气体检测员手册

气体检测员手册目录1气体检测介绍-------------------------------------------------22易燃气体----------------------------------------------------------53有毒气体----------------------------------------------------------74气体的特性-------------------------------------------------------145密闭空间----------------------------------------------------------186便携式气体检测设备-------------------------------------------217危险区域----------------------------------------------------------288现场条件----------------------------------------------------------299案例分析----------------------------------------------------------36附录1气体的相对密度-------------------------------------------------381气体检测介绍1.1流花油田的安全环保政策承诺：为所有员工包括承包商及来访者提供一个不发生人身伤害事故的工作环境，流花油田还为安全和健康的作业场所设定了较高的标准。气体检测包括使用便携式气体检测设备检测有毒和可燃性气体，这是油气工业中建立作业安全系统的一个完整部分。进行气体检测是为了保证我们工作环境的安全，没有可燃或有毒气体的危害，并保证作业现场有足够的氧气供我们安全地呼吸。授权气体检测员（AGTs）协调许可证签发人，根据规定的预防措施履行气体检测的职责。由海上设施经理/设施经理书面批准授权气体检测员作为检测气体的胜任人员。1.2本手册是为了在流花设施上要培训成为AGTs的人员而编写的一般工作参考书。1.3作为一个授权气体检测员，他必须做到：知道并证明掌握了流花油田工作许可程序中关于气体检测的知识。成功地完成了流花油田授权气体检测员电脑基本培训课程。能够证明具有使用检测设备发现潜在危险的能力，并熟悉设备和区域。知道气体检测设备的能力和局限性。1.4以下是本手册中使用到的缩写及其解释AGT-----授权气体检测员CH4----甲烷（一种可燃的碳氢类气体）H2S----硫化氢（一种有毒气体）LEL----爆炸下限Ppm----百万分比浓度UEL----爆炸上限1.5以下是本手册中用到的定义气体----具有非常低的密度和粘度的物质蒸汽----悬浮在空气中的雾或烟液体----几乎没有驱散倾向的流动物质1.6以下工作中涉及到气体检测：任何类型的热工作业，不管是使用或产生热，例如：焊接、火焰切割、打磨等。可能会产生火花或其它火源的作业可能会引起无法控制的油气、其它可燃性或有毒物质泄露的作业可能会引起火花的电气仪表作业进入密闭空间气体报警的调查1.7支持作业活动的气体检测必须在这样一个基础上进行，就是跟作业有关的潜在危险已标识，恰当的隔离、安全和预防措施已被采取以保证作业环境的安全。1.8进行气体检测是为了确保在检测时作业区域没有有毒或可燃气体，因此减少了火灾或爆炸的风险。2可燃性气体油气生产中涉及到的可燃性气体主要是碳氢类气体，最常见的是CH4（甲烷），一般产出气中含有70-90%的CH4（甲烷）。值得提醒的是，液体中（如原油和凝析油）也会散发出可燃性的碳氢类气体。燃烧的三要素：燃料，如碳氢类化合物氧气，存在于空气中热，如火花氧气是存在于空气中的，因此在任何时候控制可燃物质和火源的产生是减少火灾和爆炸风险的非常重要的手段。