文章結合國內外標準介紹罐區火災隔離閥設置的要求，并對罐區火災隔離閥設置過程中的熱點難點問題進行深度解讀。
閱讀前思考：
◆什么場景下需要考慮防火措施?
◆防火措施有哪幾種，應該如何選擇?
◆閥門類型有哪幾種，針對不同閥門類型，如何考慮什么情況下需要防火以及如何選擇合適的防火型式?
◆什么場景下需要考慮電纜防火，有哪些具體的防火措施，應如何選擇?
◆緊急切斷閥、火災隔離控制閥的區別？
◆火災區域和現場操作按鈕設置要求？
◆防火要求？
◆閥體和閥內件防火要求？
◆執行機構和電纜防火要求？
◆國內外標準要求及差異？
2019年8月12日，國家應急管理部發布了應急[2019]78號《危險化學品企業安全風險隱患排查治理導則》，重大危險源和液化烴儲罐的自動控制和緊急切斷相關條款摘錄如下，其中?號條款為構成重大隱患的條款：
同年，國務院國有資產監督管理委員會在《關于近期化工行業中央企業“四不兩直”督導檢查通報》中指出：
七、危險化學品管理方面
有的企業儲罐罐根閥電動閥門電源電纜、信號電纜和電動執行機構未做防火保護。
請有關中央企業對照發現的隱患問題，舉一反三，由點及面，全面開展排查風險隱患，逐一落實管控措施，堅決杜絕重特大事故發生，切實守住安全底線。
由此可見，國家法律法規及相關政策對緊急切斷裝置設置的重視程度。那么本文就罐區火災隔離閥設置九大熱點難點問題，結合相關法律規范要求進行深入解讀，幫助圈友加深對罐區火災隔離閥設置的認知，早日落實相關規范要求，提升罐區安全。
1、什么場景下需要考慮防火措施？
Passive fire protection被動防火：
◆Spacing and layout；
◆Fireproofing；
◆Containment and drainage；
◆Diking；
◆Fire walls；
◆Electrical area classification；
◆Static electricity, lightning, and stray current protection
Active fire protection主動防火：
◆fire warning systems;
◆fire detection systems;
◆firefighting agents;
◆fire water supply system;
◆fixed firefighting systems;
◆mobile firefighting systems
相關規范中這樣說明被動防火和主動防火：
API RP 2218-2013 Fireproofing Practices in Petroleum and Petrochemical Processing Plants
3.18 passive fire protection(PFP)被動防火保護
A barrier, coating, or other safeguard which provides protection against the heat from a fire without additional intervention.
在無其他介入干涉情況下，提供對火情產生熱量的防護阻礙、涂層或其他安全措施。
SY/T 7396-2017 石油天然氣工業陸上生產設施被動防火推薦作法(參考API RP 2218-2013)
3.23 被動防火 passive fire protection(PFP)
在火災發生的情況下，可對受保護的區域和目標提供熱保護以阻礙熱傳遞的涂層、襯里或其他覆蓋物。
3.2 主動防火 active fire protection(AFP)
需自動或手動干預的防護保護，如噴水系統、緊急隔離閥、工藝減壓、消防射流或消防水炮。
總結：遙控關閉緊急切斷閥、開啟噴水系統、工藝緊急泄壓、啟動消防水炮等屬于主動防火；給緊急切斷閥加裝防火罩、給電源電纜和信號電纜加裝耐火電纜槽盒、等屬于被動防火，是為執行主動防火贏取時間。
API RP 2218-2013 Fireproofing Practices in Petroleum and Petrochemical Processing Plants
1.3 Introduction
The term “fireproofing” is widely used, although strictly speaking the term is misleading since almost nothing can be made totally safe from the effects of fire exposure for an unlimited time. In effect, fireproofing “buys time” for implementation of other protective systems or response plans such as isolation and use of emergency isolation valve/remotely-operated shutoff valve (EIV/ROSOV), unit shutdown, deployment of fire brigades or evacuation.
“防火”(fireproofing)這一術語被廣泛地使用，然而嚴格地說這個說法是有誤導性的，因為幾乎沒有什么事物能夠在無限期的時間內完全防止火災的發生。實際上防火措施只是為其他保護系統或應急方案，如隔離、使用緊急隔離閥門(EIV)和遙控關閉閥門(ROSOV)、單元關閉、消防隊部署或人員疏散，提供足夠的時間。
SY/T 7396-2017 石油天然氣工業陸上生產設施被動防火推薦作法(參考API RP 2218-2013)
4.1 被動防火的功能
在火災中，盡管設備的設計、位置、空間距離和排放區域等因素對減少設備受火災的影響是至關重要的，但還應有額外的保護性措施。一種措施是提高設備及其支撐結構在火災中保持結構完整性的能力；另一種措施是保護處于火災中重要的操作系統。為保護對象采取被動防火保護，區別于固定式噴水系統、消防水炮或手提式消防水管等提供的主動性防護。
被動防火的主要價值體現在火災初期，此時，主要作用在于可關閉裝置、隔離燃料和火焰、啟動固定滅火設備和開啟冷卻消防水。在此關鍵時期，如非防火的管道及設備支撐因暴露于火中失去強度，它們可能坍塌造成更大的財產損失、墊圈失效、管線斷裂和碳氫化合物泄露。此外，如控制線路或供電線路損害，則可導致無法啟動緊急隔離閥門、容器泄壓或無法開啟噴水系統。
2、防火措施有哪幾種，應該如何選擇？
控制閥防火罩的本質：是火災情況下控制防火罩內部執行機構的溫升，即在火災情況下(符合UL1709標準的池火)，從環境最高溫度(40℃左右)或執行機構運行時的最高溫度起，30分鐘后防火罩內部溫度不超過執行機構的失效溫度(比如，70-80℃)，保證執行機構不失效。
執行機構防火罩是在裝置現場組裝起來的箱式結構產品，有快速開啟門和通風散熱格柵，同時承受來自閥桿、執行機構連接支架、電纜和進氣管等帶來的傳導熱量(熱橋效應)， 實現在火災情況下(火溫1093℃)30分鐘后防火罩內部執行機構僅僅升溫一個限定的溫度范圍，比如30-40℃。
除了防火罩還有其他多種型式的被動防火措施，相關標準舉例：
API 553 -2012 Refinery Valves and Accessories for Control and Safety Instrumented Systems
SY/T 7396-2017 石油天然氣工業陸上生產設施被動防火推薦作法
API RP 2218-2013 Fireproofing Practices in Petroleum and Petrochemical Processing Plants
3、執行機構和電纜是否需要防火?
