燃气检测基本概念

头痛、不适
思维混乱、不适 行为不稳定 轻微心悸 意识消失 死亡
硫化氢（H2S）对人体的作用 ppm 浓度 暴露时间 影响及症状
10
8 小时
允许暴露水平
50-100
1 小时
眼睛稍有不适， 呼吸有点急促
200-300
1 小时
眼睛明显不适， 呼吸急促
500-700
0.5~1 小时
意识小时，死亡
>1000
高容许浓度（maximum allowable concentration，MAC）：指任何有 代表性的采样中均不得超过的浓度， 在我国范围内应用。 H2S硫化氢 车间空气卫生标准: 中国 MAC 10mg/m3 美国 ACGIH TLV-TWA 14mg/m3(10ppm) CO一氧化碳 车间空气卫生标准： 中国MAC 30mg/m3 美国ACGIH TLV-TWA 29 mg/m3 (25 ppm) 二氧化碳 车间空气中二氧化碳最高容许浓度 为18000mg／m3（10000ppm或1 ％）。
TLV 表示的是当某种气体在空气中的含量小于这一阈值时，充分且持续 暴露于该环境中的工人的健康不会受到损害。参考这个值时必须以国家颁布 的标准为准，且应采用最新的修正值。TVL包括以下两部分： 平均阈值(TLV-TWA) 这个值表示环境中以时间加权的平均浓度值。绝大多数工人按 8小时每天， 40小时每周的安排在这个环境中工作时，不会有健康方面的问题。 瞬时阈值(TLV－STEL) 这个参数被定义为一个 15分钟的加权平均值，在一个工作日的任意时刻工 作场所中某种有害气体的浓度都不得超过其指定的阈值，即使在这一天中总 的加权平均值达到了平均阈值。一天当中超过平均阈值且低于瞬时阈值的次 数不得大于4次，每次的持续时间必须小于15分钟。
在管线漏点处向外泄露 ，在环境气体中把对氧 气的检查作为唯一的检查方法是不够的。
在选择需要的报警仪器前， 要对所检测的气体
做出分析，从而确定适合的仪器。
O2 ，CO2的危害---------------窒息
•CO2——O2浓度 •当前情况 CO2 = 0,5 % •氧气测量值 = 20,8 % •没有报警信号! •CO2-测量 完成报警级别 •0,5 Vol.% 健康状况: 人可在室内工作，只是有轻微头痛
20%LEL=0.88VO% ̴ 1.0VOL%
常见可燃气的爆炸极限
爆炸极限的测量实验

燃气:外部气体 压力的构造物体:气瓶 点火源:明火
可燃气测量——如何避免爆炸危险
對燃气爆炸的過程、條件有所瞭解 除其必要件
可燃气体
甲烷 例如：天然气
碳氢化合物 例如：燃料油气
在空气中的氧气
明火源 例如：打火机, 吸烟, 电动设备
健康状况: 室内CO2浓度超过10%,人会产生抽筋、痉挛现象 和恶心严重出现无 知觉，昏迷!
CO2-O2 浓度 目前情况 = 18 % CO2 氧气测量值 = 17,4 % 报警信号: 缺乏氧气 ! CO2-测量值 = 18 % =报警信号
健康状况: 环境气体超过18 % CO2，人没有知觉可致神经衰弱综合症及心肌损害，重者死 亡。
百万分之一
1 ppm
一百万的单位
ppm浓度为体积百万分之一的 体积比浓度，英文为Part Per Million。即百万分之一，是一 个无量纲量，PPm 单独拿出来，
不能说是单位，就象％一样，不 是单位 。
1 cm³
1m
ppm Vol. % 1 0,0001 10 0,00 1 100 0,01 1.000 0,1 10.000 1 100.000 10 1.000.000 100
2.毒气技术指标
有毒气体及其危害：空气中任何一种有毒气体的浓度超过人体能承受
允许暴露的极限，都能威胁生命。有毒气体最常见有以下几种：一氧 化碳、硫化氢等。
O2 ，CO2的危害---------------窒息
H2S， CO的危害---------------中毒