2.1爆炸极限所有的可燃气体或蒸汽都有爆炸极限的特性，就是气体或蒸汽与空气的混合后维持燃烧的能力。这些可以称作为爆炸极限或易燃极限，这两个词是可以互相交换的。爆炸下限指的是气体在空气中可以引起燃烧的最低浓度。例如，甲烷在空气中的爆炸下限浓度为(体积比)5%，指的是如果甲烷在空气中浓度小于5%时，就稀薄得不足以支持燃烧。因此当甲烷气体检测设备显示100%LEL时，表示空气中有5%的甲烷存在。爆炸上限指的是气体在空气中可以引起燃烧的最高浓度。例如，甲烷在空气中的爆炸上限浓度为(体积比)15%，指的是如果甲烷在空气中浓度大于15%时，就因含氧过少不足以支持燃烧。这种情况发生在储罐之类的密闭空间中比较多，在那里甲烷不能通过空气疏散。在这种情况下不会引起燃烧的危险，但是会因为缺氧而引起窒息。从以上描述可以看出甲烷在空气中浓度为5%-15%时是可燃的。其它气体的LEL和UEL请见下表（深色标明的是最常见的碳氢类气体）物质名称LEL(体积%)UEL(体积%)丙酮2.1513.0乙炔2.488.0丁烷1.58.5乙烷3.015.5乙烯2.734.0己烷1.27.4氢气4.075.6甲烷5.015.0丙烷2.09.53有毒气体在流花的设施上检测的有毒气体主要是硫化氢。3.1H2S的主要特点硫化氢（H2S）是一种无色易燃的气体，在加压下会变成液体，并且它大量存在于自然界和工业设备中。普遍称H2S为酸性气体，因为它溶于水、原油或其它石油产品中，并产生较强的腐蚀性。H2S气体能导致金属严重的应力腐蚀开裂。H2S燃烧时有蓝色的火焰，燃烧后生成的二氧化硫也是有毒的气体。硫化氢比空气稍重，容易聚积在低凹的地方和限制性空间中。它能够随着风向或气流扩散。即使是少量的H2S也能对人体的健康造成严重的危害。美国国家工业卫生指南（EH40）规定了H2S的最大职业暴露极限（MELs），如下：长期暴露极限为10ppm(超过8小时)短期暴露极限为15ppm（超过10分钟）如果不能表明偶然超过MEL是没有意义的或者在控制失灵的情况下，是不允许超过长期最大暴露极限的。短期MEL是绝对不能超过的。硫化氢气体有几个名称可供参考：酸性气体臭鸡蛋味气体硫化氢H2SH2S在小于10ppm浓度时，一般可以由臭鸡蛋一样的恶心臭味的特性识别。小于1ppm时可以闻得到，尽管较长时间的暴露会使人嗅觉失灵。H2S的主要特性有：致命的危险无色比空气重容易随风或气流扩散易燃----燃烧发出蓝色火焰臭鸡蛋味（小于100ppm）对某些材料有强腐蚀性（如：钢铁）3.2H2S的产生流花油田的产出井夜中H2S浓度可达200－300PPM。而高浓度的H2S在流花油田海上作业设施会随原油处理过程中随伴生气而产生，在局部储罐及舱室中可达30000PPM。因此必须在任何时候都对H2S保持警惕，尤其是在密闭空间中。H2S可能在下列环境情况下在设施上产生:存在于储存空间中如果储罐中的海水量较大且保持恒定，当它在储罐中储存一段较长的时间后，产生H2S是非常可能的。在没有杀菌剂处理的注水系统中海水脱氧可能会促进硫酸还原菌（SRB）的生成，如果在注入之前维持的时间到一定程度(例如:在停产过程中)，就可能产生H2S。3.3H2S的测量H2S的浓度可以用两种方式测量和表达，理解这一点是非常重要的。用重量比表示液体中H2S的百万分比浓度（ppm）用体积比表示空气中H2S的百万分比浓度（ppm）在空气中和在液体中H2S的浓度是有明显的区别的。在空气中用体积比表示实测浓度比在液体中用重量比表示的实测浓度要高出10-100倍。例如，注入到储罐中的原油可能包含70ppm重量比的H2S。但是，在原油上面的蒸汽层中H2S的浓度可以超过用体积比表示的7000ppm。如果没有特别说明，在流花设施上所有对H2S浓度的提法，均指用体积比表示的空气中的ppm浓度。3.4H2S对人体的影响当H2S被人体吸入后，它直接就通过肺进入到血液中。为保护自己，人体尽可能快的氧化（分解）气体，将它们变成没有危害的成分。