空氣中易燃易爆物質(zhì)主要是指空氣中存在的可燃?xì)怏w和易燃液體蒸氣(簡(jiǎn)稱為可燃?xì)怏w)??扇?xì)怏w與空氣混合時(shí)遇火源可發(fā)生燃爆的最低濃度稱為爆炸下限(LEL),用容積百分?jǐn)?shù)(V%)或每立方米中的毫克數(shù)表示(mg/m3)。最高濃度稱為爆炸上限。上、下限之間的爆炸濃度稱為爆炸范圍。
空氣中存在的可燃?xì)怏w達(dá)到其爆炸范圍遇火源就可發(fā)生燃爆事故,尤其是石油、化工、城市燃?xì)獾刃袠I(yè)均存在燃爆危險(xiǎn)性。根據(jù)對(duì)我國(guó)近年來發(fā)生的特大、重大工業(yè)爆炸事故案例分析,爆炸事故類別主要為瓦斯爆炸、易燃易爆化學(xué)品遇明火爆炸、火藥爆炸、粉塵爆炸、鍋爐爆炸。2002年我國(guó)發(fā)生石油、化工、城市燃?xì)庵卮蟊?5起,2003年1~3月份就發(fā)生石油、化工、城市燃?xì)庵卮蟊?起。據(jù)美國(guó)1989年發(fā)布的30年間(1959~1988年)150次重大爆炸事故統(tǒng)計(jì)資料表明,可燃?xì)怏w爆炸占爆炸事故總數(shù)的36%。因此,加強(qiáng)對(duì)空氣中的可燃?xì)怏w濃度測(cè)定及控制,是減少爆炸事故發(fā)生的必不可少的手段。
根據(jù)可燃?xì)怏w的理化特性,筆者編寫了可燃?xì)怏w的測(cè)定方法及爆炸危險(xiǎn)性評(píng)估(適用于空氣中可燃?xì)怏w濃度在爆炸下限濃度以下的爆炸危險(xiǎn)性測(cè)定),供讀者使用和參考。
一、采樣基本原理
應(yīng)根據(jù)空氣中易燃易爆物質(zhì)存在狀態(tài)進(jìn)行采樣??諝庵幸兹家妆镔|(zhì)通常以3種狀態(tài)存在:
1. 氣體狀態(tài)。常溫下是氣體的物質(zhì)以氣體逸散于空氣中;
2. 蒸氣狀態(tài)。常溫下是液體或固體的物質(zhì)散發(fā)于空氣中時(shí)以蒸氣狀態(tài)存在;氣體和蒸氣是以分子狀態(tài)分散于空氣中的;
3. 氣溶膠狀態(tài)。有些易燃易爆物質(zhì)以液體或固體微小顆粒分散于空氣中,稱為氣溶膠。氣溶膠可分為分散性氣溶膠和凝集性氣溶膠。分散性氣溶膠是固體或液體小顆粒懸浮于空中。實(shí)踐中應(yīng)根據(jù)易燃易爆物質(zhì)存在的狀態(tài)不同,選擇不同的采樣方法和采樣儀器。
二、采樣前的準(zhǔn)備工作
(一)爆炸危險(xiǎn)場(chǎng)所調(diào)查
1. 確定采集可燃?xì)怏w的種類及名稱。了解可燃?xì)怏w在空氣中存在的狀況,估計(jì)濃度以及產(chǎn)生、分布和擴(kuò)散的規(guī)律或趨向,生產(chǎn)的火災(zāi)危險(xiǎn)性分類(GBJ16-87)等。
2.調(diào)查生產(chǎn)中使用的原料和輔料種類,包括原料和輔料名稱、理化性質(zhì)(特別是燃點(diǎn)、閃點(diǎn)及爆炸下限)、使用數(shù)量等。
3.了解生產(chǎn)流程,包括原料投入方式、生產(chǎn)工藝、中間產(chǎn)品及副產(chǎn)品名稱、加熱溫度和時(shí)間,生產(chǎn)方式和生產(chǎn)設(shè)備的完好程度等。
4.了解工人生產(chǎn)狀況,包括工人停留的地點(diǎn)和時(shí)間、勞動(dòng)習(xí)慣和姿態(tài)等。
5.了解防護(hù)措施和設(shè)備,包括通風(fēng)排毒裝置及使用情況,跑冒滴漏和個(gè)人防護(hù)情況等,以及爆炸危險(xiǎn)場(chǎng)所的氣溫、氣壓和風(fēng)向、風(fēng)速等。
(二)確定采樣點(diǎn)
1.選點(diǎn)原則
(1)采樣點(diǎn)應(yīng)設(shè)在可燃?xì)怏w釋放處,高濃度、高溫度及靠近火源處,或工人經(jīng)常停留和定時(shí)觀察的操作處。
(2)采樣點(diǎn)應(yīng)設(shè)在下風(fēng)向和渦流區(qū)。
2. 采樣點(diǎn)位置
(1)靠近釋放源如泵軸頭、閥門、泄壓口等應(yīng)設(shè)點(diǎn)。
(2)可燃?xì)怏w比重小于0.9的要在不通風(fēng)的穹頂處設(shè)點(diǎn);比重大于1.1的要在低洼處如管溝、污水井等處設(shè)點(diǎn)。
(3)同一場(chǎng)所,同一種可燃?xì)怏w,不同工種,不同設(shè)備,不同工序的作業(yè)場(chǎng)所,選擇可燃?xì)怏w濃度高的地點(diǎn)設(shè)采樣點(diǎn)。
(4)同一場(chǎng)所,同一種可燃?xì)怏w,生產(chǎn)情況均相同及釋放程度相近時(shí),全場(chǎng)可視為一個(gè)作業(yè)場(chǎng)所,可按50~100m2設(shè)一個(gè)采樣點(diǎn)。
(5)采樣點(diǎn)同時(shí)存在多種可燃?xì)怏w時(shí),可選危險(xiǎn)性大的一種或幾種分別設(shè)采樣點(diǎn)。