进入21世纪,中国迈进了天然气时代,随着社会进步和人民生活水平的提高,燃气作为城市基础设施的一部分越来越受到人们的重视。针对现有的室内燃气安全保护措施进行讨论,探研各种方案的优劣,寻求一种更有效的保障室内燃气安全用气的方案。
一、室内燃气安全事故原因及管网自身特点
造成室内燃气安全事故的原因可以归结为主要因素、非主要因素。主要因素:施工安装质量不合格又没能对验收进行严格把关,管件以及燃具质量不合格;用户安全意识不强,疏忽大意;为了室内装修美观,未经有关部门批准私自改装燃气管道,造成泄漏,发生事故等。非主要因素:设备的老化、意外事故、地质灾害等引起的燃气泄漏。
还有就是城市燃气管网较长输油气管网有着自身的特点:(一)输送的介质多变,许多城市先后输送过煤制气、液化石油气混空气、天然气等;(二)管材多样:有钢管、球墨铸铁管、灰口铸铁管、PE管、钢骨架塑料管等;(三)钢管防腐层材质不一:有环氧树脂、煤沥青、冷缠带、PE等防腐材料,并且这些防腐材料还可能在同一管网中出现;(四)阴极保护方式不规范:城市燃气管道大部分采用牺牲阳极的保护方式,但有很多管道未进行阴极保护;(五)资料不详,由于管道的竣工时间不同、后期又有施工变更及资料保管不力,造成部分管道竣工资料丢失,管道位置不详;(六)管道所在区域人口密集度高,管道的潜在危险可能引发重大事故。
二、室内燃气安全保护方法
如何对泄漏进行检测以及发现泄漏之后如何在最大限度上保障用户的安全,是室内燃气安全领域要解决的主要问题之一,这也是从根源上解决室内燃气安全用气问题的有效手段。根据目前我国室内燃气安全领域的现状,主要的室内燃气安全保护方法归纳起来有3类:方法1:直接对用气房问进行可燃气体检测的保护方法;方法2:基于监测燃具火焰的保护方法;方法3:基于监测燃气流量和压力的保护方法。
(一)方法1
可燃气体检测主要是指通过各种有效手段及设备,使用户能够及时发现燃气的泄漏并采取相应的保护措施的方法。目前主要包括在用气房间安装可燃气体传感器,使用加臭剂的嗅觉感知以及燃气公司定期上门使用检漏仪检测等方法。使用气体传感器对燃气泄漏进行检测是普遍应用的方法之一,由其工作原理可知,采用气体传感器检测燃气泄漏的方法有其独特的优势,如无需用户进行人工操作,发现泄漏即可直接切断气源,可以长时问对室内燃气的泄漏情况进行监测等。但是这种方法往往存在着各种弊端:1.气体传感器的可靠性与价格等问题。2.对微量的泄漏无法及时检测。3.长期使用出现零点漂移现象,影响正常使用。4.安全控制范围不够。采用加臭的方法对燃气泄漏进行检测是一种传统且行之有效的方法。这种方法不仅广泛应用于户内燃气管道,对于城市管网以及长输管道也是行之有效的。但是这种方法也存在着很大的弊端。当发生泄漏而现场无人时,或由于用户嗅觉不够灵敏而导致不能及时发现泄漏时,或泄漏被及时发现但当事人不具备燃气安全的基本常识,不能正确处理,就极易发生燃气安全事故。
目前很多燃气公司采用定期到用户家中进行泄漏检测的方法,一般规定1年不少于1次。这种方法的优势在于可以尽可能地排查出由于设备的老化、阀门松动等原因导致的泄漏,并能通过精密仪器的检测发现微小的泄漏,可对老化设备及阀门等进行及时更换。但是由于这种定期检查的次数较少,时间跨度较长,因此不能及时发现泄漏情况。
(二)方法2
安装于燃具上的熄火保护装置也可以视为是一种保护装置,它用于在燃具阀门开启状态下检测火焰存在与否,如果在阀门为开启状态却没有火焰信号则会关闭燃气阀门,以保证不会出现燃气泄漏。这种基于检测燃具火焰的保护方法主要用于对燃具的保护,在燃具意外熄
火或点火失败的情况下,自动切断用气设备气源,防止燃气大量泄漏。长期以来在一些简陋的燃气灶上设置熄火保护装置存在一定的技术问题,但GB 16410―2007《家用燃气灶具》规定,自2008年5月1日起,所有的家用燃气灶具必须带有自动熄火保护功能。目前,用于家用燃具的熄火保护装置主要有热敏式、离子感应式。当然,熄火保护并不是一种真正意义上的泄漏保护,当阀门处于关闭状态但仍然有泄漏时,熄火保护装置不会有任何保护动作。
(三)方法3
