可燃性气体动火分析培训材料

1、可燃性气体动火分析培训材料 一、可燃气体的爆炸极限相关知识： 可燃气体、 蒸汽或粉尘通常用在空气中的体积百分比或先是比来表示 其浓度。可燃气体（蒸汽）与空气的混合物，并不是在任何浓度下， 遇到火源都能爆炸， 而必须是在一定的浓度范围内遇点火源才能发生 爆炸。这个遇点火源能发生爆炸的可燃气浓度范围，称为可燃气的爆 炸极限（包括爆炸下限“LEL”和爆炸上限“UEL”。 ）可燃气体在空气中遇明火爆炸的最低浓度，称为爆炸下限简 称%LEL。英文：Lower Explosion Limited.可燃气体在空气中遇明火 爆 炸 的 最 高 浓 度， 称 为 爆 炸 上 限 简 称 %UEL 。

2、英 文 ： Upper Explosion Limited.不同可燃气（蒸汽）的爆炸极限是不同的，如氢气 的爆炸极限是 4.0%75.6%（体积浓度） ，意思是如果氢气在空气中的 体积浓度在 4.0%75.6%之间时，遇火源就会爆炸，而当氢气浓度小 于 4.0%或大于 75.6%时，即使遇到火源，也不会爆炸。甲烷的爆炸 极限是 5.0%15%意味着甲烷在空气中体积浓度在 5.0%15%之间时， 遇火源会爆炸，否则就不会爆炸。 可燃粉尘爆炸极限的概念与可燃气爆炸极限是一致的。 爆炸极限一般用可燃（粉尘）在空气中的体积百分数（%） ，也可以 用可燃气（粉尘）的重量百分数表示（毫米/米?或是毫克/升

3、） 。 可燃性气体的浓度过低或过高它是没有危险的， 它只有与空气混合形 成混合气或更确切地说遇到氧气形成一定比例的混合气才会发生燃 烧或爆炸。低于爆炸下限，混合气中的可燃气的含量不足，不能引起 燃烧或爆炸，高于上限混合气中的氧气的含量不足，也不能引起燃烧 或爆炸。 燃烧是伴有发光发热的激烈氧化反应，它必须具备三个要素：a、可 燃物（燃气） ；b、助燃气（氧气） ；c、点火源（温度） 。 可燃气的燃烧可以分为两类，一类是扩散燃烧，即挥发的或从设备中 喷出、泄漏的可燃气，遇到点火源混合燃烧。另一类燃烧，是可燃气 与空气混合着火燃烧，这种燃烧反应激烈而速度快，一般会产生巨大 的压力和声响，又称之为爆

4、炸。 二、可燃气体检测仪的测量范围 0100%LEL 是什么意思 举例说明，甲烷的爆炸下限为 5%体积比，那也就是说，把这个 5% 体积比，一百等分，让 5%体积比对应 100%LEL，也就是说，当检测 仪数值到达 10%LEL 报警时， 相当于此时甲烷的含量为 0.5%体积比。 当检测仪数值到达 25%LEL 报警点时，相当于此时甲烷的含量为 1.25%体积比。 便携式可燃气体检测仪的通常设有二个报警点 （与报警主机的型号有 关） ：25%LEL 为一级报警，50%LEL 为二级报警。 所以，当报警时，您不必担心报警后是不是随时有危险了，此时是在 提示您，在测可燃气体的浓度超过了设置的报警点

5、，引起注意，要相 应的措施降低可燃气体的浓度。在现实中，一般是继续置换或加强通 风（视具体情况而定） 。离真正有可能出现的危险的爆炸下限还有很 大一段差距，它只是起到报警提示的作用。 三、Exe 表示什么意思 “Exe”是增安型电气设备的防爆标志。 防爆型式 防爆型式标志 防爆型式 防爆型式标志隔爆型 Ex d 充砂型 Ex q增安型 Ex e 浇封型 Ex m正压型 Ex p n型 Ex n本安型 Ex ia 粉尘防爆型DIP A本安型 Ex ib 粉尘防爆型DIP B油浸型 Ex o 特殊型 Ex s四、质量体积浓度与 PPM 的换算关系 气体的摩尔体积 标准状态：人们规定温度为 273.

