摘　要：介紹一種可實(shí)現(xiàn)異常流量狀態(tài)下自動(dòng)切斷的智能燃?xì)獗?，闡述戶內(nèi)燃?xì)庑孤r(shí)產(chǎn)生的異常流量的界定方法。將流量分成3類區(qū)間：超小流量區(qū)間、正常流量區(qū)間、超大流量區(qū)間。智能燃?xì)獗頊y(cè)量燃?xì)饬髁亢痛肆髁康某掷m(xù)時(shí)間。"-3流量處于超小流量區(qū)間內(nèi)時(shí)，計(jì)算累積體積，當(dāng)累積體積達(dá)到體積設(shè)定值時(shí)，報(bào)警切斷。當(dāng)流量處于正常流量區(qū)間內(nèi)時(shí)：在此流量下，大多數(shù)居民最長(zhǎng)的持續(xù)使用時(shí)間定義為持續(xù)使用時(shí)間；若燃?xì)庖源肆髁啃孤瑥N房?jī)?nèi)達(dá)到爆炸下限的40％的持續(xù)泄漏時(shí)間定義為持續(xù)泄漏時(shí)間；當(dāng)持續(xù)時(shí)間達(dá)到持續(xù)使用時(shí)間、持續(xù)泄漏時(shí)間二者中的較小者時(shí)，報(bào)警切斷。當(dāng)流量處于超大流量區(qū)間內(nèi)時(shí)，立即報(bào)警切斷。應(yīng)用結(jié)果表明，該方法能夠有效判定燃?xì)庑孤顩r，確定合理切斷時(shí)間，預(yù)防戶內(nèi)燃?xì)獍踩鹿省?span lang="EN-US">

關(guān)鍵詞：戶內(nèi)燃?xì)庑孤?span lang="EN-US">  異常流量  判定方法  安全切斷

Research on Definition Method of Abnormal Flow Rate due to Indoor Gas Leakage

Abstract：A smart gas meter which can automatic shut-down for abnormal flow rate iS introduced．The definition method of abnormal flow rate occuited due to indoor gas leakage is described．The flow rate is divided into three categms ranges i．e．extrasmall flow rate range，normal flow rate range and extralarge flow rate range．The smart gas meter measures gas flow rate and its duration．The accumulative volume is calculated when the flow rate iS in the extrasmall flow rate range．and the meter iS alarmed and shut down when the accumulative volume reaches the volume set value．When the flow rate iS in the normal flow rate range，the maximum continuous use time of this flow rate by majority of residents is defined as the continuous use time；if gas leaks with this flow rate，the continuous leakage time reaching 40％lower explosion limit in kitchen is defined as reaching the explosion limit；the meter is alamled and shut down when the duration reaches the continuous use time or the continuous leakage time，whichever is smaller．The meter is alarmed and shut down immediacy when the flow rate is in the extra-small flow rate range．The application result shows that the method can effectively judge gas leakage state，determine reasonable shut down time and prevent indoor gas safety accident．

Key words：indoor gas leakage；abnormal flow rate；judgement method；safety shut-down

1　異常流量狀態(tài)下自動(dòng)切斷的燃?xì)獗?span lang="EN-US">

1.1　燃?xì)獗砉δ苣K

我公司研發(fā)的燃?xì)獗砉δ苣K組成見圖1。中央控制單元是該燃?xì)獗淼暮诵?。通過Ic卡讀寫單元，使用異常流量參數(shù)IC設(shè)置卡或無(wú)線形式將燃?xì)猱惓Ａ髁繀?shù)傳入燃?xì)獗淼闹醒肟刂茊卧?，通過中央控制單元保存到數(shù)據(jù)儲(chǔ)存單元中，作為異常流量的判斷依據(jù)。當(dāng)前的瞬時(shí)流量數(shù)據(jù)從基表通過機(jī)電轉(zhuǎn)換傳感器讀入到中央控制單元后，由中央控制單元計(jì)算出當(dāng)前表內(nèi)的瞬時(shí)流量值并與數(shù)據(jù)儲(chǔ)存單元中的異常流量參數(shù)范圍進(jìn)行比較。當(dāng)確認(rèn)流量異常時(shí)，中央控制單元發(fā)出關(guān)閥操作信號(hào)給閥門，閥門關(guān)閉，同時(shí)向顯示器輸出異常流量信號(hào)，顯示器顯示異常提示^[1]。

