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    见微知著,让燃气安全监测从这里开始!

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        天然气作为一种清洁、优质、经济的清洁能源和化工原料,已被国际社会认同,大力发展天然气符合世界能源发展的趋势。我国城市燃气用户的发展速度也是非常惊人的,据统计超过百万用户的城市15个,超50万用户的城市多达50个,其中北京上海的用户已经超过700万户。随着近年来煤改气惠民政策的实施,导致用户数量的急剧增加,天然气使用安全问题越来越受到重视,安装可燃气体探测器防止燃气泄漏带来的危害发生已受到相关主管部门的重视和老百姓的关注。

        汉威科技集团有限公司曾参与GB3836爆炸性环境用防爆标准,IEC60079-29 气体探测器--易燃气体探测器的性能要求,GB/T34004-2017《家用和小型餐饮厨房用燃气报警器及传感器》等多项国家及行业标准的起草。

    1.技术背景、产品背景

        燃气报警器就是探测燃气浓度的探测器,其核心原部件为气敏传感器,安装在可能发生燃气泄漏的场所,当燃气在空气中的浓度超过设定值时探测器就会被触发报警,并对外发出声光报警信号,如果连接报警主机和接警中心则可联网报警,同时可以自动启动排风设备、关闭燃气管道阀门等,保障生命和财产的安全。在民用安全防范工程中,多用于家庭燃气泄漏报警。据有关专家介绍,使用燃气泄漏报警器是对付燃气无形杀手的重要手段之一。燃气专家指出,燃气泄漏或废气排放而大量产生的一氧化碳是燃气中毒事件的根源,如采用燃气泄漏报警器就能得到及时的警示。有关部门经长期测试同样得出结论,燃气报警器防止一氧化碳中毒事故发生的有效率达95%以上。

     

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        一些发达国家的城市大力推广甚至强制安装燃气报警器,如日本东京、韩国首尔、德国汉堡等城市,目前有80%以上的居民家庭安装各类燃气报警器。日本从20世纪70年代开始推广家用燃气报警器,据统计,日本在1970年1年内共发生800期燃气事故,死伤人数达500人。随着日本燃气应用的普及,家用燃气报警器的研制、开发、销售发展迅速,现在已有99.1%的燃气用户装上燃气报警器。1998年的资料显示,城市管道燃气用户1年内发生事故仅为16起。家用燃气报警器在日本发展40余年来,日本政府和生产企业大力推广家用燃气报警器的使用,是燃气泄漏和爆炸等事故的事故率远远低于欧美国家的重要原因之一。

    家用燃气的保护措施一般会有:

    1. 家用燃气报警器联动燃气紧急切断阀

    当检测到燃气泄漏时(一般的报警浓度为3500ppm-5000ppm),就会切断燃气表前的燃气紧急切断阀,彻底切断户内气源。

    2.自闭阀

    安装在燃气表后管道末端与胶管连接处,具备失压关闭功能燃气灶具熄火保护,在停气、供气异常、胶管脱落等情况发生时,自动关闭,防止泄漏,不用电或任何外部动力,实现自动关闭;微漏无法检测保护,保护范围只限于自闭阀后端,无法保护自闭阀前的泄漏。

    3.燃气灶具熄火保护

    熄火保护装置是当火焰意外熄灭时,熄火保护燃气灶上的感应探针感应不到燃烧信号即温度,控制器得不到信号就会自动切断通往安全阀的维持电流,导致燃气灶本身安全阀关闭,从而切断燃气通道。只能保护燃气灶本身。

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    ▲产品应用场景

    可以看到,报警器本身在厨房的安全方面起到了很大的作用。是什么原因让家用燃气报警器的普及显得如此棘手?又改如何走出这片低迷的困境?

