可燃性气体动火分析培训课件材料.docx
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可燃性气体动火分析培训课件材料
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：
LowerExplosionLimited.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。
英文：
UpperExplosionLimited.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³或是毫克/升）。
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，又称之为爆炸。
二、可燃气体检测仪的测量范围0－100%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，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Exd充砂型Exq
增安型Exe浇封型Exm
正压型Expn型Exn
本安型Exia粉尘防爆型DIPA
本定型Exib粉尘防爆型DIPB
油浸型Exo特殊型Exs
四、质量－体积浓度与PPM的换算关系
气体的摩尔体积
①标准状态：
人们规定温度为273.15（0°C）和压力为1.0133×105
（latm）时的状态为标准状态。
②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:
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
①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。
2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%）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。
1一些物质的爆炸极限
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
15.0~28.0
1
2
一氧化碳
12.5~80.0
6
3
甲醇
5.5~44.0
7
4
甲醛
7.0~73.0
10
5
硫化氢
4.0~46.0
9
6
乙炔
2.5~80.0
31
7
氢
4.0~75.6
18
8
甲烷
5.5~15.0
2
9
煤粉
359~135009g/m3
10
硫磺
爆炸下限2300mg/m3
2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。
③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.
④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）,因此,乙炔的爆炸下限2.5V/V×20%=0.5%（V/V）.
5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GBZ－1－2002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，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%＝AO2%＝B
如O2含量在15%以上，另取样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%＝A1O2%＝B1
若经过燃烧后减少体积C<0.5%，即可不用吸收，将数据填写在动火证上，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
M＝[C+（A1－A）]－（B－B1）
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．
３、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：
用气体分析仪量气管取样１００ml，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１００ml用氢氧化钾及焦性没食子酸钾溶液分别吸收ＣＯ２和Ｏ２.当使用氮气吹净时，只分析ＣＯ２或可燃性气体含量。
注：
（１）若氧含量大于２０%而小于２１%通电不爆，方可填写在动火证上，准予动火。
（２）若氧含量大于２１%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。
（３）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２０%以上的ＣＯ２不应大于０.５%否则需找原因。
４、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：
ＣＯ２+２ＫＯＨ＝Ｋ２ＣＯ３+Ｈ２Ｏ
２Ｃ６Ｈ３（ＯＫ）３+１／２Ｏ２＝（ＫＯ）３Ｃ６Ｈ２―――Ｃ６Ｈ２（ＯＫ）３＋Ｈ２
２Ｈ２＋Ｏ２＝２Ｈ２Ｏ ＣＨ４＋２Ｏ２＝２Ｈ２Ｏ＋ＣＯ２
CuCl2+2CO=CuCl2·2CO
分析步骤：
吸收顺序：
ＣＯ２→Ｏ２→ＣＯ→除氨气→爆炸→吸收
５、ＣＯ的测定：
用氨性氯化亚铜溶液吸收。
６、ＣＯ２的测定：
用氢氧化钾溶液吸收。
７、氢含量的测定：
见半水煤气全分析的测定。
８、半水煤气中硫化氢的测定：
见《中控分析技术标准》Ｐ２０.
九、可燃气体检测报警仪的正确使用
1、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。
