《空气中可燃气体爆炸极限测定方法》

2026/03/11空气中可燃气体爆炸极限测定方法汇报人:工程师xiaoyCONTENTS目录01

范围与规范性引用文件02

术语和定义03

试验原理04

试验装置05

试验步骤06

爆炸现象的判定CONTENTS目录07

试验结果与计算08

试验报告内容09

装置的标定10

附录：补充说明11

安全警示与注意事项范围与规范性引用文件01测定方法的适用范围

测定对象本文件规定的测定对象为可燃气体和易挥发的可燃液体蒸气。

适用环境适用于常压/低压环境下可燃气体和易挥发的可燃液体蒸气在空气中爆炸极限的测定。

不适用情况不适用于化学不稳定性气体或各组分相互间会发生反应的混合气体爆炸极限测定。规范性引用文件说明

无规范性引用文件本文件没有规范性引用文件。

测定方法的独立性强调本测定方法具有独立性，其制定和实施不依赖于其他外部文件。

测定方法的自主性突出本测定方法的自主性，能够独立完成空气中可燃气体爆炸极限的测定工作。术语和定义02爆炸下限（LEL）

爆炸下限的定义爆炸下限（LEL）是指可燃气体或易挥发可燃液体蒸气和空气组成的混合气遇火源即能发生爆炸的最低浓度，单位为体积分数（%）。

爆炸下限的安全评估意义LEL是评估可燃气体泄漏后引发爆炸风险的关键指标，低于此浓度时混合气无法被点燃爆炸，是制定安全浓度阈值、划分危险区域的重要依据。爆炸上限（UEL）

爆炸上限的定义爆炸上限（UEL）是指可燃气体或易挥发可燃液体蒸气和空气组成的混合气遇火源即能发生爆炸的最高浓度，单位为体积分数（%）。爆炸上限与爆炸极限范围UEL与LEL共同构成爆炸极限范围，当混合气浓度高于UEL时，因氧气不足无法维持爆炸；二者之间的浓度区间为可燃气体的爆炸危险区间，需严格管控。试验原理03爆炸极限测定基本原理

01核心试验逻辑将可燃气体（蒸气）与空气按特定比例混合，通过电火花等点火源引燃，逐步改变可燃气体浓度，测定能发生爆炸的最低（LEL）和最高（UEL）浓度。

02浓度与爆炸关系浓度低于LEL或高于UEL时，混合气无法爆炸；仅在LEL与UEL区间内，遇火源才可能发生爆炸。

03关键操作要点通过调节配气单元精确控制混合气浓度，利用点火装置引燃，结合压力、温度等参数判定爆炸现象，最终确定极限值。试验装置04装置组成与示意图主要组成单元爆炸极限试验装置由爆炸反应管、恒温单元、点火装置、配气单元、爆炸压力测试单元、温度探测单元等核心部分构成，各单元协同实现混合气制备、点火引爆及参数监测功能。关键部件标注（图1）示意图中1-泄压阀、9-爆炸反应管、12-配气单元电磁阀、19-爆炸压力测试单元、20-放电电极等为核心部件，分别承担泄压保护、反应容器、气体控制、压力检测及点火功能。单元协同作用配气单元精确配制混合气，恒温单元维持试验温度，点火装置提供能量引燃混合气，压力/温度测试单元实时监测爆炸参数，各单元通过管路与控制模块联动，确保试验安全可控。爆炸反应管技术参数材质与尺寸要求采用硬质石英玻璃制成，管长1400mm±50mm，内径60mm±5mm，管壁厚度不小于4mm，具备耐高温、耐腐蚀特性，满足爆炸反应环境需求。耐压与安全设计反应管耐压不低于1.0MPa，顶部安装通径≥25mm的爆破片，泄压压力设定为0.8MPa；底部泄压阀通径≥25mm，具备手动控制及超压（＞0.5MPa）自动开启功能。负压配气保障泄压阀在负压配气时保持关闭状态，确保配气精度；试验过程中通过顶部爆破片与底部泄压阀双重保护，防止管内压力异常升高引发安全事故。恒温与点火装置特性