執行機構和電纜是否需要防火？目前相關規范不是非常完善，不完善不是針對某個標準，比如SH/T 3005-2016是儀表選型標準，不需要定義何時需要防火。這里提出的問題是開展工程設計需要明確這些方面。
不完善，具體體現舉例：
a)有的定義了電纜沒有定義閥門；
b)有的定義了電動閥，沒有提及氣動閥門；
c)有的沒有區分閥門類型；或者場景不全；
建議，根據不同場景(液化烴、甲乙類)，對應不同閥門類型分別說明:
◆彈簧復位單作用氣動閥門；
◆雙作用氣動閥門；
◆帶故障安全位置的電動閥門；
◆不帶故障安全位置的電動閥門。
以執行機構是否需要防火舉例，主要包含以下三種情況：
◆不定義何時需要防火，只定義如果需要防火，儀表如何實施；
舉例：SH/T3005-2016、SH/T3184-2017、 DEP-T-PE1530-2017等。
《SH/T3005-2016石油化工自動化儀表選型設計規范》
10.3.6 氣動執行機構
10.3.6.7 在用于緊急切斷閥的氣動執行機構的氣缸上應能加裝易熔塞，易熔塞的熔點宜為250℃，當氣缸溫度達到或超過易熔塞的熔點時，易熔塞熔化將氣缸內的壓力泄放掉，使另一側氣缸內的彈簧或儲氣罐內的壓縮空氣推動活塞將閥門關閉。
10.3.6.14 當工藝安全對緊急切斷閥有防火保護要求時，用于緊急切斷閥的氣動執行機構及其附件應有防火保護措施，首選安裝防火保護罩，防火保護罩應符合UL 1709標準，能夠在1093℃下，抵抗烴類火災30min。
問題：參考《UL 1709 Standard for Safety Rapid Rise Fire Tests of Protection Materials for Structural Steel》，沒有定義防火罩內需要控制的溫度參數。
10.3.7 電動執行機構
10.3.7.11 當工藝安全對緊急切斷閥有防火保護要求時，用于緊急切斷閥的電動執行機構及其附件應有防火保護措施，首選安裝防火保護罩，防火保護罩應符合UL 1709標準，能夠在1093℃下，抵抗烴類火災30min。
10.3.7.12 當工藝安全對緊急切斷閥有防火保護要求時，用于緊急切斷閥的電動執行機構的動力電纜及信號電纜宜采取防火保護措施。
《SH/T 3184-2017石油化工罐區自動化系統設計規范》
5.4.1.12 需要防火的開關閥的電纜和執行機構應根據具體情況做防火設計。
條文說明：具體情況是指儲罐類型、介質性質、防火要求以及投資等綜合情況。
SEG企業標準，DEP-T-PE1530-2017緊急切斷閥工藝設計導則(試行)
7.2 氣動執行機構選型設計
7.2.11 需要設置防火措施時，首選安裝防火保護罩，防火保護罩應符合UL 1709標準，能夠在1093℃下，抵抗烴類火災30分鐘。
7.3 電動執行機構選型設計
7.3.10 需要設置防火措施時，首選安裝防火保護罩，防火保護罩應符合UL 1709標準，能夠在1093℃下，抵抗烴類火災30min。
問題：沒有定義防火罩內需要控制的溫度參數。
◆有說明，但不明確；
舉例：GB50160-2008(2018年版)
GB 50160-2008 石油化工企業設計防火標準(2018年版)
7.2.15 液化烴及操作溫度等于或高于自燃點的可燃液體設備至泵的入口管道(場景)應在靠近設備根部(位置)設置切斷閥，當設備容積超過40m3 且與泵的間距小于15m 時(條件：操作柱距泵不應小于15m)，該切斷閥應為帶手動功能的遙控閥，遙控閥就地操作按鈕距泵的間距不應小于15m。
GB 50160-2008 (2018 年版)，條文說明：
7.2.15 本條規定是為了當與罐直接相連接的下游設備發生火災時，能及時切斷物料。如某廠產品精制裝置液化烴罐下游泵發生事故著火，人員無法靠近泵、關閉切斷閥，且在泵和罐間靠近罐根部管道上無切斷閥，使罐中液化烴燒光后火才熄滅，造成重大損失。
API Std 2510《液化石油氣(LPG)設施的設計和建造》規定：
液化烴管道上的切斷閥應盡可能靠近罐布置，最好位于罐壁嘴子上。當液化烴罐容積超過10000gal(≈38m3)時，在火災發生15min 內，所有位于罐最高液面下管道上的切斷閥應能自動關閉或遙控操作。
三種可能的理解：切斷閥控制系統應耐火保護，切斷閥應能手動操作。
正文中明確的信息為：在規定的場景(液化烴及操作溫度等于或高于自燃點的可燃液體設備至泵的入口管道)，在靠近設備根部設置切斷閥；滿足條件時(設備容積超過40m3 且與泵的間距小于15m)，切斷閥應為帶手動功能的遙控閥，遙控閥就地操作按鈕距泵的間距不應小于15m。
正文中并沒有提及執行機構防火。
條文說明中的“切斷閥控制系統應耐火保護”可以有以下三種理解：
①條文說明不具備和正文同等法律效力，正文中沒有提及控制系統耐火保護，包括執行機構防火，實際工程中可以不執行執行機構防火；
②“切斷閥控制系統應耐火保護”僅僅是說：條文說明中提及的API Std 2510中有規定“切斷閥控制系統應耐火保護”，而不是對GB50160的要求，實際工程中可以不執行執行機構防火；(代表：GB 51283-2020，當然也有別的理解，具體看標準原文和條文說明)
③“切斷閥控制系統應耐火保護”是對正文的補充，沒有正文要求強烈，建議在實際工程中要求執行機構防火。(代表：Q/SH 0749-2018、中國石化[2011]建518號 )
以上三種理解，都是有可能的，不能絕對說哪一種理解正確或者不正確。
◆有明確說明，但不完善；
舉例：AQ3053-2015、Q/SH0749-2018、中國石化[2011]建518號等。
《中國石化[2011]建518號 液化烴球罐緊急切斷閥選型設計規定》
4.6 氣動執行機構選型設計
4.6.1 緊急切斷閥應首選儀表空氣故障關型(FC)，選用彈簧返回型單作用氣缸執行機構，彈簧表面應做防腐處理。
4.6.7 在氣動執行機構的氣缸上應能加裝易熔塞，易熔塞的熔點宜為250℃，當氣缸溫度達到或超過易熔塞的熔點時，易熔塞熔化將氣缸內的壓力泄放掉，使另一側氣缸內的彈簧或儲氣罐內的壓縮空氣推動活塞將閥門關閉。
4.6.8 在氣動執行機構的氣路上應能加裝手動閥，現場操作手動閥能將閥門關閉，該手動閥應設鉛封保護。
