空气中易燃易爆物质浓度测定方法及爆炸危险性评估.doc

空气中易燃易爆物质浓度测定方法及爆炸危险性评估

空气中易燃易爆物质主要是指空气中存在的可燃气体和易燃液体蒸气〔简称为可燃气体〕。可燃气体与空气混合时遇火源可发生燃爆的最低浓度称为爆炸下限〔LEL)，用容积百分数〔V%〕或每立方米中的毫克数表示(mg/m3)。最高浓度称为爆炸上限。上、下限之间的爆炸浓度称为爆炸范围。
　　空气中存在的可燃气体达到其爆炸范围遇火源就可发生燃爆事故，尤其是石油、化工、城市燃气等行业均存在燃爆危险性。依据对我国近年来发生的特大、重大工业爆炸事故案例分析，爆炸事故类别主要为瓦斯爆炸、易燃易爆化学品遇明火爆炸、火药爆炸、粉尘爆炸、锅炉爆炸。2002年我国发生石油、化工、城市燃气重大爆炸35起，2003年1～3月份就发生石油、化工、城市燃气重大爆炸6起。据美国1989年公布的30年间〔1959～1988年〕150次重大爆炸事故统计资料说明，可燃气体爆炸占爆炸事故总数的36%。因此，强化对空气中的可燃　　气体浓度测定及控制，是减少爆炸事故发生的必不可少的手段。
依据可燃气体的理化特性，笔者编写了可燃气体的测定方法及爆炸危险性评估〔适用于空气中可燃气体浓度在爆炸下限浓度以下的爆炸危险性测定〕，供读者使用和参照。
一、采样基本原理
　　应依据空气中易燃易爆物质存在状态进行采样。空气中易燃易爆物质通常以3种状态存在：
　　1. 气体状态。常温下是气体的物质以气体逸散于空气中；
　　2. 蒸气状态。常温下是液体或固体的物质散发于空气中时以蒸气状态存在；气体和蒸气是以分子状态分散于空气中的；
　　3. 气溶胶状态。有些易燃易爆物质以液体或固体微小颗粒分散于空气中，称为气溶胶。气溶胶可分为分散性气溶胶和凝集性气溶胶。分散性气溶胶是固体或液体小颗粒悬浮于空气中而形成，凝集性气溶胶是由过饱和蒸气凝集而成。气溶胶按存在形式可分为雾、烟、尘，气溶胶粒子直径为0.1～10μm。施行中应依据易燃易爆物质存在的状态不同，选择不同的采样方法和采样仪器。
二、采样前的准备工作
　　〔一〕爆炸危险场所调查
　　1. 确定采集可燃气体的种类及名称。了解可燃气体在空气中存在的状况，估计浓度以及产生、分布和扩散的规律或趋向，生产的火灾危险性分类〔GBJ16-87〕等。
　　2．调查生产中使用的原料和辅料种类，包括原料和辅料名称、理化性质〔特别是燃点、闪点及爆炸下限〕、使用数量等。
　　3．了解生产流程，包括原料投入方式、生产工艺、中间产品及副产品名称、加热温度和时间，生产方式和生产设备的完好程度等。
　　4．了解工人生产状况，包括工人停留的地点和时间、劳作习惯和姿态等。
　　5．了解防护措施和设备，包括通风排毒装置及使用状况，跑冒滴漏和个人防护状况等，以及爆炸危险场所的气温、气压和风向、风速等。
　　〔二〕确定采样点
　　1．选点原则
　　〔1〕采样点应设在可燃气体释放处，高浓度、高温度及靠近火源处，或工人常常停留和定时观察的操作处。
　　〔2〕采样点应设在下风向和涡流区。
　　2. 采样点位置
　　〔1〕靠近释放源如泵轴头、阀门、泄压口等应设点。
　　〔2〕可燃气体比重小于0.9的要在不通风的穹顶处设点；比重大于1.1的要在低洼处如管沟、污水井等处设点。
　　〔3〕同一场所，同一种可燃气体，不同工种，不同设备，不同工序的作业场所，选择可燃气体浓度高的地点设采样点。
　　〔4〕同一场所，同一种可燃气体，生产状况均相同及释放程度相近时，全场可视为一个作业场所，可按50～100m2设一个采样点。
　　〔5〕采样点同时存在多种可燃气体时，可选危险性大的一种或几种分别设采样点。
　　〔三〕确定采样方法
　　1. 快速直读检测方法
　　采纳GB15322-94可燃气体探测器技术要求和试验方法，GB12358-90作业环境气体检测报警仪通用技术要求及GB7230-87气体检测管装置等国家标准快速检测方法，或具有计量检测合格证和国家质检总局认可的快速直读检测仪器及方法。
　　2. 国家卫生标准方法
　　即GB/T16027～16099-1995车间空气有毒物质检测方法。
　　无标准方法可采纳国内统一方法及国外标准方法。
　　〔四〕确定采样频率
　　1.对易发生突发性释放的采样点应采纳自动连续采样。
　　2.对周期性释放的采样点应在释放浓度最高时连续采样。
　　3.对连续性释放的采样点可定期采样测定，采样时间间隔为0.5～1小时。

