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过程安全与职业健康安全免费计算器

12 项预防计算:混合气体爆炸下限、有限空间、接触限值、通风、噪声、储存能量与坠落。不能替代法规。

可燃气氛与有限空间

混合气体爆炸下限(勒夏特列公式)

公式LELm = Σyᵢ ÷ Σ(yᵢ ÷ LELᵢ)  ·  %LEL = C ÷ LELm × 100
%
% vol
%
% vol
%
% vol
% vol
混合气体爆炸下限 (LELm)—% vol
浓度占混合气体爆炸下限的百分比—% LEL
混合气体爆炸下限的 10 %—ppm

适用于性质相近的可燃气体(烃类)在空气中。常用爆炸下限:甲烷 5.0、乙烷 3.0、丙烷 2.1、丁烷 1.8、氢气 4.0 % vol。按单一气体标定的检测仪不能直接读出混合气体(响应系数)。不能替代法规、气体检测仪、作业许可或现场程序。

有限空间:通风置换时间

公式n = K × ln(C₀ ÷ C)  ·  t = n × V ÷ Q
m³
m³/min
ppm
ppm
所需换气次数 (n)—
置换时间 (t)—min

完全混合模型,送入洁净空气且无持续释放源;C₀ 与 C 单位相同(ppm 或 % LEL)。K 取 1(理想)至 3 或更高,视空间形状和风管位置而定。进入前务必在多个高度检测,并持续通风。不能替代法规、气体检测仪、作业许可或现场程序。

惰性气体泄漏后的氧浓度

公式O₂ = O₂,₀ × e−Vg ÷ V  ·  O₂* = O₂,₀ × (1 − Vg ÷ V)  ·  Vg(19.5 %) = V × ln(O₂,₀ ÷ 19.5)
m³
m³
% vol
完全混合时 O₂—% vol
最不利情况 O₂ (O₂*)—% vol
使 O₂ 降至 19.5 % 的惰性气体量—m³

完全混合:气体逐渐进入,多余气体排出。最不利情况:气体不混合地把空气挤出(重气体、低洼处)。液氮约每升产生 0.7 m³ 气体。常见的进入下限为 O₂ 19.5 %。不能替代法规、气体检测仪、作业许可或现场程序。

化学有害因素接触与通风

ppm 与 mg/m³ 换算

公式mg/m³ = ppm × M ÷ Vm  ·  ppm = mg/m³ × Vm ÷ M
ppm
mg/m³
g/mol
ppm 值换算为 mg/m³—mg/m³
mg/m³ 值换算为 ppm—ppm

仅适用于气体和蒸气(不适用于粉尘和烟)。欧盟限值按 20 °C 计;ACGIH TLV 按 25 °C、1 atm 计。不能替代法规、气体检测仪、作业许可或现场程序。

8 小时时间加权平均浓度 (C-TWA)

公式C8h = (C₁t₁ + C₂t₂ + C₃t₃ + C₄t₄) ÷ 8  ·  % = C8h ÷ PC-TWA × 100
ppm | mg/m³
h
ppm | mg/m³
h
ppm | mg/m³
h
ppm | mg/m³
h
ppm | mg/m³
8 小时加权平均浓度 (C8h)—ppm | mg/m³
占接触限值的比例—%
采样总时长—h

未测时段按零接触计算:只有确实无接触时才填 0。班次超过 8 h 时,应按法规调整限值。最高容许浓度和短时间接触容许浓度 (PC-STEL) 同样适用。不能替代法规、气体检测仪、作业许可或现场程序。

混合物接触(相加作用)

公式Em = C₁ ÷ L₁ + C₂ ÷ L₂ + C₃ ÷ L₃
ppm | mg/m³
ppm | mg/m³
ppm | mg/m³
ppm | mg/m³
ppm | mg/m³
ppm | mg/m³
混合物接触指数 (Em)—

只对作用于同一器官或系统的物质进行相加。Em > 1 表示混合物超限,即使每种物质都低于各自限值。浓度与限值单位须一致。不能替代法规、气体检测仪、作业许可或现场程序。

溶剂稀释通风量(ACGIH 方法)

公式G = Lₑ × ρ × Vm ÷ M  ·  Q = K × G × 10⁶ ÷ L
L/h
kg/L
g/mol
ppm
产生的蒸气量 (G)—m³/h
所需风量 (Q)—m³/h
所需风量 (Q)—m³/s
所需风量 (Q)—cfm

方法出自 ACGIH《Industrial Ventilation》手册:K 从 1(混合很好)到 10(混合差)。稀释通风不适用于高毒物质或大释放源,应优先采用局部排风。不能替代法规、气体检测仪、作业许可或现场程序。

噪声

声级叠加 (dB)

公式L = 10 × log₁₀(10L₁/10 + 10L₂/10 + 10L₃/10 + 10L₄/10)
dBA
dBA
dBA
dBA
总声级 (L)—dBA
比最强声源增加—dB

两个相同声源:+3 dB。比最强声源低 10 dB 的声源增加不到 0.5 dB。无此声源时填 0。不能替代法规、气体检测仪、作业许可或现场程序。

噪声剂量与 8 小时等效声级

公式Tᵢ = 8 ÷ 2(Lᵢ − Lc) ÷ q  ·  D = Σ tᵢ ÷ Tᵢ × 100  ·  LEX,8h = 10 log₁₀(Σ tᵢ 10Lᵢ/10 ÷ 8)  ·  TWA = Lc + q × log₂(D ÷ 100)
dBA
h
dBA
h
dBA
h
噪声剂量 (D)—%
8 小时等效声级 (LEX,8h)—dBA
由剂量推算的 TWA (TWA)—dBA

多数法规采用 85 dBA 和 3 dB 交换率;部分采用 90 dBA 和 5 dB。采用 3 dB 时,LEX,8h 与 TWA 几乎相等。未设积分阈值。不能替代法规、气体检测仪、作业许可或现场程序。

不同距离处的声级

公式L₂ = L₁ − 20 × log₁₀(r₂ ÷ r₁)  ·  rt = r₁ × 10(L₁ − Lt) ÷ 20
dBA
m
m
dBA
r₂ 处声级 (L₂)—dBA
降至 Lt 的距离 (rt)—m

自由声场中的点声源:距离每增加一倍降低 6 dB。室内混响会减小衰减,应实测确认。不能替代法规、气体检测仪、作业许可或现场程序。

储存能量与高处作业

压力气体容器储存能量

公式E = P₁ × V ÷ (γ − 1) × [1 − (Pₐ ÷ P₁)(γ − 1) ÷ γ]  ·  P₁ = P + Pₐ, Pₐ = 101.325 kPa  ·  TNT = E ÷ 4184
kPa
m³
储存能量 (E)—kJ
TNT 当量—kg

理想气体等熵膨胀(气压试验所用方法,如 ASME PCC-2)。用于确定警戒区的量级估算;液压试验储存的能量小得多。1 kg TNT = 4184 kJ。不能替代法规、气体检测仪、作业许可或现场程序。

坠落防护所需净空高度

公式TFC = FF + DD + HS + H + SM  ·  M = Dₐ − TFC
m
m
m
m
m
m
所需净空高度 (TFC)—m
剩余余量 (M)—m

距离从坠落开始时 D 形环的高度量至第一个障碍物。减速距离取自缓冲器标签;锚点偏移时还应加上摆动坠落距离。不能替代法规、气体检测仪、作业许可或现场程序。

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