4.6.14 氣動執行機構及其附件應有防火措施，首選安裝防火保護罩，防火保護罩應符合UL 1709 標準，能夠在1093℃下，抵抗烴類火災30分鐘。
4.7 電動執行機構選型設計
4.7.11 電動執行機構及其附件應有防火措施，首選安裝防火保護罩，防火保護罩應符合UL 1709 標準，能夠在1093℃下，抵抗烴類火災30分鐘。
4.7.12 電動執行機構的動力電纜及信號電纜應采取防火保護措施，且應符合4.1.4 條規定。
問題：沒有定義防火罩內需要控制的溫度參數。
4.1.4 位于火災危險區內并用于驅動和控制電動緊急切斷閥的電源電纜和信號電纜應選用符合GB/T 19666-2005 標準的耐火型電纜或按其耐火要求做電纜耐火保護。
《AQ 3053-2015 立式圓筒形鋼制焊接儲罐安全技術規程》
6.13 切斷閥
儲罐物料進出口管道靠近罐體 處應設一個總切斷閥。對大型儲罐，應采用帶氣動型、液壓型或電動型執行機構的閥門。當執行機構為電動型時，其電源電纜、信號電纜和電動執行機構應作防火保護。(存在兩種可能：①前提條件為大型儲罐；②前提條件為儲罐)
切斷閥應具有自動關閉和手動關閉功能，手動關閉包括遙控手動關閉和現場手動關閉。
本標準的6.13為強制性條款
1 范圍
本標準適用于設計壓力小于0.1MPa(G)且公稱容積大于或等于1000m3、建造在地面上、儲存毒性程度為非極度或非高度危害的石油、石油產品或化工液體介質、現場組焊的立式圓筒形鋼制焊接儲罐。公稱容積小于1000m3、儲存其他類似液體介質的儲罐，可參照本標準執行。
3.1 術語和定義
3.1.6 大型儲罐
公稱直徑大于或等于30m或公稱容積大于或等于10000m3的儲罐。
4、緊急切斷閥、火災隔離控制閥的區別？
SEG企業標準，DEP-T-PE1530-2017 緊急切斷閥工藝設計導則(試行)
3 術語和縮略語
3.1 緊急切斷閥 EBV emergency block valve
事故工況下，用于防止危險物料大量釋放到環境中，造成嚴重危害的切斷裝置；該切斷裝置可以是手動切斷閥也可以是遠程切斷閥。
3.2 遠程切斷閥remote isolation valve
遠程切斷閥指在一個或者多個遠程位置可以關閉的動力驅動閥門。通常情況下切斷閥既可以從現場遠程位置操控，也可以從中控室操控。動力通常是氣動、電動或者電液驅動。
中國石化[2011]建518號液化烴球罐緊急切斷閥選型設計規定
3.1 緊急切斷閥(emergency shutoff valve)
專用于安裝在液化烴球罐的進出口管道上，當罐區內發生火災、泄漏等事故時能夠快速及緊密切斷(TSO)和隔離易燃及有毒物料的開關閥。當球罐液位達到或超過高高液位限時，緊急切斷閥能用于防止物料溢罐。從緊急切斷閥到球罐管口之間除了接管外不得安裝任何其它管件或閥門，其間距應符合配管安裝、閥門維修和工藝要求。緊急切斷閥應具有自動和手動關閉功能，手動關閉功能應包括控制室遙控手動關閉及現場手動關閉。
《SH/T 3184-2017石油化工罐區自動化系統設計規范》
5.4 罐區開關閥(條文說明)
本條僅對儲罐進出油品開關閥的選型原則、技術規格、特殊要求等作出規定。
用于管道中流體流通或關斷功能的閥門統稱為開關閥，根據操作用途可分為下列情況和稱謂：
1)正常工況可能是打開的，也可能是關斷的統稱為開關閥，例如：路徑開關閥；
2)正常情況(生產運行)時是打開的，非生產運行情況下是關斷的稱為切斷閥或隔離閥，例如：管路啟用閥、罐出口、入口切斷閥；
3)正常情況下是打開的，當工況異常或事故時需要聯鎖關斷的閥稱為緊急切斷閥；
4)用于泄放的閥稱為泄放閥。
《API 553 -2012 Refinery Valves and Accessories for Control and Safety Instrumented Systems》
3.9 emergency block valves EBVs
Emergency block valves are designed to control a hazardous incident. These are valves for emergency isolation and are designed to stop the uncontrolled release of flammable or toxic materials. These valves should be fire-safe, if they are within the fire zone. The valves may be referred to as type A, B, C, and D. Refer to their individual definitions within this section.
注意：fire-safe、fireproofing、fire protection，之間的差別
5、火災區域和現場操作按鈕設置要求？
SEG企業標準，DEP-T-PE1530-2017緊急切斷閥工藝設計導則(試行)
3 術語和縮略語
3.3 防火分區 fire zone
火災危害區指緊急情況下存在火災危險的區域，其大小應根據項目所采用的標準進行確定，但不得小于以泄漏源為中心，半徑8.5m～12m的范圍(227m2-460m2)。
泄露源為中心，半徑8.5-12m。
《API 553 -2012 Refinery Valves and Accessories for Control and Safety Instrumented Systems》
3 Terms and Definitions
3.14 fire zone
This is an area which is unsafe to enter during an emergency situation. The area is considered to be within a 7.6 m(25 ft) radius minimum surrounding the leak source.
