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【调研原创】合肥市住宅建筑燃气安全状况调研
发布日期:2020/1/6 2:00:00   点击量:393  

摘  要:随着我国经济的快速发展,燃气的需求量和消耗量不断增加,各类燃气安全事故频繁发生,为保障人民的生命与财产安全,燃气用气安全已成为行业关注焦点。本报告针对现今全国和合肥市燃气安全状况进行调研,分析了燃气事故气源种类、发生地点和发生原因,并针对性地分析了合肥市燃气用户增长速度和燃气安全现状。还以合肥市星光苑小区为例介绍了燃气泄漏报警自动控制系统的应用。


关键词:燃气安全事故;燃气报警器;燃气泄漏报警自动控制系统



引  言



燃气作为清洁能源,被广泛应用于人们的生产生活之中。随着我国经济的快速发展,燃气的需求量和消耗量不断增加,与此同时,各类燃气安全事故频繁发生,如2019年10月13日无锡小吃店液化石油气气罐爆炸造成9死10伤,2019年7月19日河南义马气化厂爆炸事故致10人死亡,2016年4月10日北京海淀一工地挖断燃气管道引发火灾造成1人死亡2人轻伤,2015年10月10日安徽芜湖液化气罐爆炸造成17人死亡。2014年7月31日台湾高雄市发生地下管线大爆炸,爆炸范围直径达1.5公里,造成32人死、321人受伤。为保障人民的生命与财产安全,燃气用气安全已成为行业关注焦点。


本报告拟从全国燃气安全现状调研、合肥市居民户内天然气安全现状调研分析出发,分析住宅建筑内引发燃气事故的原因,进而阐述燃气泄漏报警自动控制系统的原理,并以合肥市星光苑小区为例介绍燃气泄漏报警自动控制系统的应用情况。

全国燃气安全现状调研与分析



由于燃气泄漏而导致的燃气爆炸事件屡见不鲜。据不完全统计,近三年全国燃气爆炸事故及后果统计见图1。从图中可以看出燃气爆炸事故发生总数、受伤人数和死亡人数逐年递减,这归因于国家自十八大以来坚持发展决不能以牺牲安全为代价这条红线、完善安全生产管理体制、强化安全监管、健全安全生产法律法规和标准体系。也归因于燃气生产经营企业加强安全生产管理,最后也归因于人们的燃气安全意识有所增强。



尽管燃气爆炸事故数量逐年递减,但从2019年上半年发生的燃气事故数量来看安全形势依然严峻。以下从三个方面进行燃气安全状况的具体分析。

1.1

事故气源种类分析


2019年上半年的燃气事故中有238起明确了气源种类,燃气事故气源占比统计见图2。其中以液化石油气引发室内燃气事故的占比最大,天然气其次,而人工煤气占比最小。这与我国燃气气源分布密切相关,随着天然气的开采与进口量的不断增加以及国内页岩气的不断探明及开采,我国城市气源以天然气管道供应为主,天然气经营主体为专业燃气公司,对居民的入户检查和用气指导也有一定的企业管理制度,因此安全事故相对较少。人工煤气的市场份额较小,引发的燃气事故也就相应最小。而液化石油气引发事故最多的原因在于瓶装液化气环节多、主体多,管理混乱。从燃气生产、运输、换气点再到用户,瓶装液化气主体很多,有经营主体、运输主体、使用主体。储配站和供应点等经营主体,只负责充装和供气,甚至还有非法充装、大瓶灌小瓶等问题,后续延伸服务不健全,没有自己的运输队伍、送气工,缺乏对液化气用户的入户检查、巡检。另外,使用主体居民的安全用气知识比较缺乏,也是造成瓶装液化气事故较多的原因之一。


1.2

事故发生地点分析


2019年上半年的燃气事故中有243起发生在室内,130起发生在室外。室内燃气事故有164起发生在民居户内,58起发生在商户,占总室内燃气事故数的91%,具体见图3室内燃气事故地点统计。


1.3

事故发生原因分析


2019年上半年的燃气事故中,有59起明确了燃气泄漏的原因,如图4所示。其中,24起(占比41%)因软管问题引发燃气泄漏,常见的有软管长时间未更换,鼠咬、脱落,因此应更换较为安全的金属波纹管或及时更换超期服役的燃气软管。其次,12起(占比20%)因忘关或未完全关闭阀门引发燃气泄漏,这从一定程度上反映了燃气用户安全意识不足,应加强燃气安全的宣传,提醒居民日常使用燃气应养成良好的习惯,及时关闭阀门,减少人为因素所引发的安全事故。


合肥市居民户内天然气安全现状调研



通过对全国燃气安全状况的调研,我们发现居民天然气安全是燃气安全的重中之重,为改善居民户内燃气安全状况,提出居民燃气安全的解决措施,我们以合肥市为对象,进行合肥市居民户内天然气使用安全现状调研。