01恒温单元性能恒温单元可升温至50℃，控温精度±2℃；前侧设双层门（钢化玻璃+有机玻璃），后侧带钢化玻璃泄压板（压力＞0.2MPa自动开启），兼顾观察与安全防护。

02标准点火装置参数电火花放电电极位于距反应管底部100mm±1mm中心位置，电极间距5mm，提供10J能量高压火花，持续时间0.2s~0.5s，确保混合气可靠引燃。

03特殊情况高能点火源针对低压环境或氨、胺等淬熄距离大的物质，可采用加热铂丝（纯度≥99.99%，温度≥1300℃，能量≥30J/s）或感应火花（钨电极，15kV电压，30mA短路电流）作为点火源（详见附录A）。配气与测试单元要求配气单元性能指标采用无油真空泵，可将反应管抽真空至300Pa（绝压）以下；配气压力传感器量程下限0.1kPa（绝压），配气精度不低于体积分数0.1%；无油搅拌泵流量≥5L/min，确保混合气均匀。爆炸压力测试单元齐平式安装于点火电极上方100mm±1mm处，采用绝压传感器，测试范围0~1.0MPa（绝压），响应频率≥5kHz，用于检测爆炸压力变化及判定爆炸现象。火焰温度探测单元与压力传感器同位置安装，采用K型热电偶，量程0~1000℃，精度误差≤±4.0℃或0.4%FS（取大值），响应时间≤20ms，采集频率≥5kHz，通过温升（＞20℃）辅助判定爆炸。试验步骤05试验准备工作

管路冲洗要求试验前使用干燥空气冲洗爆炸反应管和气体连接管路不少于5次并排空，以避免残留油脂和其他可燃物影响测试结果并增加意外爆炸风险。

装置密闭性检查将装置抽真空至不大于667Pa（5mmHg）的真空度，停泵5min后压力计压力降不大于267Pa（2mmHg），则密闭性符合要求。常压条件下测定流程

分压法配气操作采用分压法配制混合气体，按待测可燃气体浓度从低到高依次充入爆炸反应管至设定分压值，配气后通入干燥空气至常压。

搅拌与点火规范配气完毕后关闭管路电磁阀，用无油搅拌泵搅拌不少于5min；停止搅拌后打开底部泄压阀点火，点火时恒温单元玻璃门需关闭。

装置清洗与渐进法测定点火测试后用干燥清洁空气吹洗装置及管路不少于5次，污染部件需清洁；采用渐进法确定极限值，爆炸下限浓度改变量每次不大于10%，上限不大于2%。低压条件下测定要点

初始压力＞0.05MPa操作按常压配气方法配置混合气体至初始压力，后续步骤同常压测定流程。

初始压力≤0.05MPa操作常压配气并搅拌后，启动真空泵抽真空至初始压力；也可选择使用精度不低于0.01%的高精度配气压力传感器直接配气。爆炸现象的判定06爆炸判定标准

火焰传播距离判定点火电极处形成的火焰前沿传播距离大于等于100mm时，可判定发生爆炸。

重复试验火焰传播判定放电电极周围出现火焰后熄灭，表明爆炸极限在该浓度附近，此时至少重复试验5次，若有一次出现火焰传播，则判定发生爆炸。

压力增量判定混合气体被点燃后爆炸压力增量大于等于给定初始压力的5%时，判定发生爆炸。接近爆炸上限或下限浓度时，需关闭爆炸反应管泄压阀后测试。

温升判定点火电极上方的温度传感器探测到温升超过20℃时，判定发生爆炸。试验结果与计算07爆炸极限计算公式01爆炸下限（LEL）计算公式LEL=1/2(L1+L2)，其中L1为发生爆炸的最低浓度（体积分数%），L2为不发生爆炸的最高浓度（体积分数%，且L2低于L1），L2与L1差值不大于0.2%。02爆炸上限（UEL）计算公式UEL=1/2(U1+U2)，其中U1为发生爆炸的最高浓度（体积分数%），U2为不发生爆炸的最低浓度（体积分数%，且U2高于U1），U2与U1差值不大于0.4%。03参数定义及取值要求L1需为试验中出现爆炸的最低浓度，L2需在该浓度下重复测试3次确保不爆炸；U1为出现爆炸的最高浓度，U2需重复测试3次确保不爆炸，以保证计算结果的准确性。试验报告内容08报告核心要素