泄露源為中心，半徑7.6m(25ft)
GB 50160-2008 石油化工企業設計防火標準(2018年版)
7.2.15 液化烴及操作溫度等于或高于自燃點的可燃液體設備至泵的入口管道(場景)應在靠近設備根部(位置)設置切斷閥，當設備容積超過40m3 且與泵的間距小于15m 時(條件：操作柱距泵不應小于15m)，該切斷閥應為帶手動功能的遙控閥，遙控閥就地操作按鈕距泵的間距不應小于15m。
GB 50160-2008 (2018年版)，條文說明：
7.2.15 本條規定是為了當與罐直接相連接的下游設備發生火災時，能及時切斷物料。如某廠產品精制裝置液化烴罐下游泵發生事故著火，人員無法靠近泵、關閉切斷閥，且在泵和罐間靠近罐根部管道上無切斷閥，使罐中液化烴燒光后火才熄滅，造成重大損失。
API Std 2510《液化石油氣(LPG)設施的設計和建造》規定：
液化烴管道上的切斷閥應盡可能靠近罐布置，最好位于罐壁嘴子上。當液化烴罐容積超過10000gal(≈38m3)時，在火災發生15min 內，所有位于罐最高液面下管道上的切斷閥應能自動關閉或遙控操作。
三種可能的理解：切斷閥控制系統應耐火保護，切斷閥應能手動操作。
《SH/T 3184-2017石油化工罐區自動化系統設計規范》
5.4 罐區開關閥
5.4.1 開關閥的設計選型原則
5.4.1.13 用于聯鎖切斷進料的緊急切斷閥，應在火災危險區外設置現場手動關閥按鈕或開關，用于危險情況時現場手動操作。
條文說明：通常液化烴球罐等儲罐的緊急切斷閥需要設置現場手動關閥按鈕或開關。
國外公司標準：
Ref：Overview of the Legal Design Basis for Passive Fire Protection in Korea and the Direction of Further Development
注：韓國火災危險分區采用爆炸危險區域劃分
Article 270: stipulates that any potential hazard that can cause a gas or dust explosion, not a liquid pool fire, should be regarded as a fireproofing zone
《GB 50160-2008 石油化工企業設計防火標準(2018 年版)》
4.2 工程總平面布置
4.2.12 石油化工企業總平面布置的防火間距。
條文說明：
4.2.12 本條為強制性條文，必須嚴格執行。
(1)制定防火間距的原則和依據：
1) 防止或減少火災的發生及發生火災時工藝裝置或設施間的相互影響。參考國外有關火災爆炸危險范圍的規定，將可燃液體敞口設備的危險范圍定為22.5m，密閉設備定為15m。
3) 火災幾率及其影響范圍。根據1954～1984年煉油廠較大火災事例的統計分析，各類設施的火災比例：工藝裝置為69%、儲罐為10%、鐵路裝卸站臺為5%、隔油池為3%、其他為13%。其中火災比例較大的裝置火災影響范圍約10m。1996-2002年石油化工企業較大火災事例的統計分析，各類設施的火災比例：工藝裝置為66%、儲罐為19%、鐵路裝卸站臺為7%、隔油池為3%、其他為5%。國外調研裝置火災影響范圍約50ft(15m)。
5.2 裝置內布置
5.2.1 設備、建筑物平面布置的防火間距
條文說明
5.2.1 確定本標準表5.2.1 的項目和防火間距的主要原則和依據如下：
(1)與本標準第3 章“火災危險性分類”相協調。
(2)與現行國家標準《爆炸危險環境電力裝置設計規范》GB50058 的下列規定相協調：
1)釋放源，即可能釋放出形成爆炸性混合物的物質所在的位置或地點；
2)爆炸危險場所范圍為15m。
(3)吸取國外有關標準的適用部分。本標準表5.2.1 的項目和防火間距，與大部分國外工程公司的有關防火和裝置平面布置規定基本一致。
4 充分考慮裝置內火災的影響距離和可燃氣體的擴散范圍(可能形成爆炸性氣體混合物的范圍)。
1)裝置內火災的影響距離約10m。
2)可燃氣體的擴散范圍：
①正常操作時，甲、乙A類工藝設備周圍3m左右；
②液化烴泄漏后，可燃氣體的擴散范圍一般為10～30m；
③甲B、乙A類液體泄漏后，可燃氣體的擴散范圍為10～15m；
④操作溫度等于或高于其閃點的乙B、丙類液體泄漏后，可燃氣體的擴散范圍一般不超過10m；
⑤氫氣的水平擴散距離一般不超過4.5m。
3)《英國石油工業防火規范的報告》：汽油風洞試驗，油氣向下風側的擴散距離為12m。
《AQ/T 3046-2013化工企業定量風險評價導則》
8 泄漏場景及頻率；8.1.1.1基本泄漏場景，小孔/中孔/大孔泄漏、完全破裂；8.1.2設備典型泄漏場景，管線、儲罐、容器、泵、壓縮機等。
11 風險計算，個體風險、社會風險；
12 風險可接受標準；
13 風險評價
C.1 危險度評價法；
C.2 危險度分級
D.3.2.1 有毒物質的閾值；
D.3.2.2 可燃物的閾值；
D.3.2.3 爆炸物質的閾值
附錄E，源項和氣云擴散計算；
E.1 泄露速率計算；
E.3 泄露物質在大氣中的擴散
E.4 火災和爆炸；
E.4.1 池火計算，a)計算液池直徑，①有防護堤 ②無防護堤，考慮最小物料層厚度。b)確定火焰高度；c)計算火焰表面熱通量
E.4.2 沸騰液體擴散為蒸汽云爆炸(BLEVE)計算
E.4.3 噴射火計算
E.4.4 蒸汽云爆炸(TNO模型)計算
列舉的國內標準、國外標準、國外企業標準、GB50058-92、GB50160、AQ/T3046等，并非針對火災隔離閥，而是從一個更廣的角度提供借鑒、思考、延伸，根據不同場景、標的、目的、等方面綜合考慮得出工程可執行的要求和規定。
不同標的舉例：設備、管道、鋼結構、支架、閥體和閥內件、閥門執行機構、電纜、等。
6、防火要求？
緊急隔離閥、聯鎖閥、電纜，有火災直接相關、間接相關、相對無關、等場景，考慮因素和策略各不相同。
部分舉例：
SY/T 7396-2017 石油天然氣工業陸上生產設施被動防火推薦作法(參考API RP 2218-2013)
表2 池火火災場景中防火時間
注：本表中數值可基于詳細分析開展的基本火災評估調整。
7、閥體和閥內件防火要求？
閥體和閥內件防火不同于執行機構防火，主要執行標準：
API 607《Fire Test for Quarter-Turn Valves and Valves Equipped with Nonmetallic Seats》
API 6FA《Specification for Fire Test for Valves》
閥體和閥內件防火場景比較廣泛。
《SH/T 3059-2012 石油化工管道設計器材選用規范》
7 管道組成件
7.7 閥門
7.7.2 用于工藝物料、極度危害介質、高度危害介質、可燃介質管道的軟質密封球閥、旋塞閥、蝶閥及其他類似結構的特種閥門，應有防火和防靜電結構。
閥體和閥內件防火可以參考的標準有API607、API6FA、ISO10497，同時需要防火的開關閥的結構設計應符合API 607和API 6FA相關要求。
《H/T 3184-2017石油化工罐區自動化系統設計規范》
5.4 罐區開關閥
5.4.1.11 需要防火的開關閥的結構設計應符合API 607《Fire Test for Quarter-Turn Valves and Valves Equipped with Nonmetallic Seats》或API 6FA《Specification for Fire Test for Valves》。
《SH/T3005-2016石油化工自動化儀表選型設計規范》
10.3 開關閥
10.3.1 通用要求
