释放源 一释放源的压力、泄漏孔径和泄漏量。 注：释放源指压力不低于1MPa时，泄漏孔径不小于4mm，泄漏量不低于0.1kg/s的气体。常见气体种类可参见 GB/T50493一2019的附录A中常见易燃气体、蒸汽特性表。

9.3.1计算参数选择

采用空间法分析时需要考虑如下要素： 噪声区域； 报警阈值； 检测范围。

9.3.2目标区域设置

超声探测器的检测效果受背景噪声（包 操声区域、报警阈值直接决定了超声探测器的有效覆盖半径。按照声压级，背景噪声分为高背景噪声 中等背景噪声和低背景噪声，推荐按照表9进行分类（以测量氨气和甲烷为例）

GB/T 39173—2020

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表9噪声区域、探测器报警阅值与检测范围分

注1：超声探测器的报警阈值应考虑背景噪声，报警阅值至少要高于超声背景噪声6dB 注2：检测范围为超声探测器的有效覆盖半径

用户应对每个区域的探测覆盖率要求予以定义。如没有提出具体要求时，在用户认可下可以采 0中覆盖率目标值作为相关风险等级要求

表10超声探测器有效性评估且标值

A.1探测器覆盖评估技术特点

探测器覆盖评估技术特点

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附录A （资料性附录） 探测器覆盖评估技术

在ISATR84.00.07中，给出了2种不同的评估技术，一种称为空间分析法（GeographicAssess ment），另一种称为场景分析法（ScenarioAssessment）。空间分析法采用的是几何算法，比如火焰探测 器，通过计算其所能照射的锥体范围得出覆盖率；而对于气体探测器，则选择覆盖半径来计算覆盖率 空间分析法的特点是计算量小，比较容易执行，但缺点是精确性低，覆盖半径小，通常需要布置更多的探 则器来达到比较好的覆盖效果。场景分析法的特点是侧重于对气体探测器的设计布置分析，其计算量 大，实际执行时有一定的挑战性。优点是精确性高，直接针对目标气体，优化后的探测器配置方案包括 探测器数量和布置都会更贴近于实际工况。目前，场景分析法对于气体探测器是最先进的评估技术

空间分析法评估步骤如下： a）目标定义：目标是指装置中需要被保护的对象以及对象的属性。 示例：以一台氨气压缩机为例，这台压缩机本身就是需要被保护的目标。因为压缩机本身具有危险性，其危险 于氢气的毒性、爆炸性以及压缩机内部的高压。具体可参见氢气压缩机设备结构和危险源

注：图中阴影部分为氨气压缩机危险源，但压缩机体积可能较大，而其危险源不一定指整个压缩机，比如压缩机的 支撑钢架以及混凝土基座部分并不产生危险

图氨气压缩机设备结构和危险源

确定风险层：接照一定的距离，生成环绕覆盖危险源的风险层。例如工级风险层，可以是距离 保护目标的表面0m～2m的空间；相应地，II级风险层，可以是距离保护目标的表面2m~ 5m的空间。通常国外企业根据各自标准对“距离进行定义。具体可参见图A.1和图A.2。

图A.1氨气压缩机气体风险层和气体探测覆盖情况

b）火焰探测器覆盖情况

代表火焰探测器，阴影部分代表未被探测器覆盖到的风险

图A.2氮气压缩机火焰风 情况

c）探测器布局：配置保护目标周围的探测器数量、位置、类型、角度以及探测器参数（如垂直覆 角度、水平覆盖角度和距离）。 d）几何计算：通过算法公式计算出探测器对风险层的覆盖率，最后给出优化方案，

场景分析法的评估步骤如下 区域定义和目标气体定义：智能工厂通常由多个不同功能的装置区组成，这些装置区物理位置 不同，因其工艺流程差异，而产生的危险源也不相同。在开始分析之前，应综合考虑区域的物 理位置及危险源种类，将工厂分为各自独立的区域，并明确需要探测的泄漏气体种类。 b 环境定义：不同地区气候参数有所差异，环境是指一年之中当地的平均温度、大气压力、风向和 风速的历史数据。通常可通过风向玫瑰图获取风速和风向的信息。 c）泄漏定义：定义泄漏点、泄漏介质以及泄漏量

d）场景定义及CFD气云计算：场景是由环境定义和泄漏定义所组成，每一个场景下其环境和泄 漏都是确定的，因此其产生的气云也是确定的，所以每一个场景都有对应的气云分布。 探测器布局：配置保护目标周围的探测器数量、位置、类型、报警阈值及探测器参数。 分析计算：计算出气体浓度与气体探测器报警阅值的比值，以此了解不同场景下探测器对气云 的捕获情况，得出探测器覆盖率，给出优化方案。 示例：探测器对气云的捕获情况示意图

图探测器对气云的捕获情况

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牛奶标准附录B （资料性附录） 典型设备的泄漏频率

表B.1压力容器的泄露频率

压储罐的泄漏频率见表

表B.2常压储罐的泄漏频率

阀的泄漏频率见表B.3。

表B.3泵阀的泄漏频率

上海标准规范范本宿机的泄漏频率见表B.4

表B.4压缩机的泄漏频率