如果人体吸入过多的H2S，以致于不能氧化所有的H2S，它就在血液中聚集，阻碍了氧与血红蛋白的结合，时间长了，人体细胞就会缺氧。从而使人体受到毒害。控制呼吸的大脑区域受到麻痹，肺停止工作，人就窒息而死。H2S影响人体的方式取决于以下几点：时间：人体暴露的时间长短频率：人体暴露的频率如何强度：暴露的浓度耐受性：人体生理抵抗力研究表明，皮肤的吸收不认为有意义，但是H2S有累积效应。过多的暴露可导致人体增加对H2S敏感度。危害表：0.0025ppm产生臭味的最低浓度10-25ppm刺激眼睛和呼吸道,尤其是易受到伤害的工人20-100ppm发炎,起泡,眼睛失明，失去知觉、头痛、咳嗽、呕吐100-300ppm呼吸困难，呼吸急促（暴露30分钟到8小时）300-600ppm中枢神经受到影响，如颤抖、虚弱、手足麻木、失去知觉和痉挛600-1000ppm如果不进行立即抢救，几分钟内就会很快失去知觉并死亡1000ppm以上立刻停止呼吸并死亡。有些人尤其容易受到H2S或其副产品的侵害。在H2S暴露中的承受能力因下列健康状况而下降：肺气肿支气管哮喘心绞痛（或其它冠状动脉疾病）癫痫症贫血长期或严重高血压警告：24小时内喝酒的人暴露在H2S中，很低浓度的H2S就能致人于死地。3.5H2S对设备的影响H2S对钢材有强烈的腐蚀性，在高应力作用下，短时间内就可能发生金属的脆断。对可能暴露在H2S中的设备相应地应作详细的说明，并且要有恰当的计划来保证检测金属的损坏。由于H2S具有很强的破坏效应,装载海水的任何容器的内部,或是海水的排出口就容易受到H2S腐蚀,因此这些地方就应该视为潜在危险区域.4气体的特性4.1气体的性能4.1.1相对密度在理想状态下，气体的相对密度与空气相比较，比空气轻的气体会向上升，例如：甲烷，比空气重的气体会下沉，例如：H2S。但是，实际上，还有其它的因素影响气体的相对密度，主要因素有温度和气流。一些常见气体的相对密度列举在附录1中。4.1.2流速气体泄露的速度会引起紊流。这导致气体与空气相混合且增加了形成爆炸混合物的倾向。4.1.3温度一般地，对气体加热会减小气体的密度，导致气体向上升。冷却气体有相反的作用，导致气体密度和气体下沉的趋势增加（浓缩）4.1.4蒸发作用液化石油气（LPG），包含甲烷、丙烷、乙烷等，当暴露在大气中时，会挥发成蒸汽。当液体蒸发时，蒸汽温度降低，导致密度增加。在蒸发的过程中，释放出来的冷气体就象“慢速流动”的液体，并沿着地面的低浅处流动。这包括甲烷,理论上比空气轻。在加热时会出现相反的效果。比空气重的气体在释放出来时可能会在空气中漂浮几分钟。4.1.5气流量化空气流动的一种方法就是每小时换风量。大部分的工艺区都有能进行每小时12次换气的通风。已经表明只要换风率达到每小时4次就能防止甲烷在常温下到达模块顶部。如果发生气体泄露，大量的气体不会达到房顶。因此，如果把固定的气体检测器安装在屋顶上，他们可能就不能显示出危险气体的存在。4.2初始扩散在没有空气流动或狭小的结构物中，从源头释放的气体的扩散最初是由释放气体的动力和对空气的相对密度，或二者共同来决定的。高速气体释放（从压力管线或容器泄露的情况）最初时形成从释放源头的直接喷射。当离开释放源头的距离增加时，喷射的动力将减弱，直到最后由浮力的影响来控制气体的扩散。具有可忽略的初速度的释放气体的活动将由浮力来控制，并依赖于气体与空气的相对密度。比空气轻的气体最后会上升，但比空气重的气体将会下沉到低凹的地方。4.3室外区域和开放结构在室外区域和开放结构情况下，气体的扩散可能受到风速和风向的影响。在开放区域，释放点上风向的侧面区域的分布会减少，同时下风向的分布将会增加。在风速较大时这种影响会更大。更复杂的气体流动模式将出现在装置或其它结构周围。风向、气体聚集在部分环绕的结构、或聚集在空气流动受限的空间中，都有可能对气体运动有重大的影响。因此，进行气体检测的区域必须包括全部有爆炸风险的区域。在任何可能有气体