10.3.1.3 開關閥的防火要求應符合GB 50160—2008的相關規定和工藝要求，火災安全型(fire-safe)的開關閥應符合API 607或API 6FA標準。
10.3.3 閥內件
10.3.3.1 開關閥應選用金屬密封閥座及閥內件，帶防火墊片及增強型柔性石墨填料，金屬密封的要求也可以通過使用特殊設計的軟閥座實現，保證軟閥座在火災時(燒化)閥門為金屬對金屬密封。閥座及閥內件應能承受API 607 或API 6FA標準的耐火試驗。
10.3.4 閥蓋與填料
10.3.4.5 開關閥宜選用增強型柔性石墨填料(密度≥1360kg/m3)并配有上下密封環，選用其他密封填料應滿足API 607或API 6FA標準。
SEG企業標準，DEP-T-PE1530-2017 緊急切斷閥工藝設計導則(試行)
6 緊急切斷閥的選型
6.1 選型設計原則
6.1.3 緊急切斷閥的防火要求應符合GB 50160的相關規定，緊急切斷閥應選用符合API 607 或API 6FA標準的火災安全(fire-safe)型閥門。
6.2 閥體選型設計
6.2.4 緊急切斷閥的閥體應符合API 607 或API 6FA耐火試驗標準。
6.3 閥內件選型設計
6.3.1 緊急切斷閥應選用金屬密封閥座及閥內件，帶防火墊片及增強型柔性石墨填料，金屬密封的要求也可以通過使用特殊設計的軟閥座實現，保證軟閥座在火災時(燒化)閥門為金屬對金屬密封。閥座及閥內件應能承受API 607 或API 6FA標準的耐火試驗。
6.4 閥蓋與填料選型設計
6.4.5 緊急切斷閥應選用增強型柔性石墨填料(密度≥1360kg/m3)并配有上下密封環，選用其它密封填料應滿足API 607或API 6FA標準。
《中國石化[2011]建518號 液化烴球罐緊急切斷閥選型設計規定》
4 緊急切斷閥選型設計
4.2 閥體選型設計
4.2.8 緊急切斷閥的閥體應符合API 607 或API 6FA 耐火試驗標準。
4.3 閥內件選型設計
4.3.1 緊急切斷閥應選用金屬密封閥座及閥內件，帶防火墊片及增強型柔性石墨填料，金屬密封的要求也可以通過使用特殊設計的軟閥座實現，保證軟閥座在火災時(燒化)閥門為金屬對金屬密封。閥座及閥內件應能承受API 607 或API 6FA 標準的耐火試驗。
4.4 閥蓋與填料選型設計
4.4.5 緊急切斷閥應選用增強型柔性石墨填料(密度≥1360kg/m3)并配有上下密封環，選用其它密封填料應滿足API 607 或API 6FA 標準。
4.5 執行機構選型原則
4.5.1 在有可靠儀表氣源的場合應選用氣動執行機構，在沒有儀表氣源的場合應按4.1.2 及4.1.3 條執行。
8、執行機構、電纜防火要求？
《SH/T3005-2016石油化工自動化儀表選型設計規范》
10.3.6 氣動執行機構
10.3.6.7 在用于緊急切斷閥的氣動執行機構的氣缸上應能加裝易熔塞，易熔塞的熔點宜為250℃，當氣缸溫度達到或超過易熔塞的熔點時，易熔塞熔化將氣缸內的壓力泄放掉，使另一側氣缸內的彈簧或儲氣罐內的壓縮空氣推動活塞將閥門關閉。
10.3.6.14 當工藝安全對緊急切斷閥有防火保護要求時，用于緊急切斷閥的氣動執行機構及其附件應有防火保護措施，首選安裝防火保護罩，防火保護罩應符合UL 1709標準，能夠在1093℃下，抵抗烴類火災30min。
問題：參考《UL 1709 Standard for Safety Rapid Rise Fire Tests of Protection Materials for Structural Steel》，沒有定義防火罩內需要控制的溫度參數。
10.3.7 電動執行機構
10.3.7.11 當工藝安全對緊急切斷閥有防火保護要求時，用于緊急切斷閥的電動執行機構及其附件應有防火保護措施，首選安裝防火保護罩，防火保護罩應符合UL 1709標準，能夠在1093℃下，抵抗烴類火災30min。
10.3.7.12 當工藝安全對緊急切斷閥有防火保護要求時，用于緊急切斷閥的電動執行機構的動力電纜及信號電纜宜采取防火保護措施。
9、國外標準和國內采標標準介紹及差異？
相關資料和標準：(有些文件無直接聯系或者屬于不同的概念，但是有助于理解相關概念)
GB 50160-2008 石油化工企業設計防火標準(2018 年版)
SH/T 3005-2016石油化工自動化儀表選型設計規范
DEP-T-PE1530-2017 緊急切斷閥工藝設計導則(試行)
SH/T 3184-2017石油化工罐區自動化系統設計規范
AQ 3053-2015 立式圓筒形鋼制焊接儲罐安全技術規程
Q/SH 0749-2018 液化烴儲運工程技術標準
中國石化[2011]建518號 液化烴球罐緊急切斷閥選型設計規定
SY/T 7396-2017 石油天然氣工業陸上生產設施被動防火推薦作法
SH/T 3059-2012 石油化工管道設計器材選用規范
GB/T 39173-2020 智能工廠 安全監測有效性評估方法
股份工單煉設[2020]609號，煉油裝置高火災風險區域儀表電纜線路耐火能力指導意見
AQ/T 3046-2013 化工企業定量風險評價導則
API 553-2012
API RP 2218-2020
API Publ 2510-2020
API Publ 2510A
ISO 10497
API 607
API 6FA
UL 1709
GB 50058-1992/2014 爆炸危險環境電力裝置設計規范
GB 51283-2020 精細化工企業工程設計防火標準
GB50183 石油天然氣設計防火規范
SY/T 10043-2002 泄壓和減壓系統指南
中石化文件《關于切實做好高溫油泵安全運行的指導意見》
API 2001-2019 Fire Protection in Refineries
API 521-2020 Pressure-relieving and Depressuring Systems
DEP 80.47.10.30 ASSESSMENT OF THE FIRE SAFETY OF ONSHORE INSTALLATIONS
GP 52-20 Guidance on Practice for Passive Fire Protection (PFP)
GP 14-03-01 Fireproofing
The Engineers Guide to Plant Layout and Piping Design for the Oil and Gas Industries
Fire safety guidelines for open plant structures in oil chemical and process industries，Singapore
Lees Loss Prevention in the Process Industries
Overview of the Legal Design Basis for Passive Fire Protection in Korea and the Direction of Further Development
10、火災區域定義差別
API 553 -2012 Refinery Valves and Accessories for Control and Safety Instrumented Systems
3.9 emergency block valves EBVs