6、15（0°C）和压力为 1.0133×105 (latm)时的状态为标准状态。 在标准状态下，lmol 的任何气体的摩尔体积都约为 22.4L/mol,任 何气体的 1mol 体积里都含有 6.02×1023 个气体分子。 用每立方米大气中污染物的质量数来表示的浓度叫质量体积浓度， 单位是毫克/立方米(mg/m3)或克/立方米(g/m3). 它与 ppm 的换算关系是: X(g/m3)=M×C(ppm)/22.4 C=22.4X/M X污染物以每标立方米的毫克数表示的浓度值; C污染物以 ppm 表示的浓度值; M污染物的分之子量. 由上式可得到如下关系

7、: 1ppm=M/22.4(mg/m3)=1000.m/22.4ug/m3 可燃气体检测仪原理及技术指导例 1:求在标准状态下,30 毫克/标立方 米的氟化氢的 ppm 浓度. 解:氟化氢的分子量为 20,则: C=30.22.4/20=33.6ppm 五、氧气在动火分析中的控制 氧是不可燃烧物质，但氧在燃烧中有一个关键睥作用就是助燃，它 能燃烧起到触发和加剧燃烧过程的关键作用。因此在动火分析时，我 们常常要对氧气的含量进行分析和控制。 另外氧在正常作业环境中的控制指标为 18%-21%.其原因是防 止作业人员在作业过程中因缺氧发生中毒和窒息. 六、公司作业环境动火控制指标（<0.5%）

8、原因。 由于我公司现在的作业环境中存在以下物质， 这些物质在空气中存在 燃烧爆炸的危险性，因此，在作业过程中，就必须对这些物质在空气 中（作业环境中）的量进行有效控制。 一些物质的爆炸极限 序号危险物质名称在空气中的爆炸极限（V/V）%爆炸危险度1氨15.028.012一氧化碳12.580.063甲醇5.544.074甲醛7.073.0105硫化氢4.046.096乙炔2.580.0317氢4.075.6188甲烷5.515.029煤粉359135009g/m310硫磺爆炸下限 2300mg/m3动火分析标准中如下规定厂区动火作业安全规程 (HG23011-1999): 若使用测爆仪时,被测对

9、象的气体或蒸汽的浓度应小于或等于爆炸下 限的 20%(体积比,下同),若使用其他化学分析手段时,当被测气体或蒸 汽的爆炸下限取大于或等于 10%时,其浓度应小于 1%,当爆炸下限小 于 10%、大于或等于 4%时，其浓度应小于 0.5%；当爆炸下限小于 4%、大于或等于 1%时，其浓度应小于 0.2%。若月两种以上的混合 可燃气体。应以爆炸下限低者为准。从表中我们清楚的看出，其爆炸极限最低的是乙炔（爆炸下限为 2.5V/V%）.按照危险度管理的办法,我们就以乙炔作为可燃物危险管 理的依据. 按照动火分析时,被测对象的气体或蒸汽的浓度应小于或等于爆炸 下 限 的 20%( 体 积 比 , 下 同

10、 ), 因 此 , 乙 炔 的 爆 炸 下 限 2.5V/V × 20%=0.5%(V/V). 由于乙炔的爆炸下限是我们作业环境中存在的可燃物质爆炸 下限最低的,所以我们按乙炔动火分析控制要求指标进行控制,也就能把其它危险物质控制在安全的范围内.所以公司的动火分析 控制指标为 0.5%(V/V). 七、动火分析及合格标准 1 动火分析应由动火分析人进行.凡是在易燃易爆装置、管道、储 罐、阴井等部位及其它认为应进行分析的部位动火时，动火作业前必 须进行动火分析。 2 动火分析的取样点，均应由动火所在单位的专（兼）职安全员或 当班班长负责提出。 3 .动火分析的取样点要有代表性，特殊动火