　　〔五〕采集样品的数量
　　1. 每个采样点，每次采集3件样品。
　　2. 使用直读仪或检气管检测时可3分钟读数1次，15分钟内测定5次取平均值。
　　〔六〕采样仪器的准备
　　1. 采集气态和蒸气态可燃气体，使用汲取管〔大型气泡汲取管、小型气泡汲取管和多孔玻板汲取管〕、固体吸附剂管〔活性炭管、硅胶管〕、注射器和气袋等。
　　2. 采集气溶胶可燃气体时，使用滤料及其采样夹或冲击式汲取管。
　　3. 蒸气态和气溶胶可燃气体共存时，使用浸渍滤料或滤料加固体吸附采集。
　　4. 所用采样仪器必须在采样前进行检查、校验，并要看流量计是否能达到0点及能否正常运转等。
　　5. 采样仪器应防爆。要有防爆检验合格证。
　　6. 所使用的采样仪器应符合GB/T16027～16099-1995 相关标准规定，或者是国家质检总局认可的仪器并具有计量检定合格证。
　　7. 收集器应贴上空白标签。
　　〔七〕采样人员个人防护的准备
　　依据爆炸危险场所调查状况决定是否要配戴个人防护用品，如防毒口罩、氧气呼吸器等。
三、现场采样步骤及注意事项
　　1．对爆炸危险场所调查后，选定采样点。
　　2．采样的准备工作应在无污染区进行，采样开始前打开收集器的密封口或密封盒，防止污染样品。
　　3. 在采样点处支起采样架，使收集器固定在可燃气体释放的高度，但应避免被测物溅入收集器内。收集器编号与《空气中易燃易爆物质浓度采样记录表》一致。
　　4．连接采样装置，以收集器——流量计——采样动力的顺序连接。
　　5．开始采样，将采样速度迅速调节到所需值，并在采样过程中注意坚持此值。同时记录采样开始时间。
　　6．一到所需采样时间，马上停止采样，记录采样时间。取下收集器，妥善保存样品，防止样品的污染、损失和变质。
　　7．采样同时记录采样点的气温、气压和特别状况的说明。
　　8．采样同时，每次要带空白样品到采样点。除不采集空气样品外，其余操作与样品相同。空白样品数至少2件。
　　9．用固体吸附剂管、汲取管等采样时，应直立放置；用注射器和采气袋采样时，应在采样点先用样品气置换3～4次后再采样。
　　10．采样后的注射器和汲取管密封进气口后，直立放在采样架上，防止破损。采样后的固体吸附剂管密封两端置于塑料袋中保存。
　　11．使用挥发性大的汲取液采样时，需冷却，避免汲取液挥发，采样后，应补充汲取液至原来用量。
　　12．将采集样品、空白样品及《样品送检表》及时送到实验室进行样品的检验。
四、实验室检验
　　首选国家公布的标准方法；无标准方法可选用国内统一方法或国外标准方法。
五、爆炸危险性评估
　　〔一〕可燃气体的爆炸下限浓度〔LEL〕
　　在国内外，防燃爆预防措施一般多以可燃气体的爆炸下限浓度为界定指标，可燃气体快速检测报警仪均以爆炸下限浓度为标定指标。笔者依据国家标准《爆炸和火灾危险环境电力装置制定规范》GB50058-92、《涂装作业安全规程》GB14443-93中规定及国外相关资料，将可燃气体的爆炸危险性评估划分为3个范围。
　　1. 可燃气体的浓度≤10%LEL，为非爆炸危险区域；
　　2. 可燃气体的浓度在10%LEL～30%LEL之间时，存在燃爆隐患，有泄漏；
　　3. 可燃气体的浓度≥30%LEL时，有燃爆危险，终止作业。
　　〔二〕安全系数范围确实定
　　为了使爆炸危险性评估指标使用方便、一目了然，笔者建议用“安全系数〞作为爆炸危险性评估的指标。安全系数为可燃气体的爆炸下限浓度与现场实测浓度的比值。
安全系数是技术经济指标，太严格造成经济浪费，反之不安全。参照我国有关标准及国外资料综合分析，笔者将安全系数定为3个范围。
　　1. 安全系数≥10，无燃爆危险；
　　2. 3安全系数10，存在燃爆隐患，有泄漏；
　　3. 安全系数≤3，有燃爆危险，终止作业。
　　笔者将最常用的36种可燃气体、易燃液体蒸气的特性及爆炸下限浓度〔LEL〕列出来，并合计到当检测结果是质量浓度(mg/m3)时的使用方便，将爆炸下限浓度〔LEL〕的两种表示：容积百分数〔V%〕、每立方米中的毫克数(mg/m3)均列出来，以利读者在工作中使用和参照。