易燃易爆场所动火作业分析

一  分析目的

安全动火分析系指安全分析（设备、容器、管道等进人的分析）和动火分析。安全动火分析是化工企业中一项特别重要的分析工作，因为化工生产的特点是易燃、易爆、易中毒、易窒息。我厂主要的易燃物有原料气（半水煤气）、氢、一氧化碳、氨、硫化氢、甲烷、甲醇及其它油类等物质；主要的有毒物质有一氧化碳、氨、硫化氢、甲醇等；窒息物质有氮、二氧化碳等。

易燃物质与空气混合，达到一定浓度时遇明火即发生燃烧或爆炸；有毒物质在空间超过规定允许浓度时，会使作业人员中毒甚至致死；易窒息物质会使人呼吸缺氧窒息而死亡。因此，在周围有易燃易爆物质的装置界区或场地作业，必须进行动火分析，可燃物含量合格后方能动火。作业人员进入设备、容器前必须进行安全分析，有毒物质含量合格且氧含量大于19%后方可进入。凡作安全动火分析的人员，必须树立安全第一的思想，要做到严肃认真、一丝不苟、及时准确地报出分析结果，以确保人身、生产的安全。

二  安全动火分析取样

1  管道、设备内取样

1.1  取样前必须了解管道、设备是否经过置换（气体管道、设备要经氮气或惰性气体置换），确认置换后方能取样。

1.2  取样时应考虑到各种气体的比重。当被测气体比重大于空气时，取中、下部各一个气样。

1.3  取样要有代表性，要特别注意死角部位及阀门、法兰间隙缝等残存的气体。取样插入的深度应符合以下各点要求：

在一般设备、管道中取样，插入深度为2米以上；

在法兰间隙缝或容器上的小孔中取样，插入深度为1米以上；

在较大容器和较大管道中取样，插入深度为3米以上；

在各类气柜、球罐中取样，插入深度为4米以上；

对庞大复杂设备，必须多点取样。

2  空间取样

2.1  首先了解动火点或作业点周围、上下有哪些是可燃或有毒介质的管道和设备。

2.2  注意风向与动火点或作业点的位置，以及来风方向有无可燃、有毒气体。

2.3  了解上述情况后再行取样，取样时应特别注意动火点和作业点附近的管道接头处，必要时应专门在接头处取样。其次应注意作业者经常活动的地方，离地面或操作台1.5米高处的呼吸等。

3  注意事项

3.1  根据样品特性、存在状态及测定方法，确定例行的取样设备和取样量。

3.2  取样时间必须在动火或作业前半小时进行，超过半小时应重新取样分析。

3.3  分析后须将样品保留至作业结束为止，以便复查。（测爆仪方法除外）

3.4  取样用球胆、容器等必须专用，取样前必须置换干净。

三  动火分析

1  空气中H2、CO的分析（奥氏仪燃烧法）

1.1  分析原理

H2和CO与氧气混合后在通电铂丝上进行燃烧，生成H2O和CO2，根据燃烧前后的气体体积的变化及CO2的吸收，可分别计算出CO和H2的含量，化学反应式如下：

2 H2 ＋O2﹦2H2O

2CO＋O2﹦2 CO2

1.2  仪器

1.2.1  仪器：QF-1904奥氏仪

1.3  试剂：

1.3.1  10％H2SO4溶液：量取98％H2SO4（1.84g/cm3）27ml，在不断搅拌下慢慢加入到预先盛好450 ml蒸馏水的烧杯中，冷却后备用。

1.3.2  30％KOH溶液：称取固体KOH 30克，溶解于70ml蒸馏水中，冷却后备用。

1.3.3  焦性没食子酸钾溶液：称取157克焦性没食子酸，溶于加热到60℃的500 ml蒸馏水中；称取542克KOH溶解于1000ml蒸馏水中，两者等量混合即成。

1.3.4  操作步骤

1.3.4.1  取样前首先用样气置换量气管中残气。然后准确取100ml样气，打入氢氧化钾吸收瓶中，吸收其二氧化碳至体积不变，读取量管体积V1。

1.3.4.2  将吸收二氧化碳后的剩余气体打入燃烧瓶中，使铂金丝露出液面，然后接通电源加热，使铂金丝呈红色（约800℃），并在量管与燃烧瓶间循环数次，然后切断电源，冷却后将气体抽回量气管中，读取燃烧后的体积V2。

1.3.4.3  再将燃烧后的气体打入KOH吸收瓶中，吸收燃烧后新生成的CO2气体，直到体积恒量，读取体积为V3。

1.4  计算：

H2% =[V1－V2－(V2－V3)]％

=(2V1－3V2＋V3)

CO% =V2－V3

(H2+CO)% =(V1－V3)