11、的分析样品应保留到动 火结束。 4. 取样与动火间隔不得超过 30 分钟， 如超过此间隔或动火作业中断 时间超过 30 分钟，必须重新取样分析。如现场分析手段无法实现上 述要求者，应由主管厂长或总工程师签字同意，另做具体处理。 5 .使用测爆仪或其它类似手段进行分析时，检测设备必须经被测对 象的标准气体样品标定合格。 6. 如使用测爆仪或其它类似手段时，被测的所做或蒸汽的浓度小于 或等于爆炸下限的 20%。 7 .使用其它分析手段时，被测的气体或蒸汽的爆炸下限大于等于 4% 时，其被测浓度小于等于 0.5%；当被测的气体或蒸汽的爆炸下限小 于 4%时， 其被测浓度小于等于 0.2%。 若有两种

12、以上的混合可燃气体。 应以爆炸下限低者为准。 8 .进入设备内动火，同时还需分析测定空气中有毒有害气体和氧含量， 有毒有害气体含量不得超过 GBZ12002 工业企业设计卫生标 准规定的最高容许浓度，氧气含量应为 18%22%。 八、动火分析检测项目 1、NH3 含量测定 分析方法见中控分析技术标准中第三部分“碳化生产控制分析方 法”中“碳化气中氨的测定” 。 原理：用硫配标准溶液吸收气体中的氨，并测量余气体积，计算出氨 含量。反应式如下： 2NH3+H2SO4（NH4）2SO4 2、可燃气体总量的测定（燃烧法） 2.1 原理：利用被测组分气体能在空气中燃烧的我，将气样与空 气混合并进行燃烧，

13、测量生成物的量或反应物的消耗量，即可计算被 测组分析含量。 2.2 分析步骤： 用气体分析仪量气管取样 100ml，直接以氢氧化钾及焦性没食子 酸钾溶液分别吸收 CO2、O2 以定其百分含量。 设：CO2%A O2%B 如 O2 含量在 15%以上，别取样 100ml，直接将气体送入白金丝呈 红热状态的燃烧瓶内，来回送三次，其减少体积 C 可在量气管上直接 读出，但其读数，并非可燃性气体的真实体积，而是可燃性气体加耗 氧的总和， 故经燃烧后的气体需要以氢氧化钾及焦性没食了酸钾溶液 分别吸收二氧化碳及氧气。设：CO2%A1 O2%B1 若经过燃烧后减少体积 C<0.5%，即可不用吸收，将数

14、据填写在动 火证上，可以动火。如果减少体积 C>0.5%则经过吸收按下式计算。 2.3 分析结果的表述 MC+（A1A）（BB1） 式中：M可燃物百分含量； C样气经燃烧后的缩减量； A原料气中 CO2 的量； A1样气经燃烧后 CO2 的量； B原料气中 O2 的量； B1样气经燃烧后 O2 的量 注：可燃气体 C<0.5%可以动火，可燃气 C>0.5%不准动火。 燃烧瓶夹套必须用水冷却，控制燃烧瓶白金丝呈红热状态如 呈白热状态则会烧毁白金丝 、爆炸法测气体燃烧情况 原理：利用可燃性气体混合并达到一定的浓度时，遇明火就 会发生爆炸的原是进行测定。 分析步骤：用气体分析仪量气

15、管取样ml，送入爆炸瓶 通电察看是否爆炸。将气体抽回量气管，看看读数有无变化。另取 ml 用氢氧化钾及焦性没食子酸钾溶液分别吸收和.当 使用氮气吹净时，只分析或可燃性气体含量。 注： （）若氧含量大于%而小于%通电不爆，方可填写在动火证上，准予动火。 （）若氧含量大于%时不得动火。因其超过空气中最高含氧 量， 应查看取样是否有气氧从钢瓶内渗出， 否则分析仪器一定有问题， 须进行全面检查。 （）使用惰性气吹净的容器管理（采用空气复吹） ，需采用燃烧 法， 当分析结果氧含量在%以上的不应大于.%否则需找 原因。 、半水煤气全分析（奥氏法） 原量：利用气体的性质，能被具有吸收能力的试剂吸收，将气全