基于检测燃气流量和压力的保护方法主要是指采用某种装置,对燃气管道内的燃气流量或压力进行实时监测,当出现大量燃气泄漏或管道内压力过高、过低等异常情况时,这种装置对燃气管道进行及时切断,保障用气安全。
燃气安全自闭阀虽然在一定程度上保障了用气安全,但还存在着很多缺陷:燃气管道内的压力变化是很复杂的,很难保证燃气压力的某种变化就一定是泄漏造成的,很容易形成误动作,比如在用气高峰期,管道压力下降到较低水平,由于低压保护功能,燃气安全自闭阀可能出现关闭状态,即使手动复位仍有可能继续自行关闭,给生活带来不便。
三、一种新的室内燃气安全保护方法
(一) 工作原理
任何管道泄漏都必然会有流量,但有流量并不一定是泄漏。流量分正常流量和非正常流量,非正常流量主要是泄漏造成,也有可能是偷气、人为放散等。无论是什么原因,非正常流量都是我们所要禁止的。对于正常流量,由于城镇燃气都是用于燃烧提供热能的,而燃气在燃烧时,必然同时存在着火焰、流量两种信号,因此只有同时存在这两种信号,才能认定此时的流量信号为正常的,如果只有流量信号而没有火焰信号,那一定是管道泄漏等非正常流量所造成的。新型室内燃气安全保护方法的原理是:针对燃具燃烧时产生的两种信号(火焰信号、流量信号)进行实时监测,分别由火焰信号采集模块、流量信号采集模块实时获取室内各燃具的火焰信号和燃气进户管道上的流量信号。具体有3种工况:
1.当进户管道存在流量信号,且室内有任何一个燃具存在火焰信号时,为正常工作状态,常闭电磁阀打开,报警器无警报。
2. 当进户管道存在流量信号,且室内所有燃具在一定时间内无火焰信号时,就说明存在燃气泄漏,此时常闭电磁阀自动切断,报警器发出警报。
3. 当进户管道无流量信号,在某一燃具处出现火焰信号时,此时可能是燃具附近出现火灾或火焰检测装置出现异常,此时也要切断进户管道并报数
火焰信号采集模块、流量信号采集模块均与控制电路连接,由控制电路控制常闭电磁阀以及报警器进行相应动作。报警解除需人工操作,这样确保了危险能被真正排除,保障了室内燃气用气的安全性。
进入21世纪,中国迈进了天然气时代,随着社会进步和人民生活水平的提高,燃气作为城市基础设施的一部分越来越受到人们的重视。针对现有的室内燃气安全保护措施进行讨论,探研各种方案的优劣,寻求一种更有效的保障室内燃气安全用气的方案。
一、室内燃气安全事故原因及管网自身特点
造成室内燃气安全事故的原因可以归结为主要因素、非主要因素。主要因素:施工安装质量不合格又没能对验收进行严格把关,管件以及燃具质量不合格;用户安全意识不强,疏忽大意;为了室内装修美观,未经有关部门批准私自改装燃气管道,造成泄漏,发生事故等。非主要因素:设备的老化、意外事故、地质灾害等引起的燃气泄漏。
还有就是城市燃气管网较长输油气管网有着自身的特点:(一)输送的介质多变,许多城市先后输送过煤制气、液化石油气混空气、天然气等;(二)管材多样:有钢管、球墨铸铁管、灰口铸铁管、PE管、钢骨架塑料管等;(三)钢管防腐层材质不一:有环氧树脂、煤沥青、冷缠带、PE等防腐材料,并且这些防腐材料还可能在同一管网中出现;(四)阴极保护方式不规范:城市燃气管道大部分采用牺牲阳极的保护方式,但有很多管道未进行阴极保护;(五)资料不详,由于管道的竣工时间不同、后期又有施工变更及资料保管不力,造成部分管道竣工资料丢失,管道位置不详;(六)管道所在区域人口密集度高,管道的潜在危险可能引发重大事故。
二、室内燃气安全保护方法
如何对泄漏进行检测以及发现泄漏之后如何在最大限度上保障用户的安全,是室内燃气安全领域要解决的主要问题之一,这也是从根源上解决室内燃气安全用气问题的有效手段。根据目前我国室内燃气安全领域的现状,主要的室内燃气安全保护方法归纳起来有3类:方法1:直接对用气房问进行可燃气体检测的保护方法;方法2:基于监测燃具火焰的保护方法;方法3:基于监测燃气流量和压力的保护方法。
(一)方法1