式中：

V1—燃烧前体积，ml；

V2—燃烧后读取的体积，ml；

V3—燃烧后第二次吸收CO2后读取的体积，ml。

1.5  注意事项

1.5.1  取样前要充分置换量气管。

1.5.2  取样前首先进行仪器试漏。

1.5.3  循环燃烧时注意水封液不得淹没铂金丝。燃烧后待气体冷却后再读体积。

1.5.4  每次读取刻度时要求等水时间相同。

1.5.5  要定期更换各吸收液，以防失效。

1.5.6  焦性没食子酸钾吸收液要倒入适量液体石蜡，以防与空气接触。

2  设备、管道内（经N2置换后）H2、CO的分析

测定步骤同大气中H2、CO的分析，所不同的是设备、管道经N2置换后缺少氧气，所以要取一定量的空气，稀释至100ml。计算时V要乘上稀释的倍数。

3  测爆仪法测可燃气体含量：

3.1  操作步骤：见测爆仪仪器操作规程。

3.2  结果处理：

指针所处位置若在绿色区，可燃物含量﹤0.5％；若指针所处位置超出绿色区，则可燃物含量﹥0.5％

3.3  可燃气体测爆仪要定期用标准气进行校验，并建立校验记录，确认仪器正常方可使用。

3.4  注意事项

3.4.1  根据测试对象的不同，选装不同的过滤器或安全保护管。

3.4.2  可燃气体测爆仪指示不是含量，而是被测环境的安危程度。

3.4.3  仪器不许跌落、碰撞，过滤器不许沾污，不许将水或大量蒸气吸入仪器。

4   NH3的动火分析

方法一：兰舒式仪器吸收法（见合成控制分析）。

方法二：检测管法（适用于低含量）。

5  制氮站界区O2含量分析

5.1  制氮站界区一般没有可燃气体，但动火前也必须做动火分析，主要分析空气中的O2含量，不得超过22%。

5.2  分析方法为奥氏仪气体分析法。

四  安全分析

1  O2含量分析

方法一：奥氏仪气体分析法。

方法二：测氧仪法，见测氧仪说明书操作规程。

2  CO、NH3、H2S的分析

2.1  分析目的

CO、NH3、H2S都属于有毒有害气体，通过分析将其控制在允许浓度范围内。若超过允许浓度，则作业人员进入设备、管道内时，轻者影响身体健康，重者导致死亡，所以必须经过分析合格后方可进入。

2.2  分析方法

采用检气管测定法。

2.3  分析仪器

2.3.1  CO、NH3、H2S检气管。

2.3.2  医用注射器 100ml

2.4  分析原理

检气管内填充的是吸附了化学试剂的活性硅胶，当样品中有毒气体通过检气管时，立即与硅胶所载化学试剂反应生成新的物质，出现一个色柱（CO为色环），而色柱高度与所测气体中的有毒物质浓度成正比关系，所以根据检气管上所标浓度刻度，可直接读数。

2.5  操作步骤

用医用100ml注射器，一次采样100ml，浓度大时可取50ml，把所做项目的检气管两端锉开，将取好样的注射器连接于检气管零端。将样气按检气管上标示的进气量和进气速度，均匀注入检气管中。当样品中含有毒物质（CO、NH3、H2S）时，立即与指示胶产生一个色柱（CO为色环），随着有毒气体浓度的增加，色柱升高，直接读取色柱标记的浓度数，单位为mg/m3。

如果要求报出单位是×10﹣6，换算关系为：

10﹣6﹦×A (mg/m3)

式中：m—有毒物质（CO、NH3、H2S）的摩尔质量；

22.4—气体在标准状况下的摩尔体积；

A—从检气管读取的浓度(mg/m3)

2.6  注意事项

2.6.1  CO检气管中指示胶遇CO变为黄色环；NH3检气管中指示胶遇NH3变为蓝色；H2S检气管中指示胶遇H2S变为红色。

2.6.2  检气管使用温度在15－35℃范围内，如温度低于15℃时，用手握住注射器再抽气。

2.6.3  如样品中被测气体浓度太高时，可稀释或减小取样量，计算时要考虑稀释倍数或减小采样量倍数。

2.6.4  检气管放置干燥阴凉处，使用时切开两端立即使用，不能久置。

2.6.5  过期检气管不准使用。

2.6.6  检气管分低、中、高含量三种，使用时先选用低含量，若浓度大时再选中、高含量。

3  甲醇含量分析

方法一：检气管测定法。

方法二：气相色谱法。

五  安全动火分析合格标准

1  安全进入分析合格标准

1.1  氧含量大于19％；

1.2  一氧化碳浓度小于30 mg/m3；

1.3  氨浓度小于30 mg/m3；

1.4  硫化氢浓度小于10 mg/m3；

1.5  甲醇蒸气浓度小于50 mg/m3；

2  动火分析合格标准

2.1  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)

2.2  若使用其它分析时，当被测气体或蒸汽的浓度是：

2.2.1　爆炸下限浓度≥10％时，其浓度应＜1.0％；

2.2.2  爆炸下限浓度≥4％时，其浓度应＜0.5％；

2.2.3  爆炸下限浓度＜4％时，其浓度应＜0.2％； 

2.2.4  两种或两种以上可燃气体混合物，应以爆炸下限最低的可燃气体为准；

2.3  氧气、富氧设备、管道、容器及其附近的氧含量≤22％

2.4  带压不置换动火分析，系统内氧含量最高不超过0.5％

六  安全动火分析工作程序

接到安全动火分析通知后，分析人员立即带上必要的采样工具和仪器，与通知人接头，见到动火证后，在清楚动火情况的工艺人员带领下，采取必要的安全措施，并经动火单位及工艺单位安全员检查合格后，到动火作业点采样，分析完毕，做好记录，通知工艺人员带上动火证领取分析结果报告单。分析者必须在动火证上填写分析数据、分析时间、签名。