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住宅燃气系统的安全性评估

作者:周伟国1 张军2 严铭卿3  来源:1.同济大学机械工程学院 2.无锡市燃气总公司 3.中国市政工程华北设计研究院 
评论: 更新日期:2014年10月29日

摘 要: 针对住宅燃气系统的安全性评估,建立了住宅燃气系统运行故障树。对住宅燃气系统危险性因素进行识别,分析了事故危害程度,对提高住宅燃气系统的安全性提出了建议;

关键词: 住宅燃气系统; 安全性评估; 故障树

1 住宅燃气系统安全性评估的目的

  由于燃气易燃、易爆,一旦泄漏还会引起爆炸和中毒。因此,住宅燃气系统的安全性评估是非常必要的。
  住宅燃气系统安全性评估的目的在于对系统存在的危险有害性进行识别和分析,判断系统发生事故的可能性和严重程度,提出合理可行的安全措施和建议,使系统达到事故发生率最低、损失最小以及投资效益最优化[1]
  住宅燃气系统安全性评估工作主要包括系统设计方案的安全性评估、系统危险性因素分析、系统运行的安全性评估、系统事故危害程度评估利安全措施及建议,并给出讦价结论[1]

2 住宅燃气系统设计方案的安全性评估
  
  燃气系统安全性评估要求对燃气供气管路的设计、设施和材料进行选择。施工方案的制定要符合有关的法规、标准和规范并作出评估。避免采用不安全的管路设计、不合适的设备和材料。当必须采用某种管路设计或设备时,应提出降低或消除危险的对策。因此,从源头上降低事故发生的可能性。
  住宅燃气系统要求燃气供气管道既不能引入卧室也不能穿过卧室,所有管道应明敷,以便检漏,管材府符合燃气设计规范。所有供气设施和设备均采用质检合格产品。
  燃气锅炉的防火间距必须符合《建筑设计防火规范》。家用燃具的安装、验收和管理必须遵守《家用燃气燃烧器具安装及验收规程》、《家用燃气燃烧器具安全管理规程》、《燃油、燃气热水机组生活供应设计规程》。室内燃气管道安装必须符合《城镇燃气室内工程施工及验收规范》。

3 住宅燃气系统危险性因素的识别和分析

  ①设备安全装置失灵
  燃气应用设备(如燃气锅炉、燃气灶具等)的熄火保护装置由于质量等原因,经过一段时间的使用后,可能会产生故障不能正常工作。如果用户没有察觉,一旦出现燃气锅炉运行时突然断气后又恢复供气或燃气灶具溢熄等情况,就会存在爆炸的隐患。燃气泄漏报警、切断和排风联动装置的任何一个环节发生问题,都会留下安全隐患。燃气泄漏传感器一旦失灵,会对泄漏的燃气没有反应,不报警也不完成切断燃气、打开排风机的动作。如果切断阀(如电磁阀)失灵,家中无人,尽管排风机启动,但泄漏的燃气可能会导致爆炸。
  ②燃气的泄漏
  目前有些家庭在进行室内装修时,任意更改燃气管道的走线,对改装人员是否具有安装资质又不留意,验收规程也不清楚。因此,在管道质量、连接件质量、阀门质量、施工质量或验收质量等方面都可能存在问题,给今后燃气管道的运行留下安全隐患。
  ③ 中毒
  如果燃气排烟不畅,烟气返回室内,导致室内空气含氧量下降,或者由于燃气质量和燃烧器质量等原因,导致燃气燃烧不完全,产生CO,会造成室内人员中毒。

4 住宅燃气系统运行的安全性评估

  住宅燃气系统运行安全性评估包括竣工验收评估和运行状况安全性评估。
  竣工验收评估的目的在于检查施工过程是否严格遵守设计方案及有关操作规程,施工记录是否完整,气密件检验是否满足相关标准等,是确保住宅天然气系统运行安全的重要环节。
  运行状况安全性评估的目的在于确认系统中的管道、设备等的安全状态,确认是否可以接受。同时全面收集信息资料,对事故发生的可能性作出评估。
  这里针对住宅燃气系统实际运行状况,对各种事故的引发因素进行分析,运用故障树分析法建立住宅燃气系统故障树,并在此基础上利用专家调查法和数学工具获得故障树各底事件概率,分析住宅燃气系统事故发生可能性的大小。
4.1 故障树的建立
  故障树分析(Fault Tree Analysis,简称FTA)是对可能造成系统失效的各种因素(包括硬件、软件、环境、人为因素)进行分析,画出逻辑框图(即故障树),确定系统失效原因的各种组合方式和发生概率,计算系统失效发生概率并采取相应的纠正措施,提高系统的可靠性。
  以住宅燃气系统事故作为顶事件,引起系统事故的直接原因是燃气设备安全装置失灵和燃气泄漏。在燃气设备安全装置失灵和燃气泄漏同时发生的情况下,如遇明火就会发生着火爆炸事故。导致燃气设备安全装置失灵和燃气泄漏的原因较多,以这2个事件为次顶事件,采用类似方法继续深入分析,直至分解到代表各种故障形式的底事件为止:图1为住宅燃气系统运行故障树,图小各符号代表的相应事件见表l。
 

图1 住宅燃气系统运行故障树
Fig.1 Fault tree for residence gas system operation

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