气体基本信息需明确可燃气体种类/成分及主要物理化学性质，为试验结果分析提供基础依据。

环境与试验条件记录试验时环境条件，以及可燃气体或蒸气与空气混合气的温度和初始压力，确保试验条件可追溯。

标准与结果呈现注明本文件编号，清晰列出爆炸极限值；若试验操作与标准规定有偏离，需详细说明偏离情况。

试验基础信息包含试验日期、试验报告出具日期、实验室名称和地址，保障报告的规范性和完整性。装置的标定09标定要求与周期

传感器校准周期试验装置的压力传感器和温度传感器应进行定期校准，校准周期不超过12个月。

装置标定触发条件装置为新购置设备、超过12个月未标定、关键部件被更换时，需要对装置进行标定。乙烯标定标准

标定物质要求试验装置进行正式试验前，用纯度不低于99.9%的乙烯标定。

标定条件与标准值在20℃、100kPa条件下，爆炸下限值为2.7%±0.1%，爆炸上限值为36%±0.4%。

装置正常判定依据测定结果同时满足上述爆炸下限和上限标准值条件，即认为装置运行正常。附录：补充说明10其他点火源（附录A）适用场景

适用于低压环境爆炸极限测定，以及氨、胺、部分卤代化合物及含高比例此类物质的混合物等具有较大淬熄距离物质的爆炸极限测定，解决电火花难以点燃的问题。加热铂丝点火源

铂丝纯度≥99.99%，点火温度≥1300℃，点火能量≥30J/s，点火持续时间0.2s~0.5s。感应火花点火源

电极材料为金属钨，尖头杆最大直径3mm，尖端距离5mm±0.1mm；采用高压变压器，均方根值15kV，短路电流30mA，放电时间0.2s~0.5s，试验中需防止电极尖端腐蚀导致放电问题。混合气体爆炸下限计算（附录B）

勒夏特列公式应用前提用于爆炸极限试验前计算混合气体爆炸下限，以保证试验安全和减少试验次数，根据混合物组分不同选择对应计算方法。

不含卤代烃或空气以外氧化剂的混合物计算按式（B.1）计算：LELcalculation=1/(Σ(An/LELn))，其中An为第n种可燃气体体积分数（%），LELn为第n种可燃气体爆炸下限体积分数（%，依据试验结果或查询表B.1）。

含氮气和空气以外氧化剂的混合物计算先按式（B.1）计算仅n种可燃组分的LELfcalculation，再结合m种其他组分体积分数Bm、惰性组分氮当量Kk系数（查询表B.2）及加权平均值Kaverage，按式（B.2）计算LELcalculation。

典型数据参考表B.1提供甲醛（LEL7.0%）、甲烷（LEL4.4%）等典型物质常温常压爆炸极限数据；表B.2给出N₂（Kk=1）、CO₂（Kk=1.5）等惰性气体相对于氮气的当量系数。安全警示与注意事项11试验安全警示火焰蔓延与爆炸风险即使点燃混合气后未形成火焰蔓延，也不能完全排除爆炸可能性，需警惕潜在风险。操作人员资质要求使用本文件的人员应有正规实验室工作实践经验，以确保试验操作的规范性和安全性。安全健康措施与法规遵守使用者有责任采取适当安全和健康措施，并保证符合国家有关法规规定的条件，文件未涵盖所有安全问题。关键操作注意