1、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,
2、1 cm3 in 1 m3,1 ppm,百万分之一,一百万的单位,1 ppm,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 。 VOL%为体积百分比浓度，英文为VOLume Percentage1VOL%=10,000ppm100VOL%=1,000,000ppm,空气,爆炸下限% LEL,爆炸上限%UEL,UEL=Upper Explosion Level 爆炸上限LEL=Lower Explosion Level 爆炸下限,以甲烷CH4为例,燃气爆炸上/下限的基本概念,10
3、0%LEL=4.4VOL% 测报仪的三级报警点 50%LEL=2.2VO% 测报仪的二级报警点 20%LEL=0.88VO% 测报仪的一级报警点 1.0VOL%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
4、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。,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,甲烷例如：天然气碳氢化合物例如：燃料油气,明火源例如：打火机, 吸烟, 电动设备,可燃气体,在空气中的氧气,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
5、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。,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
6、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。,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
7、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。,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
8、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。,一氧化碳及硫化氢气体对人体的危害：,车间空气卫生标准: 中国 MAC 10mg/m3; 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70150mg/m3/12小时, 出现呼吸道
9、及眼刺激症状, 吸25分钟后嗅觉疲劳,不再闻到臭气。吸入300mg/m3/1小时, 68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/m3/1560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。,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：,硫化氢H2S,二氧化碳CO2,甲烷CH4,一氧化碳CO,10,30,5000,44000,0,001,0,003,0,5,4,4,20,9498,20,9494,20,8453,20,0282,O= 20,95
10、%,氧气减少量,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。,CO2O2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,O2 ，CO2的危害-窒息,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
11、 % = 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。,高容许浓度（maximum allowable concentrati
12、on，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18000mgm3（10000ppm或1）。,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
13、）最高容许浓度（maximum allowable concentration，MAC） 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),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
14、(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(TLVSTEL) 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。 最高阈限值（TLV-C）：这是由TLV-TWA时间加权平均阈限值转化而来的，且在任何时间都不应超过的阈限值。,进入闸井等有限空间检测,在人员未进入之前就要检测有限空间中有害气体的