2.1

居民燃气用户增长迅速


随着国家的产业转移以及产业升级政策的落实,合肥市经济发展和城市建设日新月异。自2012年以来,居民燃气用户以10万户左右的年增长速度逐年快速增长,7年内燃气用户数增加近一倍,图3给出了近年来合肥市年燃气用户发展情况。 

2.2

日常安全检查难度加大


合肥燃气集团负责居民户内维修及安全检查工作,员工约130人,近年来新增员工数量和居民燃气用户增长不成比例,户内维修及安全检查岗位工作量急剧上升。


随着居民生活水平不断提高,不同区域内不同小区居民用气需求多样,用气习惯迥异,户内燃气服务人员工作难度加大,户均服务时间趋长[2]。

2.3

安全隐患种类多


在燃气行业安全隐患专项排查整治工作中,截至2018年底,合肥市燃气安排燃气入户安全检查1595048户,实际入户1215260户,入户率约为76%;排查隐患118065户,隐患率为9.71%。合肥市居民燃气用户安全隐患类型见图6,其中燃气软管超长老化67477户,灶具软管未安装管卡303户,燃气表损坏5704户,敞开式厨房(厨房与客厅无门隔断)3757户;重大隐患21489户,造成重大隐患的原因见图7,其中,漏气10265户,热水器无对外排烟道2787户,用户私自改动燃气管到卧室和浴室8419户。

综上所述,不论气源种类,不论事故地点,每一起燃气安全事故的发生都因燃气软管问题、燃气阀门故障、燃气表故障等安全隐患引起的燃气泄漏有关。在可能发生燃气泄漏的场所,设置燃气报警器,可及时发现燃气泄漏,并触发报警或执行关闭燃气阀门等操作,可大大降低燃气安全事故。


燃气报警器的原理与应用


燃气泄漏报警器可以探测燃气系统的泄漏,是非常重要的安全设备,由燃气探测器、单片机和报警器组成。它通过燃气探测器探测周围环境中的低浓度可燃气体,通过采样电路,将探测信号用模拟量或数字量传递给控制器或控制电路,当气体浓度超过控制器或控制电路中设定值时,控制器通过执行器或执行电路发出报警信号或执行关闭燃气阀门等动作,以达到预防燃气泄漏、保证人身财产安全的目的。


燃气泄漏报警器的燃气探测器主要有氧化物半导体型、催化燃烧型、热线型燃气探测器。通常以各种气体爆炸下限的20%以下为报警浓度[3]。天然气的报警体积分数为0.1%~1.0%,人工煤气的报警体积分数为0.1%~0.5%,液化石油气的报警体积分数为0.1%~0.5%[4]。有关部门经长期测试得出结论。燃气报警器防止一氧化碳中毒事故发生的有效率达95%以上[5]。


鉴于燃气泄漏报警器可有效预防燃气泄漏,在国外一些发达国家,燃气报警器已经成为家庭生活的必需品。据统计,日本在1970年1年内共发生将近800起燃气事故,死伤人数超过500人。随着日本燃气应用的普及,家用燃气报警器的研制、开发、销售发展迅速,现在已有99.1%的液化石油气用户(包括管道用户和瓶装用户)装上家用燃气报警器。1998年的资料显示,每年与液化石油气有关的事故仅发生75起左右,而城市管道,燃气用户的事故率更低,在全国22418186户城市管道燃气用户中1年内发生的事故仅为16起,燃气报警器普及率也达到了89.8%。家用燃气报警器在日本发展30余年来,日本政府和生产企业大力推广家用燃气报警器的使用,是燃气泄漏和爆炸等事故的事故率远远低于欧美国家的重要原因之一。[6]


而在我国,各地燃气经营企业为保障居民用气安全,均在各地居民户内推广应用燃气报警器,并取得了一定的成效。山东、上海、河北等地区出台了关于新建建筑必须安装燃气安全装置的规定。但在安徽乃至全国,燃气报警器普及率仍然不高。通过调研,目前安徽市场上的燃气报警器品牌有天津费加罗、济南长清、河南汉威、成都安可信、武汉福宝等20多个品牌,通过对各品牌燃气报警器的销售数据进行调研,可以从一个侧面间接了解燃气报警器的工程应用情况。以天津费加罗燃气报警器为例,自2010年以来,该品牌在安徽地区的民用燃气报警系统合计为2.5万套左右,工业和商业用燃气探测器,年平均销售300~400台。其他品牌的销售数据因商业秘密,未能获得。但由此可反映出燃气泄漏报警器在我国燃气用户中的应用比例与日本等发达国家相比还有一定的差距。

燃气报警控制系统的工程应用

(以合肥星光苑小区为例)



合肥星光苑小区是2012年的安徽省民生工程项目——原合肥市灯泡厂棚户区改造项目,2014 年5 月8 日正式开工建设,2018年5月建成投入使用。整个小区为保障燃气用气安全,设计安装了燃气报警控制系统,并与防排烟系统进行联动。


