管道燃气自闭阀在城市燃气安全管理中的应用

摘 要

  中国工程院院士、著名城市燃气专家李猷嘉先生,在城市燃气安全管理论述中,运用国内外大量案例和计算,充分论证了城市燃气事故的主要原因和发生事故的范围在于燃气的输配系统

  中国工程院院士、著名城市燃气专家李猷嘉先生,在城市燃气安全管理论述中,运用国内外大量案例和计算,充分论证了城市燃气事故的主要原因和发生事故的范围在于燃气的输配系统,而由微量泄露引起重大事故的可能则非常低。这一点在实践中我们也深有体会。因此,在管理中区分主次,有的放矢,是提高燃气安全管理水平最有效的手段。
  我们在解决居民燃气用户户内安全方面,经过多年摸索和对比,选择了陕西大唐智能仪器仪表有限公司生产的“管道燃气自闭阀(以下称自闭阀)”。这是一种以磁铁为动力源的安全自动控制阀门,技术人员在设计时充分考虑了磁铁的各种性能并加以合理利用。它的运用使磁铁特性和人的管理互相呼应,既实现了设备的智能化,又实现了管理的人性化,对于杜绝居民用户重大燃气事故、降低事故等级具有良好的实用价值。经我市数万用户多年使用,灵敏可靠,运行正常,未发现技术缺陷。
    磁铁有两大优点:一是磁力长久,因此也称为永磁铁。二是距离的平方与磁力的平方成反比,距离越小磁力越大。这两个特点可保证阀门长期、灵敏、可靠工作。
    耐高温性较差是磁铁的缺点。在居里温度下,磁铁会消磁。这个温度因磁铁的材料而异。常见磁铁的居里温度为:铁氧体磁铁450℃左右,钕铁硼磁铁320~380℃,铝镍钴860~900℃。因此磁铁只能在一定的温度范围内正常使用,在这个温度范围内,随着温度的升高磁力会下降,但冷却后磁力自动恢复。这个温度称为工作温度。铁氧体磁铁工作温度为80~100℃,钕铁硼磁铁工作温度为60~200℃,铝镍钴磁体450~900℃。巧妙地利用这种“缺点”,也可以服务于人类,如常见的电热锅、热水器等,运用于自闭阀,则可以在发生火灾时关断气源,防止灾情扩大。
容易氧化也是磁铁的缺点,但不同的材料氧化性能也不相同。铁氧体(四氧化三铁)化学性能稳定,不易氧化。钕铁硼活性强,易生锈,要求防腐防锈。一般采用电镀镍锌处理,可以很好地解决这个问题。
我们在研究事故案例时不难发现,燃气泄漏爆炸事故为什么总是发生在清晨?为什么有些事故发生前都有过停气或检修?
我们在大量实验基础上,总结出了《燃气泄漏时间与浓度对应表》(见附表),我们将爆炸危害程度分为一级危害(闪爆、着火、自家受损)、二级危害(玻璃幕墙、外墙倒塌,建筑物受损)、三级危害(整栋房屋倒塌、人员伤亡惨重、影响巨大)。
从表中我们看到,假设用户忘关灶具阀门,在40分钟内达到一级危害:厨房内局部达到爆炸浓度,此时爆炸产生的威力被空间吸收,叠加的冲击波和焰面会造成火灾,导致物品损坏、人员烧伤,但不会造成更大破坏。在3小时左右达到二级危害:房屋的一半充满了燃气,此时爆炸所产生的冲击波已无法在屋内消化,炸开最薄弱的一面墙释放,同时焰面沿冲击波方向展开,所过之处引起着火,对周围物体造成破坏。但这种破坏力只能造成门窗、或整面外墙倒塌,震坏沿冲击波方向的其它建筑物玻璃,引起火灾或人员伤亡,还不会造成整栋楼房坍塌。当燃气泄漏10个小时达到三级危害爆炸峰值(浓度9%-12%),爆炸会导致楼房上下贯穿、左右坍塌或整栋楼房毁损,周围建筑物和人员大量伤亡,后果严重。
从表中可以看出,一旦胶管完全脱落,达到一级、二级、三级危害的时间分别为5分钟、20分钟、1小时。不难得出这样一个结论:燃气的快速、大量泄漏是导致重大事故的直接原因。
而引起燃气快速、大量泄漏的因素又有哪些呢?怎样在燃气发生泄漏的第一时间关闭阀门,这样不就很安全了吗?
1、胶管原因:胶管质量好坏、按装水平高低、使用年限长短、环境温度变化、供气压力大小、调压装置失灵、碰撞拉扯、移动家具、打扫卫生、老鼠磨牙等等,都有可能导致胶管脱落或断开。
2、供气原因:停气、置换、检修、抢修、第三方破坏管道等供气、复供气时很难掌握用户户内燃具状态,也很难保证用户完全配合,因而导致燃气直通户内。
3、压力不稳:气源短缺、供气计划调整、气温下降、意外事故都将导致供气压力降低,这是经常遇到的问题,也是易导致燃气进入户内的原因。
4、其它原因:自然灾害、人为破坏、自杀等。
    上述原因是引起燃气大量泄漏的诱因,一年365天,一天86400秒随时都有发生的可能,人是无能为力的,设备的可靠性、一致性、灵敏性、实用性不佳也会误事,自闭阀则以其独特的优势承担了燃气安全哨兵的责任,做到了任何时候都能忠于职守,保证安全。
    自闭阀在管道燃气压力低于(可设定的)安全压力值0.8KPa或高于8KPa时自动关闭,停气自闭,无气常闭,脱管即关,断管即关, 人工开启,无复供气之忧,能够保证用户灶前阀门处于安全控制状态,大大提高施工效率和供气安全,杜绝户内泄漏。
   案例一:2007年10月30日某省会城市天然气公司对一小区进行冬季供暖前检修,公告、通知人人皆知,施工工程规范运行,一住户在复供气同时打开灶具,未点着火便外出吃饭,忘关灶具阀门,凌晨1点返回开灯时引爆复供气后泄漏的燃气,造成整个单元楼房坍塌,4死多伤事故,燃气公司为此付出两千八百万元之巨。
   案例二:2011年4月某日,某燃气公司对一段因锈蚀导致泄漏的庭院管道抢修施工,下游一用户老两口外出吃饭返回后想烧水,打开灶具未点着火,以为还未来气,忘关阀门便去休息,早上起床后引起泄漏一夜的天然气爆炸,使整栋楼房坍塌,造成6死一伤惨剧。这两位老人也不幸遇难。
   上述事故如使用自闭阀则完全可以避免。
 
 
(本文作者:王宏建 戴承东 渭南市天然气公司)