隨著燃氣的普及,燃氣安全問題十分突出,作為一項安全措施,可燃氣體檢測報警器的應(yīng)用也越來越廣泛,在城燃企業(yè)的工商用戶燃氣設(shè)施中可燃氣體檢測報警器與燃氣表(流量計)、緊急切斷閥一起屬于必須配備的“三大件”,各種類型的燃氣場站也大量配備可燃氣體檢測報警器,隨之而來的管理問題也浮出水面。
一、可燃氣體檢測報警器在城鎮(zhèn)燃氣設(shè)施中的地位
GB50494-2009《城鎮(zhèn)燃氣技術(shù)規(guī)范》2.0.11 附屬安全裝置“當燃氣供氣系統(tǒng)發(fā)生異常或發(fā)生燃氣泄漏時,具有切斷燃氣氣源、泄放或發(fā)出報警信號等功能的緊急切斷閥、安全放散裝置和可燃氣體報警器等裝置的總稱”。
按照CJJ/T146-2011《城鎮(zhèn)燃氣報警控制系統(tǒng)技術(shù)規(guī)程》總則1.0.3“城鎮(zhèn)燃氣報警控制系統(tǒng)的設(shè)計、安裝應(yīng)由具有燃氣工程設(shè)計資質(zhì)和消防工程施工資質(zhì)的單位承擔”。GB50016-2014《建筑設(shè)計防火規(guī)范》8.4火災(zāi)自動報警系統(tǒng)8.4.3“建筑內(nèi)可能散發(fā)可燃氣體、可燃蒸汽的場所應(yīng)設(shè)置可燃氣體報警裝置”??扇細怏w檢測報警器也是消防預(yù)警設(shè)施,消防部門也對其有相應(yīng)的要求,在一些場所,也是消防檢查必檢的項目。
1,可燃氣體檢測報警器分固定安裝式和便攜式兩種,在這里主要討論固定安裝式可燃氣體檢測報警器(下稱儀器)。
儀器一般分兩部分,探頭部分和主機部分,探頭叫探測器,加上主機叫可燃氣體檢測報警器或者可燃氣體報警控制器;可燃氣體報警控制器與緊急切斷閥(或者排氣扇,通風機)一起構(gòu)成可燃氣體報警控制系統(tǒng)。
2,氣體傳感器的性能。儀器的性能取決于所采用的傳感器的性能,其優(yōu)點和缺點也是用其所生產(chǎn)的儀器的優(yōu)點和缺點,使用者或者管理者必須了解所使用的儀器中傳感器的性能特點,才能正確使用儀器,使其發(fā)揮應(yīng)有的作用。目前,多數(shù)固定安裝的儀器采用的傳感器是催化燃燒式氣體傳感器。
催化燃燒式氣體傳感器是利用催化燃燒的熱效應(yīng)原理,由檢測元件和補償元件配對構(gòu)成測量電橋,在一定溫度條件下,可燃氣體在檢測元件載體表面及催化劑的作用下發(fā)生無焰燃燒,載體溫度就升高,它內(nèi)部的鉑絲電阻也相應(yīng)升高,從而使平衡電橋失去平衡,輸出一個與可燃氣體濃度成正比的電信號,通過測量鉑絲的電阻變化的大小,就知道可燃性氣體的濃度。
優(yōu)點是:
催化燃燒式氣體傳感器選擇性地檢測可燃性氣體,凡是不能燃燒的氣體,傳感器沒有響應(yīng);催化燃燒式氣體傳感器具有輸出信號線性好、計量準確、響應(yīng)快速、傳感器的輸出與環(huán)境的爆炸危險程度直接相關(guān)等特點,是一類具有主導地位的傳感器。
缺點是:
1)不能在缺氧的環(huán)境下使用,因為催化燃燒只有在氧氣存在的情況下進行,即被檢測環(huán)境中的氧氣含量不能太低,當氧氣含量過低時它的檢測值就會偏低。
2)只能在燃氣濃度100%LEL及以下使用。催化燃燒式氣體傳感器實質(zhì)上是測量可燃氣體的反應(yīng)熱,當被測燃氣濃度高于100%LEL時分兩種情況:
a)濃度在燃氣爆炸極限的范圍內(nèi),達到化學計量燃燒時(甲烷為9.5%體積分數(shù)),燃燒充分,燃燒反應(yīng)熱過多,會在元件上產(chǎn)生高溫,導致元件損壞。
b)濃度高于燃氣的爆炸極限時,氧氣分數(shù)減少,燃燒反應(yīng)量少,燃燒反應(yīng)熱少,輸出反而變小,呈現(xiàn)出雙值特性;另外,由于燃燒不充分,在元件上產(chǎn)生積碳,元件靈敏度下降,所以,不能在高濃度燃氣中使用。
3)催化燃燒式氣體傳感器容易中毒。
使傳感器中毒的物質(zhì):硅類化合物、硫化物、氯化物、鹵化物、砷、鉛等化合物等。
4)催化燃燒式氣體傳感器使用壽命較短(與其他電子元件比較)。
三、檢測和檢定的區(qū)別
8.17測量儀器的檢定又稱計量器具檢定或檢定 “查明和確認測量儀器符合法定要求的程序,它包括檢查、加標記和/或出具檢定證書”。