燃气报警控制系统分为户内报警器联动,信号采集和报警信号展示三部分,见图8。燃气报警控制系统主要由报警器、采集器、集中器、控制器、电磁阀以及电脑主机组成,见图9。整个燃气报警控制系统的工作过程如下:一旦居民家中发生燃气泄漏,利用燃气探测器探测周围环境中的可燃气体,通过采样电路,将探测信号用模拟量或数字量传递给控制器,当泄漏气体浓度超过控制器中设定值时,控制器通过执行电路发出报警信号并执行关闭燃气阀门,并通过消防报警系统开启防排烟系统对住宅建筑进行通风换气,保障建筑安全。

燃气探测器在厨房设置时,遵循了以下规定[7]:使用天然气的用户应选择甲烷探测器,使用液化气的用户应选择丙烷探测器,使用煤制气的用户应选择一氧化碳探测器。连接燃气灶具的软管及接头在橱柜内部时,可燃气体探测器宜设置在橱柜内部。甲烷探测器应设置在厨房顶部,丙烷探测器应设置在厨房下部,一氧化碳探测器可设置在厨房下部,也可设置在其他部位。可燃气体探测器不宜设置在灶具正上方,且宜采用具有联动关断燃气关断阀功能的可燃气体探测器。


探测器联动的燃气关断阀宜为用户可以自己复位的关断阀,并应具有软管脱落自动保护功能。燃气报警采集器用于采集报警器信号,并通过电力载波传输到集中器。电力载波集中器用于接收燃气报警采集器的信号,并通过电力载波传输到控制器。控制器用于控制阀门,当气体浓度超过控制器中设定值时,控制器通过执行电路发出报警信号并执行关闭燃气阀门,以达到预防燃气泄漏、保证人身财产安全的目的。燃气紧急切断电磁阀用于接收控制器信号,并自动关闭切断燃气通道(只能手动复位)。电脑主机位于消防监控室内,主要功能是接收报警器信号,并输出控制电磁阀排风机。


星光苑小区所使用的可燃气体报警器品牌为天津费加罗,型号为独立式家用报警器BJ-92-1A,其主要功能有:泄漏声光报警;输出直流9V脉冲联动户内燃气紧急切断阀;输出交流220V开启厨房排风扇;输出开关量至消防控制室电脑;电脑输出控制电磁阀和防排烟系统的排风机。电力载波集中器型号为QJJK-DH;阀门控制器型号为QJJK-FM,控制范围为∅15-∅300,适用范围为五线制阀门。燃气紧急切断阀品牌为上海欧好,型号为楼栋入户管DN80,户内厨房DN15。



结束语



通过本次调研,进一步加深了对我国燃气安全状况的认识,进一步了解了住宅燃气安全供应系统的存在的问题。调研发现:如今我国大部分居民的燃气安全意识较为淡薄,在合肥市的燃气用户中,有将近十分之一存在着管道老化,私自改动管道,燃气表损坏等现象,这造成了巨大的安全隐患。鉴于以上现状,政府和燃气企业应加大燃气安全知识的宣传工作,做好燃气设施的检查和整改工作。


而燃气泄漏报警自动控制系统可以帮助人们及时发现,控制燃气泄漏,能够有效预防燃气安全事故的发生,政府和企业应该规范燃气报警器的质量,做好对其市场的管理,通过出台有关政策,加大宣传力度等方式,使燃气泄漏报警自动控制系统被更多更好地使用,建立起城镇燃气安全的最后一道防线。

致谢


感谢燃气爆炸公众号分享的燃气爆炸数据。

感谢合肥燃气集团有限公司提供的合肥市燃气用户及安全隐患数据。

感谢安徽省首鼎安全设备有限公司提供的合肥星光苑小区燃气泄漏报警自动控制系统的相关资料。

感谢天津费加罗电子有限公司提供的安徽地区燃气报警器销售数据。

参考文献


[1] 谭洪艳,于革,郭继平,等. 《燃气安全技术与管理》[M]. 北京. 冶金工业出版社, 2014: 4-6.

[2] 周青国. 《合肥市居民户内天然气使用安全现状分析》[J], 《工程与建设》, 2012, 26(5): 709-710.

[3] 中华人民共和国住房和城乡建设部. 《石油化工企业可燃气体和有毒气体检测报警设计规范》. GB50493-2009, 北京. 中国计划出版社, 2009: 3.0.1.

[4] 中华人民共和国住房和城乡建设部. 《家用燃气报警器及传感器》. CJ/T 347-2010, 北京. 中国标准出版社,2010: 4.2.

[5] 中华人民共和国建设部和国家质量监督检验检疫总局. 《城镇燃气设计规范》GB 50028-2006, 北京. 中国建筑工业出版社, 2019: 10.8.

[6] 唐丽玲,饶燕,蔡熠. 《家用燃气报警器应用的探讨》[J],《煤气与热力》, 2010, 30(6): B16-B18.

[7] 中华人民共和国住房和城乡建设部. 《火灾自动报警系统设计规范》 GB50116-2013,北京. 中国计划出版社, 2014: 50-53.


本文源自:燃气爆炸