1.2　燃?xì)獗砹髁慨惓Ｌ幚砹鞒?/span>

當(dāng)燃?xì)庑孤r(shí)，一般是以一個(gè)恒定不變流量進(jìn)行泄漏，因此假定戶內(nèi)燃?xì)庖阅骋缓愣髁啃孤?，我們需要研究一個(gè)合理的判定條件，即：達(dá)到一定時(shí)間或累積體積時(shí)燃?xì)獗響?yīng)該及時(shí)自動(dòng)報(bào)警切斷(關(guān)閥)，既不會(huì)產(chǎn)生危險(xiǎn)也不會(huì)影響居民正常用氣。由于居民正常使用燃?xì)鈺r(shí)的流量在一定時(shí)間范圍內(nèi)都會(huì)進(jìn)行調(diào)節(jié)，如進(jìn)行大小火調(diào)節(jié)時(shí)流量就會(huì)產(chǎn)生變化，燃?xì)獗韺⒅匦麓_定恒定流量、重新計(jì)時(shí)，重新計(jì)算判定條件，避免誤判。如有誤判關(guān)閥情況，居民可通過重新插卡方式自行恢復(fù)供氣。

在燃?xì)獗沓鰪S時(shí)將異常流量參數(shù)設(shè)置到燃?xì)獗韮?nèi)。燃?xì)獗硗ㄟ^檢測(cè)表內(nèi)計(jì)數(shù)脈沖計(jì)算流量，并將流量等參數(shù)與表內(nèi)設(shè)定的異常流量參數(shù)進(jìn)行比較，確定流量異常后，執(zhí)行關(guān)閉閥門操作，并形成記錄，儲(chǔ)存在表內(nèi)。通過IC卡或無(wú)線方式反饋到管理系統(tǒng)，并結(jié)合公司客服管理流程，對(duì)系統(tǒng)中異常流量的用戶及時(shí)入戶安檢，反饋維修信息，形成對(duì)燃?xì)獗懋惓Ａ髁啃畔⒌拈]環(huán)管理，切實(shí)提高公司的安全管理水平。

2　燃?xì)庑孤┊惓Ａ髁繀?shù)報(bào)警切斷

2．1　異常流量區(qū)間劃分依據(jù)

結(jié)合燃具的額定熱負(fù)荷來(lái)估算耗氣量、實(shí)驗(yàn)室模擬環(huán)境試驗(yàn)及居民戶內(nèi)實(shí)際環(huán)境試驗(yàn)的方法對(duì)燃?xì)猱惓Ａ髁繀^(qū)間進(jìn)行劃分^[2]

    ①根據(jù)燃具的額定熱負(fù)荷來(lái)估算耗氣量

天然氣的低熱值取35.9MJ／m³，實(shí)驗(yàn)室選用的燃?xì)鈫窝墼铑~定熱負(fù)荷為3.8kW，雙眼燃?xì)庠铑~定熱負(fù)荷為7.6kW，8L／min燃?xì)鉄崴黝~定熱負(fù)荷為16kW。

根據(jù)以上條件進(jìn)行估算，燃?xì)鈫窝墼畹暮臍饬繛?span lang="EN-US">0.38m³／h，燃?xì)怆p眼灶的耗氣量為0.76m³／h，8L／min燃?xì)鉄崴鞯暮臍饬繛?span lang="EN-US">l.6m³／h。

②實(shí)驗(yàn)室環(huán)境和居民戶內(nèi)環(huán)境下的流量

基表型號(hào)為Gl.6，氣源為天然氣，壓力為3000Pa，燃具在各種狀態(tài)下測(cè)定的瞬時(shí)流量經(jīng)整理后的平均值見表1。

2．2　異常流量區(qū)間劃分結(jié)果

①恒流區(qū)間1

模擬試驗(yàn)和戶內(nèi)實(shí)際小流量實(shí)驗(yàn)結(jié)果分別為0.0056m³／h和0.017m³／h。GB／T 6968-2011《膜式燃?xì)獗怼芬?guī)定，Gl.6燃?xì)獗碓试S最小正常燃?xì)饬髁繛?span lang="EN-US">0.016m³／h。恒流區(qū)間1為（0，0.016]m³／h時(shí)，在此區(qū)間內(nèi)發(fā)生一定時(shí)間的持續(xù)恒定流量，屬于點(diǎn)火范圍以下流量(以下簡(jiǎn)稱小流量)，可判定為小流量泄漏。

②恒流區(qū)間2

根據(jù)理論估算、模擬試驗(yàn)和戶內(nèi)實(shí)際實(shí)驗(yàn)結(jié)果，單眼灶全開瞬時(shí)流量分別為：0.38、0.38、0.42m³／h。因此設(shè)定恒流區(qū)間2為（0.016，0.450]m³／h，可包括單眼灶的正常工作流量范圍。

③恒流區(qū)間3

根據(jù)理論計(jì)算、模擬試驗(yàn)和戶內(nèi)實(shí)際實(shí)驗(yàn)結(jié)果，雙眼灶全開瞬時(shí)流量分別為：0.76、0.75和0.81m³／h，因此設(shè)定恒流區(qū)間3為（0.45，0.85]m³／h，則可包括雙眼灶的正常工作流量范圍。