毒气检测仪-------电化学传感器 氧气也是在工业环境中，尤其是密闭环境中需要十分注意因素。一般 我们将氧气含量超过 23.5%称为氧气过量 (富氧)，此时很 容易发生爆 炸的危险；而氧气含量低于 19.5%为氧气不足（缺氧），此时很容易 发生工人窒息、昏迷以至死亡的危险。正常的 氧气含量应当在20.9% 左右。氧气检测仪也是电化学传感器的一种。
应用在工业领域和民用领域的气体能源。英文为Gas。 而“可燃气体”则是一个很宽泛的概念，指凡是在空气中浓度积 累到一定的浓度能够发生燃烧或爆炸的气体总称。英文为 Combustible Gas PPM浓度 VOL%浓度
他们之间的关系如何？
PPM、VOL%浓度单位
1 ppm
1 cm3 in 1 m3
100%LEL=4.4VOL% 50%LEL=2.2VO% 测报仪的三级报警点 测报仪的二级报警点 测报仪的一级报警点
空 气 甲烷
爆炸上限%UEL
爆炸下限% LEL
20%LEL=10000ppm=1%VOL 爆炸极限是爆炸下限和爆炸上限的总称。可燃气体 在空气中的浓度只有在爆炸下限与爆炸上限之间才 会发生爆炸。低于爆炸下限或高于爆炸上限都不会 发生爆炸。不同的可燃气体的LEL和UEL都各不相 同，这一点在标定仪器时要十分注意。 为安全起 见，一般我们应当在可燃气体浓度在LEL的20%或 以下和50%时发出警报，这里，20%LEL称作低 限报警，而50%LE L称作高限报警。这也就是我 们将可燃气体检测仪又称作LEL检测仪的原因。 在低于爆炸下限时不爆炸也不着火；在高于爆炸上 限不会发生爆炸，但会着火。
可燃气体发生爆炸必须具备一定的条件，那就是：一定浓度的可燃气体， 一定量的氧气以及足够热量点燃它们的火源， 这就是爆炸三要素（如上 左图所示的爆炸三角形），缺一不可，也就是说，缺少其中任何一个条件 都不会引起火灾和爆炸。 当可燃气体（蒸汽、粉尘）和氧气混合并达到 一定浓度时，遇具有一定温度的火源就会发生爆炸。
CO2-O2 浓度 目前情况 = 8 % CO2 氧气测量值 = 19,2 % 没有报警信号!
CO2-测量值
=8% = 报警信号
健康状况: 长时间产生严重头痛, 耳朵疼痛, 血压增高并眼花!
CO2-O2 浓度 目前情况 = 11 % CO2 氧气测量值 = 18,6 % 没有报警信号! CO2-测量值 = 11 % = 报警信号
高浓度的硫化氢可引起电击样死亡(病死率高达41.8%)
缺氧窒息危险：
氧气浓度 (体积%) > 23.5% 20.9% 19.5%
影响和病症(在正常大气压下) 富氧环境，极易燃烧 氧气浓度同大气中含氧量一样 最低允许含氧量
15-19%
降低工作能力， 可能降低协调能力，产生心脏、肺和循环系统早期症状
前言
合格人 合适仪表，量程。 1 什么是PPM、VOL%、%LEL?他们的关系如何？ 2. O2, CO2; H2S, CO检测 有关标准 毒气的危害
3.为什么要检测加臭? 能否用检测加臭剂来判断泄漏？
4. 沼气，乙烷检测
1 PPM、VOL%、%LEL的关系
关于燃气与可燃气的概念 通常所说的燃气是指天然气、液化石油气、人工煤气的总称，是
阈限值（threshold limit value，TLV）：指美国政府工业卫生学 家会议（American Governmental Conference of Industrial Hygienists， AGCIH）推荐的接触限值，又分为以下几种。
阈值(Threshold Limit Values)(TLV)
1m
VOL%为体积百分比浓度，英 文为VOLume Percentage 1VOL%=10,000ppm 100VOL%=1,000,000ppm
燃气爆炸上/下限的基本概念
以甲烷CH4为例
UEL=Upper Explosion Level 爆炸上限 LEL=Lower Explosion Level 爆炸下限