15、成分。 根据以下顺序进行检测：（1）氧气的确认，检测当前的氧气二氧化碳浓度水平；（2）易燃气体的确认，检测易燃气体的变化情况；（3）有毒气体的确认，检测各有毒气体浓度是否低于规定的允许暴露极限。在有限空间中通常的有毒气体为硫化氢，一氧化碳，其他的有毒化合物不在其中。检测器应为复合式多功能检测仪能够检测单一气体也能同时检测混合的有毒气体。取样检测各种气体或蒸汽的浓度分别为：（1）在顶部，比重比空气轻的气体:甲烷和气体易燃气体；（2）在中部，比重和空气几乎一样重的气体：一氧化碳；（3）在底部，比重比空气重的气体：硫化氢。 在有限空间的不同高度上采样，根据实际情况检测器进行连续的检测，我们会发现检测
16、结果是有不同的。只有完成有限空间进入之前的气体检测并确定里面是安全的，才可以进入下一步操作。氧含量较充足的情况下，可配戴防毒面具；氧含量较低或情况不是十分明了的情况下，应配戴空气呼吸器之后，方可进入。,3. 为什么要检测加臭?,根据GB500282006城镇设计规范中3.2.3中的规定，城镇燃气应具有能察觉到的臭味，称为燃气的加臭。加臭标准如下：检测天然气中THT（四氢噻吩）含量，是检测管线内是否已经加了符合标准的加臭剂量，以便保证用户是安全用气。 怎样检测加臭剂THT ? 空间检测加臭剂意义能否用测THT的方法来 判断是否天然气泄漏? 不能！,欧洲加臭量的标准,新修订的城镇燃气设计规范中具体
17、地规定了THT的加臭标准，,OD4保证供气安全,四氢噻吩性状：无色透明油状液体特征：具有恶臭气味特点：（1）无毒、味道与煤制气相似；（2）化学性质稳定，易于储存；（3）气味存留长久, 少量浓度下可嗅到极刺激性臭味；（4）气体状态下无腐蚀性, 汽化后不易冷凝；（5）燃烧后无异味, 废气较少；加臭量不够就会导致部分管网没有味道，从而无法保证人身安全.如果加臭剂进入燃气管道内不能完全汽化，残存的液态加臭剂会对燃气管道造成腐蚀，形成重大的安全隐患，同时会影响供气企业的经济效益.可对输配管网系统中的加臭点进行合理布局。,能否用测THT的方法来 判断是否天然气泄漏? 不能！因为土壤对THT有极强的吸附力！
18、 可以作现场试验。 为什么有时候井中用仪器测会有数据？天津,4.沼气，乙烷检测,城市地下沼气是由于下水道和化粪池的有机物质在甲烷菌的作用下所产生的，其主要成份是甲烷。由于天然气的主要成份也是甲烷，而天然气管道与下水道经常比邻，因此地下沼气经常对天然气泄漏的判断产生干扰。 因沼气与天然气很难区别，如果盲目开挖，会造成一定的经济损失。反之，如果真是天然气泄漏，不及时抢险，可能会酿造成一场事故。因此要能现场区分沼气与天然气 表1和表2分别给出了一些地区的天然气和沼气的主要成份与区别,表-1 天然气主要组份,从表1和表2可以看出，尽管天然气和沼气的主要成份都是甲烷，但是天然气中却含有乙烷, 而沼气却没
19、有，因此可以用乙烷作为“特征组份”，来区别天然气中或者沼气。但是氮气、硫化氢、二氧化碳等气体，在自然界普遍存在，因此不能为“特征组份”。因此在天然气检测过程中，如果能够检测出天然气的“特征组份”乙烷，可肯定疑似漏点源于输气管道中的天然气，否则是地下沼气，这对于天然气管网安全运行意义重大。,表-2通常沼气成分表 %（体积）,气相色谱法是一种色谱分析法中的一种分析方法之一，而色谱分析是一种对多组分混合物的分离、分析方法，它主要利用物质的理化性质不同进行分离并测定混合物中各组分的含量。色谱分析中均有两相，即流动相和固定相。作为固定相可以是固体吸附剂，也可以是液体涂渍在载体上的固定相；作为流动相可以是
20、气体，也可以是液体。用液体作为流动相的色谱称为液相色谱（LC）；用气体作为流动相的色谱称为气相色谱（GC）。色谱法的分离原理就是利用待分离的各种物质在两相中的分配系数、吸附能力等亲和能力的不同来进行分离。使用外力（通常是载气）使含有样品的流动相（气体、液体）通过一固定于柱中或平板上、与流动相互不相溶的固定相表面。当流动相中携带的混合物流经固定相时，混合物中的各组分与固定相发生相互作用。色谱柱是色谱分析的核心部件，色谱柱分为填充柱和毛细管柱两类，固定相填充在柱管内。由于混合物中各组分在性质和结构上的差异，与固定相之间产生的作用力的大小、强弱不同，随着流动相的移动，混合物在两相间经过反复多次的分配
21、平衡，使得各组分被固定相保留的时间不同，从而按一定次序由固定相中依时间顺序先后流出，然后在色谱柱后用适当的检测仪器方法，例如半导体检测器、氢火焰检测器、电子捕获检测器和或火焰光度检测器等，实现混合物中各组分的分离与检测。虽然气相色谱分析仪早已用于实验室，但由于设备昂贵，需要现场取样送到实验室，并因此在取样过程、样品运输以及结果分析方面有比较严格的技术要求，导致很难满足燃气公司现场判断到底是天然气泄漏还是沼气泄漏的技术要求。因此长期以来，燃气公司迫切需要一种在现场就能判断疑似漏点是沼气和天然气的设备，以便能够及时地保证天然气管网的安全运行。,3 乙烷分析,乙烷分析的原理方法实验室分析不能及时指导分析现场分析的技术方法-HS680,气相色谱柱,习 题,1 什么是PPM、2，什么是VOL%、3，什么是%LEL? 4,他们的关系如何？5, O2 ，CO2的危害6,H2S， CO的危害7,什么是高容许浓度(MAC）8,.为什么要检测加臭?9, 能否用检测加臭剂来判断泄漏？10. 沼气与天然气的区别方法，11，为什么要进行乙烷检测,