Emergency block valves are designed to control a hazardous incident. These are valves for emergency isolation and are designed to stop the uncontrolled release of flammable or toxic materials. These valves should be fire-safe, if they are within the fire zone. The valves may be referred to as type A, B, C, and D. Refer to their individual definitions within this section.
火災區域內的閥門要求fire-safe，注意：fire-safe、fireproofing、fire protection，之間的差別。
3 Terms and Definitions
3.14 fire zone
This is an area which is unsafe to enter during an emergency situation. The area is considered to be within a7.6 m(25 ft) radius minimum surrounding the leak source.(火災區域的定義)
11、防火要求差別
API 553 -2012 Refinery Valves and Accessories for Control and Safety Instrumented Systems
3.46 Type D EBV
D型EBV是一個帶遙控遠程的EBV。閥門可能位于何處，沒有具體限制，但控制操作柱距離泄漏源至少12米(40英尺)，并且應在防火區之外。安裝在高于地面4.6米(15英尺)的EBV閥門也屬于此類。執行器和處于火區的控制電纜和管線的部分都應防火，或者設計為在火災條件下操作時不發生故障。規定管道/電纜、支架需要防火。
3.46 Type D EBV
This is an EBV with remote controls. There is no restriction as to where the valve may be located, but the controls should be a minimum of 12m (40 ft) from the leak source and should be out of the fire zone. An EBV installed at an elevation greater than 4.6m (15 ft) above grade will also come under this category. Both theactuator and that portion of the control cable and tubing which is in the fire zone should be fireproofed or designed to operate without failure during fire conditions. Specify that the conduit/tubing/cable supports are required to be fireproofed.
12、EBV閥門設置原則
EBV閥門設置原則，不特指火災隔離閥。
API 553 -2012 Refinery Valves and Accessories for Control and Safety Instrumented Systems
8.1 EBV General Installation Guidelines(壓縮機)
8.1.1 Compressors
8.1.1.1 EBVs are typically required for all compressors 200 HP or larger handling flammable or toxic materials.
8.1.1.2 An EBV is needed in all suction and discharge lines.
8.1.1.3 An EBV is needed between stages and inter-stage equipment if the inter-stage equipment holds greater than 3.8 m3 (1000 gallons) of liquid.
8.1.2 Pumps(泵)
8.1.2.1 An EBV is typically required for pumps having seals where the upstream vessel contains greater than 7.6 m3 (2000 gallons) of light ends or hydrocarbons above the auto ignition point or above 316°C (600°F).
8.1.2.2 An EBV is needed where the upstream vessel contains greater than 15 m3 (4000 gallons) of liquid hydrocarbons.
8.1.2.3 Pumps with high discharge pressures shall have an EBV at its discharge (i.e. downstream of pump spillback) for reverse flow overpressure protection.
8.1.3 Vessels(容器)
8.1.3.1 An EBV is needed for vessels containing light ends or toxic material. The flow from these vessels should be isolated from potential leak sources such as pumps, compressors, and heat exchangers and fired equipment. Any branch connection between the vessel and the EBV should have its own EBV.
8.1.3.2 An EBV is needed for vessels containing liquids heavier than light ends, but above the flash point.
8.1.4 Heaters(加熱爐)
8.1.4.1 An EBV is needed for each fuel gas or oil line to fired heaters and boilers. At least one manual isolation valve outside battery limits for each fuel gas or oil line is typically specified.
8.1.4.2 A manual EBV valve(s) is often used in conjunction with automated SIS valves [see 9.6 b)]. Re-opening the SIS valves after a trip requires a manual reset after all safety interlock parameters have been satisfied. Also, refer to API 556.
