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可燃性氣體是在石油化工、化工以及煤礦等行業(yè)隨時可能遇到的有害氣體。最為常見的可燃?xì)怏w就是烷烴類氣體，比如甲烷(瓦斯)、丙烷等等，當(dāng)然，像苯、一氧化碳、氨氣等其它有機(jī)、無機(jī)氣體在一定濃度范圍內(nèi)也可稱為可燃?xì)獾囊环N，但因?yàn)樗鼈兺瑫r具有著很大的毒性，在其濃度在達(dá)到爆炸限度之前就會對現(xiàn)場工作人員健康和生命構(gòu)成危害，因此，我們更多地把這些氣體看成是有毒氣體，而不是單純地作為可燃?xì)怏w來檢測。例如氧氣報(bào)警器，城市生活中常常用到的煤氣，其主要組成是一氧化碳，如果僅從加熱的角度，它是不折不扣的可燃?xì)怏w，但是一氧化碳在空氣中積累到一個極小的濃度后(比如千分之一的體積濃度后)就足以致人死地，此時，如果僅將一氧化碳看成是可燃?xì)怏w是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，因?yàn)橐坏┮谎趸夹孤对诃h(huán)境中，在沒有發(fā)生爆炸之前可燃?xì)怏w，就會發(fā)生人員中毒的的危險(xiǎn)，比如煤氣中毒。

由于可燃性氣體和有毒氣體的性能和危害的認(rèn)定不同，其測量方法也截然不同，我們將在下一章中更加詳細(xì)地闡述有毒氣體的危害和檢測方法。

圖1 火四邊形

可燃?xì)獾谋ǚ秶捅O限

可燃性氣體可能發(fā)生燃燒（即，在點(diǎn)燃后，火焰會從燃點(diǎn)開始擴(kuò)散）和爆炸時的周圍環(huán)境必須符合四個條件：適量的氧氣、適量的燃?xì)?、火源以及足夠的分子能量維持火鏈反應(yīng)。這四個條件一并被稱為“火四邊體”（圖1）。如果這四個其中的任何一個沒有或不足，燃燒都不可能發(fā)生。

在火四邊形的其它條件滿足后，任何一種氣體或蒸氣都存在一個特定的最小體積濃度，只有在此體積濃度之上的氣體或蒸氣同空氣或氧混合才可能發(fā)生燃燒核爆炸。

我們將空氣混合物中可燃?xì)饪赡鼙稽c(diǎn)燃而后爆炸的最低體積濃度為爆炸下限LEL（Lower Explosive Limit）。不同的可燃物有不同的LEL，低于LEL的氣體或蒸氣，由于對氧氣的比例太低，不可能發(fā)生燃燒和爆炸。

圖2 LEL和UEL

大多數(shù)（不是全部）的可燃?xì)怏w或蒸氣還具有一個高限體積濃度，在此濃度值之上，可燃性氣體也不會發(fā)生爆炸。稱為爆炸上限（UEL： Upper Explosive Limit）高于UEL時，因?yàn)檎魵饣驓怏w同氧氣的濃度比例太大，或者說由于氧氣不足，以至于無法反應(yīng)使燃燒擴(kuò)散，也不會發(fā)生爆炸和燃燒。

在LFL/LEL和UFL/UEL之間的差值就是可以燃燒的濃度區(qū)間。如果符合了燃燒四邊形的條件可燃?xì)怏w，在此濃度范圍內(nèi)的可燃?xì)怏w或蒸氣就會發(fā)生燃燒（表1）。

表1 一些常見物質(zhì)的燃燒限度：

(引自：石油化工原料與產(chǎn)品安全手冊，中國石化出版社，1996)

需要注意的是：此表所列出的燃燒限度都是在標(biāo)準(zhǔn)大氣中氧的濃度和溫度壓力條件下得到的數(shù)據(jù)。任何情況下，氧氣富裕都會導(dǎo)致對燃燒過程的加速而使得燃燒限度范圍發(fā)生改變。

另外，各種出處的LEL和UEL值可能會有微小差別可燃?xì)怏w，這可能跟不同的實(shí)驗(yàn)條件有關(guān)。

在實(shí)際工作中，可燃性氣體或可燃?xì)怏w的定義就是泛指具有燃燒能力的氣體。但鑒于氣體的多樣性和復(fù)雜性，往往難以用一句簡單的可操作的定義去描述。因此在國際上一般都采用列舉（特指）和概括兩種方式來規(guī)定哪些氣體是可燃?xì)怏w。例如，日本《高壓氣體管理法》對可燃?xì)怏w范圍規(guī)定如下：

(a) 可燃?xì)怏w特指32種氣體，詳見表2-2。

(b) 其它氣體，符合下列規(guī)定之一者：

·爆炸下限在10%（VOL）以下者；

·爆炸范圍的上限與下限之差在20%（VOL）以上者。

表2-2 日本《高壓氣體管理法》中列出的可燃性氣體一覽表

（爆炸范圍即LEL和UEL的體積濃度）

當(dāng)可燃?xì)怏w達(dá)到了爆炸下限LEL以上就有爆炸的危險(xiǎn)，為了計(jì)算和說明的方便，我們一般將爆炸下限LEL分成100份，即1LEL=100%LEL（圖2）。舉個例子：如果甲烷單獨(dú)存在：100%LEL=5.3%VOL（體積）；換句話說：一般的報(bào)警單位10%LEL=0.53%VOL，即當(dāng)環(huán)境中甲烷濃度達(dá)到0.53%體積時有毒氣體檢測儀，就應(yīng)該意識到危險(xiǎn)狀況的存在。

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