8.49檢測又稱檢驗、測試 “對給定產(chǎn)品,按照規(guī)定程序確定某一種或多種物性,進行處理或提供服務(wù)所組成的技術(shù)操作”。
CJJ/T146-2011《城鎮(zhèn)燃氣報警控制系統(tǒng)技術(shù)規(guī)程》規(guī)定居住建筑的可燃氣體探測器每3年檢測一次,商業(yè)和工業(yè)場所每1年檢測一次,檢測標準按照附錄D的要求。
附錄D可燃氣體探測器、不完全燃燒探測器、復合探測器試驗方法及判定 D1一般規(guī)定:
D1.2“在現(xiàn)場,不論工程驗收或使用過程中的檢驗,應(yīng)僅對探測器的報警動作值、聯(lián)動功能、聲光報警功能實施檢驗”
D1.3“長期未使用的探測器,在進行檢查時應(yīng)至少通電24h,有指示的探測器除檢查報警動作值外應(yīng)按其量程選擇10%、30%、50%、75%、90%做5點檢驗”。
《城鎮(zhèn)燃氣報警控制系統(tǒng)技術(shù)規(guī)程》并沒有規(guī)定檢測工作由誰來做及測試者的資質(zhì)。檢測不同于檢定,不能代替檢定。
檢定具有法定性,必須由國家法定計量技術(shù)機構(gòu)或其它法定授權(quán)的組織實施和嚴格遵守檢定規(guī)程。檢定一臺儀器比檢測要求復雜很多,不僅比檢測要求的項目多,而且判定標準也是不一樣的,檢定周期每年一次。
其中+號表示檢定項目,-號表示不需要檢定項目
檢定一臺儀器在首次檢定時共檢測9個項目,除了外觀及結(jié)構(gòu)、標志和標識、絕緣電阻和通電檢查等4項,其余5個項目都需要通氣試驗,采用3種濃度分別為10%FS、40%FS、60%FS的標準氣體,一共需要通氣30多次;所需時間,固定式儀器檢定一臺需要7至8個小時,也就是需要一個工作日的時間,僅檢測漂移一項就需要6小時,其他檢定項目需要時間1到2個小時。后續(xù)檢定沒有漂移檢測一項,檢定時間縮短不少,但也需要1到2個小時。
四、使用中存在的問題
1、傳感器的使用壽命問題
這類儀器氣體傳感器都有一定的使用壽命,使用時應(yīng)該注意其使用壽命,氣體傳感器的使用壽命相對較短和容易中毒是儀器的短板。為了防止儀器傳感器達到使用壽命不及時更換導致儀器失效,相關(guān)標準規(guī)范有明確規(guī)定。
CJJ/T146-2011《城鎮(zhèn)燃氣報警控制系統(tǒng)技術(shù)規(guī)程》表3.1.3規(guī)定如下:
第6.0.3規(guī)定“可燃氣體探測器、不完全燃燒探測器、復合探測器及緊急切斷閥不得超期使用”。
在新修訂的國家標準GB15322.1-2019 《可燃氣體探測器 第一部分:工業(yè)及商業(yè)用途點型可燃氣體探測器》4.3.1.13“探測器使用說明書應(yīng)滿足GB/T9969的相關(guān)要求,并應(yīng)注明氣體傳感器的使用壽命”。
新修訂的國家標準GB15322.2-2019 《可燃氣體探測器 第二部分:家用可燃氣體探測器》3.3.1.3探測器應(yīng)具有氣體傳感器壽命狀態(tài)指示功能,并滿足以下要求:
a)氣體傳感器的壽命狀態(tài)指示燈應(yīng)為黃色。
b)探測器的累計工作時間達到氣體傳感器使用期限時,狀態(tài)指示燈應(yīng)閃亮。
c)探測器表面應(yīng)有提示氣體傳感器失效或壽命到期需要更換的明顯標識。
d)探測器的使用說明書中應(yīng)注明氣體傳感器的使用期限。
以上標準和規(guī)程的規(guī)定足以說明這個問題的重要性。
2、檢測場所的不確定性
檢測的準確度影響因素很多,檢測環(huán)境并不是一個完全的密閉空間,泄漏的燃氣在空間分布不均勻,燃氣濃度呈梯度從泄漏源向周圍擴散,到達探測器需要一段時間,如果探測器安裝布置的不合理,位置離泄漏源遠一點或者恰巧在上風頭時,儀器報警時,泄漏源的地方的燃氣濃度可能已經(jīng)達到爆炸極限了,如果探測器安裝在室外,這種情況更突出。
3、環(huán)境因素影響