8.1.4.3 An EBV is needed for each Process side feed line to a fired heater that contains flammable fluid. The EBV should be located outside the firewall or fire zone, which contains the heater.
13、閥體和閥內件、電纜防火要求
API 553 -2012 Refinery Valves and Accessories for Control and Safety Instrumented Systems
8 Emergency Block Valves
8.2 Actuator Selection
8.2.2 Electric Motor Actuator
8.2.2.1 This is the first choice for a gate valve. Because the electric motor will fail stationary upon power loss, any valve of this type which is in the fire zone should have its actuator fireproofed. (火災區域內的電動執行機構應防火。)Also, that portion of the control cable which is in the fire zone should be fireproofed. Fire/rated cable is an option.
8.2.2 電動執行機構
火災區域內的電動執行機構和電動閥的控制電纜應防火，耐火電纜是一種選擇。(火災區域內的電動閥的控制電纜應防火)
8.2.3 Pneumatic Actuator
8.2.3.1 This is the first choice for quarter-turn valves. Fail-safe here refers to fail closed in the event of instrument air failure.
8.2.3.2 Fail-to-Safety in a Fire—This valve is remotely operable under normal circumstances, but the actuator is sacrificed in the event of a fire. A spring-return piston actuator on top of a metal-seated ball valve is recommended. The pneumatic tubing connected to the open port of the actuator should be sunlight-resistant polyethylene tubing and be wrapped around the actuator. Alternately, a fusable plug can be used. When the valve is involved in a fire, the tubing will melt and the valve will close. The valve will remain closed despite involvement in the fire. No fireproofing is necessary.(允許使用易熔塞代替執行機構防火)
8.2.3.3 Operable During a Fire—This actuator should be hard-piped (no soft tubing) and should be fireproofed(有操作需求時執行機構應防火，區分有操作需求和沒有操作需求兩個場景).A spring-closed actuator or a double-acting piston actuator with a fail-safe trip valve with two check valves in series and air bottle may be used.
8.2.3.4 Actuator to Valve Adaptation—For pneumatic actuated valves, the adapter should be able to withstand the maximum torque generated by the actuator with the maximum design air pressure applied to the piston. The adapter should also be made of materials that will withstand a fire until the valve can be closed.(相關材料防火)
SY/T 7396-2017 石油天然氣工業陸上生產設施被動防火推薦作法(參考API RP 2218-2013)
5.1.9 火災場景內的應急閥門
在起火區域內的應急閥門和閥門啟動裝置的操作對于安全關閉單元、為設備減壓或切斷火焰的燃料供應是至關重要的。重要的應急隔離閥門包括供應大型塔、收集池和進料緩沖罐的泵機管道的抽吸閥門。(場景)
為提高應急閥門正常工作概率，連接閥門的電氣線路(電纜)和信號線路宜考慮防火。閥門的馬達操控裝置宜考慮防火(控制裝置)，以保證閥門有足夠的時間完全打開或閉合。屬于失效保護的閥門不需防火(但宜確保在火災中能觸發失效保護狀態)。(豁免情況)
電力線路和儀表線路可按照5.1.8.1進行防火。馬達操控裝置可采用多重防火系統防護，防火系統可采用預成型的耐火材料，設計專用的綁扎帶防火毯，使用瑪蹄脂材料或膨脹型環氧樹脂涂層永久注模于設備表面(防火措施)。上述材料選擇，宜確保防火材料是否適宜受保護設備的操作溫度。在UL1709(或等效)條件下可提供30min保護時間，但正常非火災最低限定溫度為65度的防火材料評估時宜考慮寒冷天氣情況。
5.1.8 火災場景范圍內的電力線路和控制線路
5.1.8.1 電力電纜和儀表電纜
用于啟動控制火災或減弱火災后果的設備(如緊急關閉系統、緊急隔離系統或緊急減壓系統)的電力電纜、儀表電纜和控制電纜宜考慮防火，除非有遇火失效保護設計。與控制和減弱火勢無關的電力電纜、儀表電纜或控制電纜宜根據風險評估考慮是否防火。(區分火災保護控制相關和非相關)如在火災中用于啟動應急系統的控制線路可能遇火，宜為該線路能夠抵御15min-30min UL1709標準(或功能等效)的防火。如可能暴露在火災中的應急系統不需要啟動應急設備，該線路不需防火。
如用于設備的電纜槽盒經過火災場景范圍，可考慮防火；如損失控制評估表明因火災過后更換關鍵供電線路和重新安裝電纜槽盒可能非常耗時，可考慮防火；如火災中，電力線路和儀表線路電纜會迅速破壞，使得控制關閉的能力減弱，則電纜槽盒宜考慮防火。
API RP 2218-2013 Fireproofing Practices in Petroleum and Petrochemical Processing Plants
5.1.9 Emergency Valves within a Fire Scenario Envelope
The operation of emergency valves and valve actuators in areas exposed to fire can be important to shutting down units safety, depressurizing equipment, or isolating fuel feeding a fire. Examples of important emergency isolation valves include suction valves in piping to pumps that are fed from large towers, accumulators, or feed surge drums.(場景)
To improve the probability that emergency isolation valves will operate properly, fireproofing should be considered for both the power and signal(電纜)lines that are connected to the valve. The valve's motor operator should be(控制裝置) sufficiently fire protected to provide enough time for the valve to fully open or close. Valves that fail to the safe position need not be fireproofed(豁免情況) (but should be able to fail to their fail safe position when under a fire challenge).
