有毒有害气体检测安全技术

有毒有害气体检测安全技术（一）可燃性气体检测1、可燃气体的爆炸范围和爆炸极限可燃性气体在空气中可能会发生燃烧（即在点燃后，火焰会从燃点开头集中）和爆炸时的四周环境必需符合四个条件，即适量的氧气、适量的可燃性气体、点火源以及足够的分子能量，这样才能维持燃烧的链式反应。假如这四个条件中的任何一个没有或不足，燃烧或爆炸就不行能发生。我们将空气混合物中可燃性气体可以发生燃烧时的最低体积浓度%VOL称为燃烧下限LFL%。将空气混合物中可燃性气体可能被点燃后发生爆炸时的最低体积浓度%VOL称为爆炸下限LEL%。从定义上可以看出，燃烧下限LFL%和爆炸下限LEL%两者的含义是不同的。但在实际应用上的便利，可以不加区分，相互替代使用。不同的可燃性气体有不同的LFL/LEL。低于LFL/LEL的可燃性气体或蒸气，由于对氧气的比例太低，不行能发生燃烧或爆炸。大多数的（不是全部）可燃性气体或蒸气还具有一个高限体积浓度，在此浓度值之上，可燃性气体也不会发生燃烧或爆炸。燃烧上限UFL%是可燃性气体的蒸气和气体在空气中支持燃烧的最大体积浓度。相对应的还有一个爆炸上限UFL%。同样在使用上也不加区分。高于UFL/UEL时，由于可燃性气体的蒸气和气体同氧气的浓度比例太大，或者说由于氧气不足，以至于无法反应而是燃烧集中，也就不会发生燃烧或爆炸。

2、可燃性气体的定义在实际工作中，可燃性气体泛指具有燃烧力量的气体。在国际上一般采纳列举（特指）和概括两种方式来规定那些气体是可燃性气体（简称可燃气体）。（1）国际上特指以下32种气体为可燃气体。

序可燃性气体爆炸范围，%序可燃性气体爆炸范围，%1丙烯腈3~717环丙烷2.4~10.42丙烯醛2.8~3118二甲胺2.8~14.43乙炔2.5~8119氢气4~754乙醛4.1~5520三甲胺2~11.65氨16~2521二硫化碳1.3~446一氧化碳12.5~74.522丁二烯2~11.57乙烷3~12.523丁烷1.9~8.58乙胺3~1424丁烯1.6~9.39乙苯1~6.725丙烷2.2~9.510乙烯3.1~3226丙烯2.4~10.311氯乙烷3.8~15.427溴甲烷13.5~14.512氯乙烯4~2228苯1.3~7.113氯甲烷10.7~17.429甲烷5.3~1414环氧乙烷3~10030甲胺4.9~20.715环氧丙烷2.1~21.531二甲醚3.4~2716氰化氢6~1432硫化氢4.3~45备注：爆炸范围是指LEL和UEL的体积浓度。（2）其他气体符合下列条件之一者，也属于可燃气体范畴。①爆炸下限在10%VOL以下者。②爆炸范围的上限与下限之差在20%VOL以上者。

3、常用的浓度单位工程换算

（1）%LEL与%VOL的换算当可燃气体达到了爆炸下限LEL以上就有爆炸的危急。为了计算和说明的便利，一般将爆炸下限LEL分成100份，即1LEL=100%LEL；例如，甲烷单独存在100%LEL=5.3%VOL，也就是说，一般的报警单位10%LEL=0.53%VOL；即当环境中甲烷浓度0.53%体积时，就应当意识到危急状况的存在。（2）%VOL与ppm、ppb的换算1ppm=1000ppb=1/1000000VOL或者10-6100%VOL=106ppm=109ppb以甲烷为例，10%LEL=0.53%VOL=53000ppm假如是苯，则10%LEL=0.13%VOL=13000ppm（留意，苯的马上致死量IDHL是500ppm！！）（3）ppm与mg/m3的换算V（ppm）=W（mg/m3）×24.46/M式中：V为ppm为单位的体积浓度值。W为mg/m3为单位的肯定重量的浓度值。M为待测物质的分子量。（4）混合可燃气体的爆炸极限的计算用Vn表示一种可燃气体在混合物中的体积分数，LELn和UELn分别为此种可燃气体的爆炸下限和爆炸上限，则混合气体的爆炸下限为：LEL=100/（V1/LEL1+V2/LEL2+…+Vn/LELn）（%VOL）同理，混合气体的爆炸上限为：UEL=100/（V1/UEL1+V2/UEL2+…+Vn/UELn）（%VOL）例如，一自然 气的组成为甲烷80%VOL（LEL甲烷=5.3），乙烷15%VOL（LEL乙烷=3.0）、丙烷4%VOL（LEL丙烷=2.2）、丁烷1%VOL（LEL丁烷=1.9），则此自然 气的爆炸下限为：LEL自然 气=100/（805.3+15/3.0+4/2.2+1/1.9）=4.46%VOL从以上计算可以看出，尽管甲烷占了大多数，但由于乙烷、丙烷和丁烷的存在，使得自然 气的爆炸下限相对于甲烷降低了许多。