可燃气体检测主要是指通过各种有效手段及设备,使用户能够及时发现燃气的泄漏并采取相应的保护措施的方法。目前主要包括在用气房间安装可燃气体传感器,使用加臭剂的嗅觉感知以及燃气公司定期上门使用检漏仪检测等方法。使用气体传感器对燃气泄漏进行检测是普遍应用的方法之一,由其工作原理可知,采用气体传感器检测燃气泄漏的方法有其独特的优势,如无需用户进行人工操作,发现泄漏即可直接切断气源,可以长时问对室内燃气的泄漏情况进行监测等。但是这种方法往往存在着各种弊端:1.气体传感器的可靠性与价格等问题。2.对微量的泄漏无法及时检测。3.长期使用出现零点漂移现象,影响正常使用。4.安全控制范围不够。采用加臭的方法对燃气泄漏进行检测是一种传统且行之有效的方法。这种方法不仅广泛应用于户内燃气管道,对于城市管网以及长输管道也是行之有效的。但是这种方法也存在着很大的弊端。当发生泄漏而现场无人时,或由于用户嗅觉不够灵敏而导致不能及时发现泄漏时,或泄漏被及时发现但当事人不具备燃气安全的基本常识,不能正确处理,就极易发生燃气安全事故。
目前很多燃气公司采用定期到用户家中进行泄漏检测的方法,一般规定1年不少于1次。这种方法的优势在于可以尽可能地排查出由于设备的老化、阀门松动等原因导致的泄漏,并能通过精密仪器的检测发现微小的泄漏,可对老化设备及阀门等进行及时更换。但是由于这种定期检查的次数较少,时间跨度较长,因此不能及时发现泄漏情况。
(二)方法2
安装于燃具上的熄火保护装置也可以视为是一种保护装置,它用于在燃具阀门开启状态下检测火焰存在与否,如果在阀门为开启状态却没有火焰信号则会关闭燃气阀门,以保证不会出现燃气泄漏。这种基于检测燃具火焰的保护方法主要用于对燃具的保护,在燃具意外熄
火或点火失败的情况下,自动切断用气设备气源,防止燃气大量泄漏。长期以来在一些简陋的燃气灶上设置熄火保护装置存在一定的技术问题,但GB 16410―2007《家用燃气灶具》规定,自2008年5月1日起,所有的家用燃气灶具必须带有自动熄火保护功能。目前,用于家用燃具的熄火保护装置主要有热敏式、离子感应式。当然,熄火保护并不是一种真正意义上的泄漏保护,当阀门处于关闭状态但仍然有泄漏时,熄火保护装置不会有任何保护动作。
(三)方法3
基于检测燃气流量和压力的保护方法主要是指采用某种装置,对燃气管道内的燃气流量或压力进行实时监测,当出现大量燃气泄漏或管道内压力过高、过低等异常情况时,这种装置对燃气管道进行及时切断,保障用气安全。
燃气安全自闭阀虽然在一定程度上保障了用气安全,但还存在着很多缺陷:燃气管道内的压力变化是很复杂的,很难保证燃气压力的某种变化就一定是泄漏造成的,很容易形成误动作,比如在用气高峰期,管道压力下降到较低水平,由于低压保护功能,燃气安全自闭阀可能出现关闭状态,即使手动复位仍有可能继续自行关闭,给生活带来不便。
三、一种新的室内燃气安全保护方法
(一) 工作原理
任何管道泄漏都必然会有流量,但有流量并不一定是泄漏。流量分正常流量和非正常流量,非正常流量主要是泄漏造成,也有可能是偷气、人为放散等。无论是什么原因,非正常流量都是我们所要禁止的。对于正常流量,由于城镇燃气都是用于燃烧提供热能的,而燃气在燃烧时,必然同时存在着火焰、流量两种信号,因此只有同时存在这两种信号,才能认定此时的流量信号为正常的,如果只有流量信号而没有火焰信号,那一定是管道泄漏等非正常流量所造成的。新型室内燃气安全保护方法的原理是:针对燃具燃烧时产生的两种信号(火焰信号、流量信号)进行实时监测,分别由火焰信号采集模块、流量信号采集模块实时获取室内各燃具的火焰信号和燃气进户管道上的流量信号。具体有3种工况:
1.当进户管道存在流量信号,且室内有任何一个燃具存在火焰信号时,为正常工作状态,常闭电磁阀打开,报警器无警报。
2. 当进户管道存在流量信号,且室内所有燃具在一定时间内无火焰信号时,就说明存在燃气泄漏,此时常闭电磁阀自动切断,报警器发出警报。
3. 当进户管道无流量信号,在某一燃具处出现火焰信号时,此时可能是燃具附近出现火灾或火焰检测装置出现异常,此时也要切断进户管道并报数
火焰信号采集模块、流量信号采集模块均与控制电路连接,由控制电路控制常闭电磁阀以及报警器进行相应动作。报警解除需人工操作,这样确保了危险能被真正排除,保障了室内燃气用气的安全性。