2、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。
3、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。
4、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０－１００%ＬＥＬ。
报警设定值一般在２０－３０%ＬＥＬ。
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
5、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
设备
采样分析点
备注
立式贮罐
上、下人孔，排污口用胶皮管探至设备内
球罐
上、下人孔，排污口，外浮筒倒淋装置，为防外浮筒在物料处存在死角
塔
上、下人孔，底部排渣口，充装介质为比重较大的物料要增加取样点
水井
跟水面20cm用胶皮管探至适当位置
地沟
跟水面20cm用胶皮管探至适当位置
隔油池
约3m范围空间，出水口周围空间
卧式贮罐
顶部人孔，下排污口，液位计倒淋阀处，用胶皮管探到设备内
管道内部
采样点的确定：
管道吹扫置换后，采样点一般由工艺技术员来确定采样点，并且创造好的取样条件。
对于较长管线必须在管道两端、管道各倒淋阀口及高点气密放空阀进行取样，对不能探至管线内取样处，要求用钢锯（抹上黄油或机油）切一小口探至内部取样，来确保样品的代表性。
3动火分析时间
3．1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次平行样，取最大值填写报告单。
4.2报告单要求
工厂应设计专用的，符合自己实际情况的报告单表样。
其中内容必须包括：
采样地点、采样时间、介质爆炸极限、分析数据、分析人、审核人和报出时间等。
5结束语
目前由于企业没有制定动火分析的操作规程和相关规定，在动火作业前对动火设备管线、动火区域空间怎样采样，何时采样，报告单的形式各单位不尽相同。
但是在作业前要求必须采样分析可燃物情况，来确定动火点是否具备动火条件，是大家共识的。
因此，在企业中，采样时间、采样地点的选择及报告单填写等要具有代表性，能准确地反映动火点的危险程度，只有这样才能给安全管理人员提供准确的分析数据，确保工厂的检修、技改工程的顺利进行。
危险化学品火灾危险性分类
1.生产的火灾危险性分类
（GBJ16——18）
生产类别
火灾危险性特征
甲
使用或产生下列物质的生产：
1.闪点<28°C的液体
2.爆炸下限<10%的气体
3.常温下能自行分解或在空气中氧化即能导致迅速自燃爆炸的物质
4.常温下受到水或空气中水蒸气的作用，能产生可燃气体并引起燃烧或爆炸的物质
5.遇酸、受热、撞击、摩擦、催化以及遇有机物或硫磺等易燃的无机物，极易引起燃烧或爆炸的强氧化剂
6.受撞击、摩擦或与氧化剂、有机物接触时能引起燃烧或爆炸的物质
7.在密闭设备内操作温度等于或超过物质本身自燃点的生产
乙
使用或产生下列物质的生产：
1.闪点≥28°C至<60°C的液体
2.爆炸下限≥10%的气体
3.不属于甲类的氧化剂
4.不属于甲类的化学易燃危险固体
5.助燃气体
6.能与空气形成爆炸性混合物的浮游状态的粉尘、纤维、闪点≥60°C的液体雾滴
丙
使用或产生下列物质的生产：
1.闪点≥60°C的液体
2.可燃固体
丁
具有下列情况的生产：
1.对非燃烧物质进行加工，并在高热或熔化状态下经常产生强辐射热、火花或火焰的生产
2.选用气体、液体，固体作为燃料或将气体、液体进行燃烧作其它用的各种生产
3.常温下使用或加工难燃烧物质生产
戊
常温下使用或加工非燃烧物质的生产
注：
1在生产过程中，如使用或产生易燃、可燃物质的量较少，不足以构成爆炸或火灾危险时，可以按实际情况确定火灾危险性的类别。
2一座厂房内或防火分区内有不同性质的生产时，其分类应按火灾危险性较大的部分确定，但火灾危险性大的部分占本层或本防火分区面积的比例小于5%（丁、戊类生产厂房的油漆工段小于10%）。
且发生事故时不足以蔓延到其它部位，或采取防火设施能防止火灾蔓延时，可按火灾危险性较小的部分确定。
2.储存物品的火灾危险性分类
（GBJ16—87）
储存物品类别
火灾危险性特征
甲
1.闪点<28°C的液体
2.爆炸下限<10%的气体，以及受到水或空气中水蒸气的作用，能产生爆炸下限<10%气体的固体物质
3.常温下能自行分解或在空气中氧化即能导致迅速自然或爆炸的物质
4.常温下受到水或空气中水蒸气的作用能产生可燃气体并引起燃烧爆炸的物质
5.遇酸、受热、撞击、摩擦以及遇有机物或硫磺等易燃的无机物，极易引起燃烧或爆炸的强氧化剂
6.受撞击、摩擦或与氧化有机物接触时能引起燃烧或爆炸的物质
乙
1.闪点≥28°C至<60°C的液体
2.爆炸下限≥10%
3.不属于甲类的氧化剂
4.不属于甲类的化学易燃危险固体
5.助燃气体
6.常温下与空气接触能缓慢氧化，积热不散引起自燃的物品
丙
1.闪点≥60°C的液体
2.可燃
丁
难燃烧物品
戊
非燃烧物品
注：
难燃物品、非燃物品的可燃包装质量超过物品本身质量的四分之一时，其火灾危险性应为丙类。
3.可燃气体的火灾危险性分类
（GB50160――92）
类别
可燃气体与空气混合物的爆炸极限
甲
<10%（体积）
乙
≥10%（体积）
4.液化烃、可燃液体的火灾危险性分类
（GB50160――92）
类别
名称
特征
甲
A
液化烃
15°C时的蒸汽压力>0.1MPa的烃类液体及其他类似液体
B
可
燃
液
体
甲A类以外，闪点<28°C
乙
A
闪点≥28°C至≤45°C
B
闪点>45°C至<60°C
丙
A
闪点≥60°C至≤120°C
B
闪点>120°C
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