④恒流區(qū)間4

根據(jù)理論計(jì)算、模擬試驗(yàn)和戶內(nèi)實(shí)際試驗(yàn)結(jié)果可知，雙眼灶全開瞬時(shí)流量分別為：0.76、0.75、0.81m³／h。根據(jù)理論計(jì)算和戶內(nèi)實(shí)際試驗(yàn)結(jié)果可知，8L／min燃?xì)鉄崴魅_瞬時(shí)流量分別為：1.6、1.62m³／h。因此設(shè)定恒流區(qū)間4為(0.85，2.50]m³／h。則可包括雙眼灶與燃?xì)鉄崴髡５耐瑫r(shí)工作流量范圍。

⑤恒流區(qū)間5

在用戶正常使用燃?xì)鈺r(shí)不會(huì)出現(xiàn)大于2.5m³／h的大流量，這種情況只有膠管脫落時(shí)才會(huì)發(fā)生。由模擬試驗(yàn)和戶內(nèi)實(shí)際試驗(yàn)結(jié)果可知，膠管脫落時(shí)的瞬時(shí)流量約為4.98～5.10m³／h。另外，GB／T6968-2011規(guī)定，Gl.6燃?xì)獗碓试S最大流量為2.5m³／h。當(dāng)燃?xì)獗沓霈F(xiàn)流量大于2.5m³／h時(shí)，一定是異常流量，應(yīng)盡快切斷閥門。因此設(shè)定恒流區(qū)間5為(2．5，¥)m³／h，是報(bào)警切斷的流量范圍。

2．3　報(bào)警切斷的實(shí)現(xiàn)

設(shè)定q為恒定流量，t為恒流持續(xù)時(shí)長(zhǎng)。

①當(dāng)q處于區(qū)間1內(nèi)時(shí)：小流量泄漏，屬于非正常使用情況。計(jì)算累積體積V。定義燃?xì)庖源肆髁啃孤瑥N房?jī)?nèi)達(dá)到爆炸下限的40％之前的某一持續(xù)泄漏累積體積為V0。當(dāng)累積體積V=V0時(shí)，進(jìn)行報(bào)警切斷。

②當(dāng)q處于區(qū)間2、3、4內(nèi)時(shí)：在每個(gè)區(qū)間內(nèi)，大多數(shù)居民最長(zhǎng)的持續(xù)使用時(shí)間定義為tsy。若燃?xì)庖粤髁?span lang="EN-US">q泄漏，廚房?jī)?nèi)達(dá)到爆炸下限的40％的持續(xù)泄漏時(shí)間定義為txl。定義tmin為tsy、txl二者中的較小者。不同的區(qū)間有不同的tmin。當(dāng)t= tmin時(shí)，則燃?xì)獗碜詣?dòng)報(bào)警切斷。

③當(dāng)q處于區(qū)間5內(nèi)時(shí)：屬大流量泄漏情況(如膠管脫落)，立即報(bào)警切斷。

3　燃?xì)獗淼膽?yīng)用

我公司將該研究成果與公司研發(fā)的專利產(chǎn)品“一種可實(shí)現(xiàn)異常流量狀態(tài)下自動(dòng)切斷的燃?xì)獗?rdquo;結(jié)合應(yīng)用。截至2012年6月，我公司安裝了6×10⁴只這種燃?xì)獗?，置換通氣了l5336只。推廣應(yīng)用僅半年時(shí)間，對(duì)部分小區(qū)抽樣6010戶進(jìn)行燃?xì)獗懋惓Ａ髁壳袛鄶?shù)據(jù)的抄表統(tǒng)計(jì)分析工作，根據(jù)抄表數(shù)據(jù)，聯(lián)系各分公司入戶檢測(cè)維修，共排除l5戶燃?xì)庠O(shè)施小流量泄漏隱患，其中9戶是安裝的三通與膠管連接處泄漏；3戶是膠管末打管卡有微漏；2戶是燃?xì)鉄崴髋c膠管連接處泄漏；接到膠管脫落造成超大流量切斷的電話報(bào)警1次，及時(shí)避免了一次安全事故的發(fā)生。以上數(shù)據(jù)表明，對(duì)戶內(nèi)燃?xì)庑孤┊惓Ａ髁拷缍ǚ椒ǖ难芯砍晒强茖W(xué)、有效的。

參考文獻(xiàn)：

[1]張?jiān)職J，張維勤，苗永健，等．一種可以實(shí)現(xiàn)流量異常情況下報(bào)警與切斷的燃?xì)獗恚褐袊?guó)，ZL2010202543550[P]．2011-04-20．

[2]劉金嵐，張?jiān)職J．燃?xì)獗懋惓Ａ髁堪踩袛嗉夹g(shù)[J]．煤氣與熱力，2012，32(3)：B25-B27．

本文作者：劉金嵐

作者單位：大慶中石油昆侖燃?xì)庥邢薰?span lang="EN-US">