    报警器行业问题:

    1.居民的安全防范意识不强,用户的认识度不够,行业宣传力度小。

    燃气报警器具有如此重要的作用,但在国内推广方面却存在很大问题。燃气报警器市场大,普及率却极低,根据媒体调查显示,2012年,哈尔滨的天然气用户为120万,而购买使用燃气报警器的用户只有30%,2010年北京天然气用户已经达到400多万户,但安装了燃气报警器的网民比例仅为6.76%。根据网络调查显示,仅有35.14%的网民愿意花钱安装家用燃气报警器,而不愿意或者无所谓的网民比例占到了半数以上。这些数据或许不能代表全国的情况,却也能证明,家用燃气报警器在我国的使用情况确实不佳。由于居民存在侥幸心理,片面地认为燃气报警器只是花样产品,对燃气安全防护并没有多大作用,殊不知,燃气报警器是居家“必备品”,而非仅为“锦上添花”之物。

    2.没有强制规范,且监管力度不够。

    政府对该项工作的推动不得力,虽然规定了在公共场所和密闭空间内使用燃气必须安装燃气报警器,但目前还没安装家用燃气报警器的硬性规定,只有少部分地区有针对家庭安装燃气报警器做出的相关规定,使得燃气报警器的安装必要性缺少政府支持力度。

    《GB50016-2014 建筑设计防火规范》自2015年5月1日起实施,其第8.4.3规定:建筑内可能散发可燃气体,可燃蒸气的场所应设置可燃气体报警装置。但是,在推行过程中并没有很好的执行。

    《GB 50028-2006 城镇燃气设计规范》规定居民住宅厨房内宜设置排气扇和可燃气体报警器。也只针对地下室、半地下室(人工煤气和天然气除外)和地上密闭的用气房间中规定必须安装燃气报警装置;

    《GB 50494城镇燃气技术规范》中也只规定当燃具及用气设备安装在地下室,半地下室及通风不良的场所时,应设置通风燃气泄露报警等安全设施。

    GB/T34004-2017《家用和小型餐饮厨房用燃气报警器及传感器》国标发布 2018 年 6 月 1 日起实施。

    3.报警器的使用体制不健全。

    在国外,特别是日本,燃气报警器的产权属于燃气公司,居民用户只有使用权,类似与租赁性质,费用包含在每个月的燃气费用中,如果在使用中出现问题,责任将属于燃气公司。所以报警器日常的维护工作将由燃气公司承担,这样会保障燃气报警器的年检工作的进行。

    目前,国内报警器的完全由个人购买,产权属于用户。《CJJT 146-2016 城镇燃气报警控制系统技术规范》规定为保证可燃气体报警控制系统的正常运行,系统每半年应检查1次。可燃气体探测器,不完全燃烧探测器,符合探测器使用到3年时应按规定(报警动作值,联动功能,声光报警功能)至少检测一次。

    4.报警器超期使用。

    一般的半导体传感器的寿命为5年,因此,传感器的寿命决定了报警器的使用寿命一般为5年。但是,由于无人监管,会导致很多报警器超期服役,会有很多安全隐患。

    5.年检力度不够,用户自身无法提供年检条件。

    报警器在5年的使用期间需要对功能及性能检验,由于报警器归属用户,用户对年检没有概念,且意识不到;很少有用户对报警器进行测试。即使客户对报警器进行测试,也不具备测试条件,没有合适的测试气体,只是进行基本的功能测试,性能测试只能采用打火机气体(主要成分为异丁烷)直接作用于报警器,打火机气体一般为纯气,浓度很高,无法进功能精度检验,只能判断出传感器对气体有反应;而且高浓度气体还会影响传感器的寿命。

    6.安装不规范。

    《CJJ-T146-2011城镇燃气报警控制系统技术规程》规定探测器位置距灶具及排风口的水平距离均应大于0.5m;使用液化石油气等相对密度大于1的燃气场所,探测器应设置在距地面不高于0.3m的墙上;使用天然气,人工煤气等相对密度小于1的燃气的场所,或选用不完全燃烧探测器的场所,探测器应设置在顶棚或据顶棚小于0.3m的墙上。