環(huán)境中可能存在導致傳感器中毒或者抑制的氣體(一般用戶可能不知道什么氣體是導致傳感器中毒或者抑制的氣體);環(huán)境中的灰塵或者油煙將探測器探頭堵塞,使敏感元件接觸不到可燃氣體,導致傳感器反應(yīng)不靈敏或者完全沒有反應(yīng);探測器安裝的位置經(jīng)常有水汽,水滴,潮濕等都會使其性能下降或者損壞;安裝在室外的探測器在冬季氣溫低于允許溫度時導致其不靈敏,防雨防雪措施不好,進水導致儀器失靈或損壞。
4、采用不正確的檢測方法
有的單位在檢測探測器時不是采用相應(yīng)濃度的標準氣體進行檢測,而是直接利用燃氣進行檢測或者用氣體打火機進行檢測(這種現(xiàn)象很常見),對儀器造成高濃度氣體沖擊,輕者導致傳感器壽命減少或者靈敏度下降,重則導致傳感器直接損壞。
5、探測器更新和管理費用高
由于探測器(傳感器)使用壽命短,按照《城鎮(zhèn)燃氣報警控制系統(tǒng)技術(shù)規(guī)程》規(guī)定,商業(yè)和工業(yè)企業(yè)使用的探測器每三年更換一次,費用也是不少的;按照國家市場監(jiān)督管理總局2019年第48號《市場監(jiān)管總局關(guān)于發(fā)布實施強制管理的計量器具的公告》有毒有害易燃易爆氣體檢測(報警)儀不屬于強制檢定計量器具,檢定不免費,每年進行一次周期檢定的費用也很多。
五、如何破解管理困局
相比較于其他儀器,可燃氣體檢測報警器屬于一種各種技術(shù)指標比較低和工作穩(wěn)定性較差的儀器,也是對使用環(huán)境要求比較高的一類儀器,一次不當?shù)氖褂没蛘呓佑|到中毒氣體就可能會造成儀器的損壞或者性能下降;檢測時環(huán)境復雜,使用者也很難區(qū)分環(huán)境中的物質(zhì)是否會對傳感器產(chǎn)生不良影響。所以,儀器不僅不能做到免維護,而且需要勤維護,經(jīng)常性維護才能確保正常工作。
如果不進行有效管理的話,可能是有些儀器表面看上去正常,但實際上已經(jīng)失效或者不靈敏,一旦發(fā)生燃氣泄漏,不能報警和控制,后果不堪設(shè)想。假如,一個可燃氣體檢測報警器傳感器靈敏度下降并沒有完全損壞,在20%LEL報警點報警時,實際空間燃體濃度已經(jīng)達到爆炸極限范圍內(nèi),這時所發(fā)出的報警信息是錯誤的信息,會使人產(chǎn)生錯覺,如果采取錯誤的處理方式,可能會產(chǎn)生嚴重的后果。
有些使用單位對其重視不夠,重安裝,輕管理,缺乏日常管理或者管理不到位,導致不少儀器帶病工作,對燃氣的使用安全造成影響。
儀器的日常管理也很重要,儀器在安裝一年后進行檢定時,檢定不合格率是很高的。顯然,光靠一年一度的檢定來保證儀器的可靠性是遠遠不夠的,期間應(yīng)該按照《城鎮(zhèn)燃氣報警控制系統(tǒng)技術(shù)規(guī)程》進行定期檢測、試驗一下報警功能、控制功能、清理探測器上的灰塵等。生產(chǎn)廠家的說明書一般建議每3個月或者半年用標準氣體進行一次檢測或標定。
對于燃氣用戶安裝的可燃氣體檢測報警器(系統(tǒng)),常常維修主體不明確,有的用戶沒有日常管理的概念,沒有氣體傳感器使用壽命的概念,以為只要安裝就一直是好的,常常處于失管、失修、失檢的狀態(tài),帶來了燃氣用氣安全隱患。工業(yè)用戶由于有安全管理機構(gòu),相對要好一些,一些商業(yè)用戶尤其是餐飲用戶多數(shù)沒有專門管理人員,也不可能要求每個用戶都準備標準氣體氣瓶等檢測用設(shè)備。燃氣經(jīng)營企業(yè)應(yīng)加強對其進行管理,燃氣經(jīng)營企業(yè)在用戶安檢時應(yīng)該將其納入安檢內(nèi)容,按照要求定期測試并督促用戶申請儀器周期檢定。也需要提醒用戶進行必要的日常檢查。
燃氣經(jīng)營企業(yè)或者燃氣用戶該建立健全儀器的管理制度,配備專職(兼職)維修管理人員,管理人員應(yīng)接受過專門培訓,負責日常檢查和維護。并將管理責任落到實處,確保每一臺儀器都處于良好的工作狀態(tài)。
隨著技術(shù)的進步,氣體傳感器的使用壽命和抗中毒性能會逐漸提高,相應(yīng)儀器的可靠性會大大增強。采用紅外氣體傳感器的儀器適用于監(jiān)測各種易燃易爆氣體,具有精度高、選擇性好、可靠性高、不中毒、不依賴于氧氣、受環(huán)境干擾因素較小、壽命長等顯著優(yōu)點,并在未來逐步取代催化燃燒式傳感器成為主流傳感器,使儀器的整體性能得到提高。