管道燃氣自閉閥在城市燃氣安全管理中的應用

摘 要

  中國工程院院士、著名城市燃氣專家李猷嘉先生,在城市燃氣安全管理論述中,運用國內外大量案例和計算,充分論證了城市燃氣事故的主要原因和發(fā)生事故的范圍在于燃氣的輸配系統(tǒng)

  中國工程院院士、著名城市燃氣專家李猷嘉先生,在城市燃氣安全管理論述中,運用國內外大量案例和計算,充分論證了城市燃氣事故的主要原因和發(fā)生事故的范圍在于燃氣的輸配系統(tǒng),而由微量泄露引起重大事故的可能則非常低。這一點在實踐中我們也深有體會。因此,在管理中區(qū)分主次,有的放矢,是提高燃氣安全管理水平最有效的手段。
  我們在解決居民燃氣用戶戶內安全方面,經過多年摸索和對比,選擇了陜西大唐智能儀器儀表有限公司生產的“管道燃氣自閉閥(以下稱自閉閥)”。這是一種以磁鐵為動力源的安全自動控制閥門,技術人員在設計時充分考慮了磁鐵的各種性能并加以合理利用。它的運用使磁鐵特性和人的管理互相呼應,既實現了設備的智能化,又實現了管理的人性化,對于杜絕居民用戶重大燃氣事故、降低事故等級具有良好的實用價值。經我市數萬用戶多年使用,靈敏可靠,運行正常,未發(fā)現技術缺陷。
    磁鐵有兩大優(yōu)點:一是磁力長久,因此也稱為永磁鐵。二是距離的平方與磁力的平方成反比,距離越小磁力越大。這兩個特點可保證閥門長期、靈敏、可靠工作。
    耐高溫性較差是磁鐵的缺點。在居里溫度下,磁鐵會消磁。這個溫度因磁鐵的材料而異。常見磁鐵的居里溫度為:鐵氧體磁鐵450℃左右,釹鐵硼磁鐵320~380℃,鋁鎳鈷860~900℃。因此磁鐵只能在一定的溫度范圍內正常使用,在這個溫度范圍內,隨著溫度的升高磁力會下降,但冷卻后磁力自動恢復。這個溫度稱為工作溫度。鐵氧體磁鐵工作溫度為80~100℃,釹鐵硼磁鐵工作溫度為60~200℃,鋁鎳鈷磁體450~900℃。巧妙地利用這種“缺點”,也可以服務于人類,如常見的電熱鍋、熱水器等,運用于自閉閥,則可以在發(fā)生火災時關斷氣源,防止災情擴大。
容易氧化也是磁鐵的缺點,但不同的材料氧化性能也不相同。鐵氧體(四氧化三鐵)化學性能穩(wěn)定,不易氧化。釹鐵硼活性強,易生銹,要求防腐防銹。一般采用電鍍鎳鋅處理,可以很好地解決這個問題。
我們在研究事故案例時不難發(fā)現,燃氣泄漏爆炸事故為什么總是發(fā)生在清晨?為什么有些事故發(fā)生前都有過停氣或檢修?
我們在大量實驗基礎上,總結出了《燃氣泄漏時間與濃度對應表》(見附表),我們將爆炸危害程度分為一級危害(閃爆、著火、自家受損)、二級危害(玻璃幕墻、外墻倒塌,建筑物受損)、三級危害(整棟房屋倒塌、人員傷亡慘重、影響巨大)。
從表中我們看到,假設用戶忘關灶具閥門,在40分鐘內達到一級危害:廚房內局部達到爆炸濃度,此時爆炸產生的威力被空間吸收,疊加的沖擊波和焰面會造成火災,導致物品損壞、人員燒傷,但不會造成更大破壞。在3小時左右達到二級危害:房屋的一半充滿了燃氣,此時爆炸所產生的沖擊波已無法在屋內消化,炸開最薄弱的一面墻釋放,同時焰面沿沖擊波方向展開,所過之處引起著火,對周圍物體造成破壞。但這種破壞力只能造成門窗、或整面外墻倒塌,震壞沿沖擊波方向的其它建筑物玻璃,引起火災或人員傷亡,還不會造成整棟樓房坍塌。當燃氣泄漏10個小時達到三級危害爆炸峰值(濃度9%-12%),爆炸會導致樓房上下貫穿、左右坍塌或整棟樓房毀損,周圍建筑物和人員大量傷亡,后果嚴重。
從表中可以看出,一旦膠管完全脫落,達到一級、二級、三級危害的時間分別為5分鐘、20分鐘、1小時。不難得出這樣一個結論:燃氣的快速、大量泄漏是導致重大事故的直接原因。
而引起燃氣快速、大量泄漏的因素又有哪些呢?怎樣在燃氣發(fā)生泄漏的第一時間關閉閥門,這樣不就很安全了嗎?
1、膠管原因:膠管質量好壞、按裝水平高低、使用年限長短、環(huán)境溫度變化、供氣壓力大小、調壓裝置失靈、碰撞拉扯、移動家具、打掃衛(wèi)生、老鼠磨牙等等,都有可能導致膠管脫落或斷開。
2、供氣原因:停氣、置換、檢修、搶修、第三方破壞管道等供氣、復供氣時很難掌握用戶戶內燃具狀態(tài),也很難保證用戶完全配合,因而導致燃氣直通戶內。
3、壓力不穩(wěn):氣源短缺、供氣計劃調整、氣溫下降、意外事故都將導致供氣壓力降低,這是經常遇到的問題,也是易導致燃氣進入戶內的原因。
4、其它原因:自然災害、人為破壞、自殺等。
    上述原因是引起燃氣大量泄漏的誘因,一年365天,一天86400秒隨時都有發(fā)生的可能,人是無能為力的,設備的可靠性、一致性、靈敏性、實用性不佳也會誤事,自閉閥則以其獨特的優(yōu)勢承擔了燃氣安全哨兵的責任,做到了任何時候都能忠于職守,保證安全。
    自閉閥在管道燃氣壓力低于(可設定的)安全壓力值0.8KPa或高于8KPa時自動關閉,停氣自閉,無氣常閉,脫管即關,斷管即關, 人工開啟,無復供氣之憂,能夠保證用戶灶前閥門處于安全控制狀態(tài),大大提高施工效率和供氣安全,杜絕戶內泄漏。
   案例一:2007年10月30日某省會城市天然氣公司對一小區(qū)進行冬季供暖前檢修,公告、通知人人皆知,施工工程規(guī)范運行,一住戶在復供氣同時打開灶具,未點著火便外出吃飯,忘關灶具閥門,凌晨1點返回開燈時引爆復供氣后泄漏的燃氣,造成整個單元樓房坍塌,4死多傷事故,燃氣公司為此付出兩千八百萬元之巨。
   案例二:2011年4月某日,某燃氣公司對一段因銹蝕導致泄漏的庭院管道搶修施工,下游一用戶老兩口外出吃飯返回后想燒水,打開灶具未點著火,以為還未來氣,忘關閥門便去休息,早上起床后引起泄漏一夜的天然氣爆炸,使整棟樓房坍塌,造成6死一傷慘劇。這兩位老人也不幸遇難。
   上述事故如使用自閉閥則完全可以避免。
 
 
(本文作者:王宏建 戴承東 渭南市天然氣公司)