API RP 2218 - 石油和石化廠的防火應用措施，稿本D13 審閱稿 2010 年9 月6 日
5.1.9 火場情景內的應急閥門
在起火區域內的應急閥門和閥門啟動裝置的操作對于安全關閉單元、為設備減壓或切斷火焰的燃料供應可能是至關重要的。重要的應急隔離閥門包括供應大型塔、收集池和平行罐的泵機管道的抽吸閥門。(場景)
為了增加應急閥門正常工作的概率，應考慮為聯結閥門的動力線路和信號線路同時加裝防火設施(電纜)。閥門的馬達操控單元應充分防火，以保證閥門有足夠的時間完全打開或閉合。(控制裝置)屬于失效保護的閥門不需要防火(但應該確保在火災中能夠觸發失效保護狀態)(豁免情況)。
14、閥門防火型式要求
定義了防火罩內需要控制的溫度參數。
API 553 -2012 Refinery Valves and Accessories for Control and Safety Instrumented Systems
8 Emergency Block Valves
8.3 Fireproofing
8.3.1 EBV air supply, critical electrical wiring, local control panel, and actuator should be able to withstand a 1093℃(2000 °F) petroleum fire while keeping all internal electrical controls and wiring below 93℃(200 °F) for a period of at least thirty minutes. Critical wiring is defined as control circuit transformers, primary or secondary wiring (NEC 430-72-C or any other external control wiring) that may hinder the EBV actuator from operating to the desired safe position.
The fireproofing should be able to withstand a sustained water stream from a fire hose. The fireproofing should be weatherproof and sunlight resistant. Refer to API 2218, Fireproofing Practices in Petroleum and Petrochemical Processing Plants.
UL1709 標準：非帶壓烴類池火,火溫溫度1093 ℃；
ISO22899-1標準：溫度1240 ℃ 帶壓烴類噴射火。
不需要設置防火罩的兩個場景：
8 Emergency Block Valves
8.3 Fireproofing
8.3.2 Fire protection is not required in the following cases:
a) fusible link actuators that are designed to close under the fire conditions listed above;
b) fail-safe type valve and actuators that are designed to close even with the loss of the actuator.
注意：fire-safe、fireproofing、fire protection，之間的差別。
8.3.2 以下情況不需要防火保護：
a) 熔斷式執行機構，在上述火災情況下設計為關閉的；
b) 失效安全型閥門和執行機構，在失去執行機構時設計為關閉的。
15、基本概念
SY/T 7396-2017 石油天然氣工業陸上生產設施被動防火推薦作法(參考API RP 2218-2013)
3.12 防火 fireproofing
可為被保護的基材或組合體提供一定的火災抵御能力的系統性工藝，其包括設計、材料選擇和材料施工。
3.13 防火等級 fire resistance rating
在標準化測試中達到失效標準值之前承受的小時數(本標準中如無另外說明，對于池火使用的是UL 1709或其他等效的測試條件)。防火等級表示為保護時間/火焰類型/臨界溫度；其中，火焰類型應為碳氫池火火焰(Hydrocarbon pool fire)；池火中碳鋼臨界溫度應為通常為538℃，鋁合金結構應為200℃；保護時間按照15min倍數定義，通常為15min，30min，45min，60min，90min，120min。
3.14 火災區域 fire scenario areas
存在潛在火災的區域。
3.15 火災場景 fire-scenario envelope
一個三維空間，在其中有起火危險的設備、設備泄露易燃/可燃的液體，足以印發能夠持久燃燒以至造成重大財產損失的池火。
16、重點關注
SY/T 7396-2017 石油天然氣工業陸上生產設施被動防火推薦作法(參考API RP 2218-2013)
下列各項需要特別考慮：
a) 電機受火時，在閥門未完全打開或閉合前，安裝在電機內的熱限位開關可能造成電機失效。宜考慮關閉熱限位開關，或聯系設備供應商咨詢可能的改裝方案，以確保電機能夠在需要的閥門操作環境中正常運行。
b) 閥門的手動輪和控制桿的防火保護不能影響閥門的易操控性。
c) 防火閥門位置指示必須可見。
d) 電磁閥的電磁線圈可用前述防火材料進行防火。因保溫材料隔熱并限制空氣流通，設計必須確保能夠有理想的操控性。
e) 除閥門有安全位置失效設計，隔膜閥的膜室宜采用前述防火材料防火。
f) 選擇的防火系統必須在受保護設備操作溫度和環境的評估下應用。
17、電纜防火措施
SY/T 7396-2017 石油天然氣工業陸上生產設施被動防火推薦作法(參考API RP 2218-2013)
避免電纜在火災中過早失效的主要方法包括：
a)將電纜埋地。
b)繞過高火災可能性的區域。
c) 如以上方法不能實現且要求電纜連續使用，則可采取如下防火設計來延長操作時間：
1) 使用耐高溫電纜(至少能抵御UL1709或等效標準的火災15min-30min)，如不銹鋼保護套(MI/SI)礦物絕緣電纜，并有膨脹型防護材料保護。
2) 根據生產廠家推薦，使用襯箔吸熱卷材保溫系統密封電纜除潮。
3)使用具有防火設計的電纜托盤：
供方認證的專用防火電纜托盤系統；
由鍍鋅金屬板制成，內襯耐火絕緣纖維或硅酸鈣的全封閉托盤；
由硅酸鈣絕緣板包覆電纜托盤，電纜托盤內底部由硅酸鈣墊塊托起纜線；
外表面由鍍鋅金屬板制成并包覆瑪蹄脂防火材料的托盤；
使用可在650度條件下工作的管道絕緣層，并包覆由不銹鋼綁扎帶和螺絲安裝的不銹鋼板。
注：上述元件禁止使用鋁質材料。
總之，在罐區火災隔離閥設置時，需要優先明確以下幾點：
◆明確術語定義，比如緊急切斷閥、火災區域、等；
◆明確需要實施防火的場景，比如液化烴類設備、操作溫度等于或高于自然點的可燃液體設備、甲類液體儲罐、乙類液體儲罐、其他需要關注的設備等；(這里只是舉例場景，哪些場景需要防火應綜合考慮確定)
◆明確設備容量臨界當量或者其他判定條件；
◆明確閥體和閥內件是否需要防火；
◆針對不同閥門類型，明確不同場景下執行機構是否需要防火，明確防火型式的選擇；
◆明確不同場景下，電纜是否需要防火，并明確防火型式的選擇；
由于以上內容不會全部在一個標準中明確，建議加強標準間的協調性。
注意：
◆防火分區注意針對池火災進行火災危險區域的劃分。
◆主要分析方法有經驗法、場景法。
◆火災場景范圍可基于結果、定量或定性的風險、基于經驗的設計規則確定(公司或保險公司)，可參考API RP 2218初始尺寸。
作者：范詠峰