16、混合物的各组分加以顺序吸收，根据吸收前后气体体积的变化，计算 出气体的组分含量。 对不能利用吸收剂吸收的组分， 可加入部分空气， 使其燃烧或爆炸， 根据燃烧前后气体体积变化及生成可以用适当试剂 所吸收的组分而计算得出。反应式如下： + （）+()() CuCl2+2CO=CuCl2·2CO 分析步骤： 吸收顺序：除氨气爆炸吸收 、的测定： 用氨性氯化亚铜溶液吸收。 、的测定： 用氢氧化钾溶液吸收。 、氢含量的测定： 见半水煤气全分析的测定。 、半水煤气中硫化氢的测定： 见中控分析技术标准. 九、可燃气体检测报警仪的正确使用 、 根据中华人民共和国计量法和中华人民共和国强制检定 的工作

17、计量器具管理办法规定，可燃气体检测报警器属于强 制检定计量器具，纳入依法强制管理范围，实施定点周期强制 检定。检定周期不超过一年。 、 由于催化燃烧型检测器对氢气有引爆性，因此对于氢气的检测 应选用电化学型或半导体型检测器。 、 注意不要使检测器意外进水或样气中水蒸气浓度过高。因为检 测器中的检测元件进水后会影响其性能，如果意外进水，要重 新更换检测器内的检测元件。 、 要正确设定报警器的报警值。一般情况下，报警器显示的可燃 气体的浓度范围是%。报警设定值一般在 %。具有二级报警的仪器，一级报警（高限）设定 值应小于或等于 20%LEL；二级报警（高高限）设定值应小于或 等于 50%LEL 、

18、 报警仪在使用前，应进行初步试验，以保证检测器工作正常， 反应灵敏、有效。最简单的办法是用分析室内的乙醇气进行初步试验，确认其工作正常。 十、动火作业前的采样与分析 1 动火采样的方法 1.1 采样器具选择 采样器一般选用分析室常用的气体采样气袋即可。 采样操作 在采集动火区域或设备内空间气体前， 要用区域或设备内空间气体将 采样器置换 3 次以上，最后吸取分析气样，封闭入口（一般采用方法 是安上橡皮管夹和戴上橡皮帽） 。 动火分析采样点的选择 选择的原则：由熟悉生产工艺装置的工程技术人员或安全员确定，选 择点必须具有代表性，对于动态之中的动火作业，应根据现场情况正 确确定分析取样点。 装置区

19、域内动火作业点周围空间气样的采样 采样点由熟悉生产工艺装置的工程技术人员， 根据动火部位现场周围 情况来确定。一般要求选择 2 个点以上，而且要靠近动静密封点，即 不能太近，也不能太远，一般 1.5m 左右取样较为合适。 因为装置密封点没有绝对不泄漏的， 只是要求其泄漏量是否在安全认 可范围内。对于泄漏量较大的情况下，取样分析没有实际意思。在实 际工作中，安全员要求在动静密封点附近采取一个空间气样，如果可 燃物含量合格，则以此点作为动火前分析依据；否则，在 1.5m 左右 再采取一个空间气样，进行分析可燃物含量，如可燃物含量合格，再根据动火的部位跟泄漏点远近，确定是否可动火作业。否则，就要对

20、泄漏部位进行处理再采样分析。 2.2 密闭空间采样点的确定 一般根据设备用途、结构充装介质几方面来考虑。下表中是常用设备 及部位取样点选择。 附表 常用设备及部位取样点 3 动火分析时间 31 采样时间要求 在我们实际工作中发现经过蒸汽吹扫的管道、设备不能立即取样分 析。因为刚经过蒸汽吹扫的管道、设备内温度没有降至常温，内部空 间可燃气体被大量的水蒸气稀释， 而且此时内部气体处于不稳定的变 化状态，这时采样分析结果是不准确的。 例如，有一次丙烯管道穿孔需补焊，首先经用蒸汽吹扫后，在管道温 度没降至常温时，就取样分析可燃物含量，结果合格，到次日动火前 分析可燃物含量， 结果远远超标， 经过检查发现有一块盲板没有加好， 所以， 管线动火前的采样时间， 必须在管道内空间温度为常温状态下，并且在动火前半小时进行采样分析较为合适。设备动火分析采样时 间，同样要等设备内空间温度降至常温状态下，并且通风 24 小时后， 动火前 1 小时内进行采样分析较为合适。 3.2 样品保留时间 分析样品根据动火级别不同保留时间分别为：24 小时（一级） ，72 小 时（二级） ，120 小时（三级） 。 4.1 进样分析要求 做一标样对照，做 3 次