压力对爆炸范围是有影响的。 当压力低于50mmHg柱时，混合气体不会爆炸。随着压力增，爆炸上限急 剧增加，如压力为15MPa时，上限可达58%。压力愈高爆炸范围愈大。 天然气含量小于4%时不会发生爆炸。 系统压力增高，爆炸极限范围也扩大，明显体现在爆炸上限的提高。这 是由于压力升高，使分子间的距离更为接近，碰撞几率增高，使燃烧 反应更容易进行，爆炸极限范围扩大，特别是爆炸上限明显提高。 爆炸极限也是一样， 爆炸性混合物的原始温度越高，则爆炸极限范围越 大，氧含量越多，爆炸极限范围也越大 与温度有很大的关系，所以，爆炸极限数据必定与混合物规定的初始温 度有关。初始温度越高，引起的反应越容易传播。一般规律是，混合 系原始温度升高，则爆炸极限范围增大即下限降低，上限增高。 干湿度影响 通常可燃气与空气混合物的相对湿度对于爆炸宽度影响虽小，但在极 度干燥时，爆炸范围宽度为最大。
10-12%
呼吸局促，判断力降低，嘴唇发紫
8-10%
神志不清，眩晕，脸色发白，恶心，呕吐
6-8%
在8分钟后死亡，50%的人在6分钟后死亡，在4~5分钟后还有生还可能
4-6%
40秒内呼吸停止并死亡
氧气减少量
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
O² = 20,95 %
气体类型 事故的临界值
(ml/m³ ) (Vol.-%)
在空气中氧气的减少量 ( Vol.-%)
时间加权平均容许浓度（PC-time weighted average, PC-TWA） 短时间接触容许浓度（ PC-time-short term exposure limit, PC-STEL） 最高容许浓度（maximum allowable concentration，MAC）
术语及名词解释
1.爆炸极限：可燃气体和空气的混合物遇明火而引起爆炸时的可燃气
体浓度范围称为爆炸极限。天然气的爆炸极限为5-15%。 2. 爆炸下限（ LEL）：在这种混合物中当可燃气体的含量减少到不能 形成爆炸混合物时的那一含量，称为可燃气体的爆炸下限。天然气为 5%。 3.爆炸上限（ UEL）：当可燃气体含量一直增加到不能形成爆炸混合 物时的含量，称为爆炸上限。天然气为15%。 4.气体浓度（VOL）：气体的体积浓度是用每立方米的大气中含有燃 气的体积数来表示。 5.ppm ： 浓 度 单 位 的 常 用 表 示 方 法 ， 表 示 百 万 分 之 一 的 浓 度 ， 即 1ppm=10-6。 6.mg/m3: 表 示 我 们 国 家 的 标 准 规 范 要 求 是 采 用 质 量 浓 度 单 位 。
几分钟
意识小时，死亡
车间空气卫生标准: 中国 MAC 10mg/m^3; 美国 ACGIH TLV-TWA 14mg/m3(10ppm), STEL 21 mg/m3 (15 ppm)
硫化氢; Hydrogen sulfide为无色气体。具有臭蛋味 硫化氢主要经呼吸道吸收, 进入体内一部分很快氧 化为无毒的硫 酸盐和硫代硫酸盐等经尿排出; 一部分 游离的硫化氢则经肺排出。无体内蓄积作用。人吸入 70～150mg/m3/1～2小时, 出现呼吸道及眼刺激症状, 吸 2～5分钟后嗅觉疲劳,不再闻到臭气。吸入300mg/m3/1 小时, 6～8分钟出现眼急性刺激症状，稍长时间接触引 起肺水肿。 吸入760mg/m3/15～60分钟, 发生肺水肿、 支气管炎及肺炎,头痛、头昏、步态不稳、恶心、呕吐。 吸入1000mg/m3/数秒钟，很快出现急性中毒,呼吸加快 后呼吸麻痹而死亡。
一氧化碳及硫化氢气体对人体的危害：
一氧化碳（CO）对人体的影响 ppm 浓度 35 200 400 暴露时间 8 小时 3 小时 2 小时 影响及症状 允许暴露水平 轻微头痛、不适 头痛、不适
600
1000-2000 1000-2000 1000-2000 2000-2500 4000
1 小时
2 小时 0.5 ~1 小时 30 分钟 30 分钟 > 1 小时
硫化氢H2S
10 0,001
20,9498
一氧化碳CO
二氧化碳CO2 甲烷CH4
30 0,003
5000 0,5 44000 4,4
20,9494
20,8453 20,0282
H2S硫化氢是强烈的刺激神经的毒物，可引 起窒息， 对粘膜也有明显的刺激作用。
要注意到,可燃气体或有害气体或是蒸气,随时都