4、可燃气体爆炸场所的划分世界各国对危急场所区域划分不同，但大致分为两大派系：中国和大多数欧洲国家采纳国际电工委员会（IEC）的划分方法，而以美国和加拿大为主要代表的其他国家采纳北美划分方法。中国标准GB3836.14--2000《爆炸性其他环境用电气设备，第14部分：危急场所分类》的规定如下：0区

爆炸性气体环境连续消失或长时间存在的场所。1区

在正常运行时可能消失爆炸性气体环境的场所。2区

在正常运行时不行能消失爆炸性气体环境，假如消失也是间或发生，并且仅是短时间存在的场所。0区，一般只存在于密闭的容器、储罐等内部气体空间；在实际防爆设计过程中1区也很少涉及；大多数状况属于2区。美国、加拿大等北美国家危急区域的划分依据NEC（美国国家电气规程）的定义，对爆炸性气体环境划分为1区、2区（没有0区）。两者之间的对应关系大致如下：气体

IEC0区、1区——NEC1区IEC2区——NEC2区详细的比较见下表。

爆炸性物质区

域

定

义IEC标准NEC标准气体CLASSⅠ在正常状况下，爆炸性气体混合物连续或长时间存在的场所。0区Div.1在正常状况下，爆炸性气体混合物有可能消失的场所。1区在正常状况下，爆炸性气体混合物不行能消失，仅仅在不正常状况下间或或短时间消失的场所。2区Div.2可燃性粉尘或纤维CLASSⅡ/Ⅲ在正常状况下，爆炸性粉尘或可燃性纤维与空气的混合物可能连续消失、短时间频繁地消失或长时间存在的场所。10区Div.1在正常状况下，爆炸性粉尘或可燃性纤维与空气的混合物不行能消失，仅仅在不正常状况下间或或短时间消失的场所。2区Div.2备注：IEC中的“区”的英文定义为Zone，而在NEC中的“区”的英文定义为Division。

4、本质平安型电气设备的平安特点（1）本质平安型电气设备防爆特点本质平安型电气设备又称平安火花型电气设备。它的特点时电气设备在正常状态下和故障状态下，电路、系统产生的火花和达到的温度都不会引燃爆炸性混合物。它的防爆主要有以下措施来实现。①采纳新型集成电路元件等组成仪表电路，在较低的工作电压和较小的工作电流下工作。②用平安栅把危急场所和非危急场所的电路分隔开，限制由非危急场所传递到危急场所去的能量。③仪表的连接导线不会形成过大的分布电感和分布电容，以削减电路中的储能。（2）本质平安型电气设备应用特点由于本质平安型电气设备的防爆性能不需要采纳通风、充气、充油、隔爆等外部措施实现，而是通过其电路设计本身实现，因而是本质平安。这类电气设备可适用于一切危急场所和一切爆炸性气体、蒸气混合物，并可以在通电的状况下进行修理和调整。但是，对于本安型固定式仪表，由于必需使用掌握器（或系统）。所以不能单独使用，必需和本安关联设备（平安栅）、外部配线一起组成本安系统，才能发挥防爆功能。（3）本安型ia和ib两种的区分ia等级：在正常工作状态