    《GB 50028-2006 城镇燃气设计规范》规定当检测比空气轻的燃气(人工气和天然气等)时,检测报警器与燃具或阀门的水平距离不得大于8m,安装高度应距顶棚0.3m以内,且不得设在燃具上方。

    但是,在正常的燃气公司有资质的安装公司还是比较规范,也有很多安装不规范:

    (1)直接安装到燃气具很近的地方或者正上方,导致报警器误报警;

    (2)安装的位置没有插座,因此安装位置过高或者过低,起不到保护作用;

    (3)安装在窗户附近,有空气流动的位置,报警器起不到保护作用;

    (4)报警器安装在橱柜或者吊柜内部,不但起不到作用还更容易导致事故,一旦橱柜或者吊柜内部有泄漏,由于空间小,很容易形成爆炸性环境,造成事故。

     

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    报警器厂家问题:

    1.报警器行业不规范,产品质量良莠不齐。

    燃气报警器产品质量参差不齐,劣质产品扰乱市场,使得燃气报警器市场容易出现鱼龙混杂的局面,市面上有许多低价劣质的报警器出售,鉴于是家庭使用,厂家会考虑用户的承受能力,尽量压低成本,也就不可能使用质量好价格贵的传感器,而传感器的质量好坏直接决定了报警器的质量。

    2.无证低价位产品充斥市场。

    近年来,互联网销售也是异军突起,小厂家无证产品充斥网络,价格低廉,导致产品质量低下。产品该报不报,没事乱报的劣质产品也在一定程度上影响了民众对行业产品的信心,此外,某些地区甚至出现了安装假燃气报警器的骗局,使得受骗民众潜意识抗拒再度安装燃气报警器,这也是燃气报警器的推广工作难以展开的原因。

    3.政府对报警器监管力度不够。

    虽然政府相关机构对燃气报警器厂家的产品设计,生产,销售及体系进行严格管控,但是对市面上销售的无证产品无法完全监管,导致,无证产品在市场上存在。

    4.行业发展缓慢。

    由于居民对产品本身的认识及价格因素的影响导致,很多先进的技术,产品无法在国内推广,制约行业的发展。

    2.国内外行业现状分析

    民用报警器的发展其实就是核心器件传感器的发展。

    民用报警器一般使用半导体传感器,其优点:寿命长,灵敏度高,价格低。

    半导体传感器的发展经历了:旁热管式半导体传感器,平面厚膜式半导体传感器,MEMS传感器几个阶段;旁热管式半导体传感器,功耗大,体积大,抗震差,相对稳定;平面厚膜式半导体传感器:采用厚膜工艺,因此一致型号,功耗小,体积小,抗震性好等优点,工艺处于前沿,目前的行业内可以量化生产的产品。MEMS传感器处于样品阶段,无法量产,主要优点:体积小,功耗低。

    目前国内外也有采用催化传感器的家用报警器。催化传感器的优点:线性好,测量范围宽,受环境因素影响小;缺点:价格高,寿命短(正常状态下寿命2-3年);一般使用在工业场所。

    传感器国外厂家:费加罗,根本,CITY等;国内有汉威科技集团,从产品性能上已经与国外传感器相差不多,每年的生产量在千万支以上。

    报警器由单一的燃气检测发展到了复合型报警器(燃气,一氧化碳,温度),从单点到有线组网,再到无线联网型系统产品发展。

    国内外燃气报警器行业技术的发展现状及趋势主要有以下几点:

    气体传感器向低功耗、多功能、集成化方向发展。目前,气体传感器的发展趋势集中表现为提高灵敏度和工作性能,降低功耗和成本,缩小尺寸,简化电路,与应用整机相结合,这也是气体传感器一直追求的目标。气体传感器向智能化方向发展。增强可靠性,实现元件和应用电路集成化,多功能化,发展MENS技术,发展现场适用的变送器和智能型传感器。

     

    燃气报警器I1

    燃气报警器N1

    燃气报警器R2

    3.产品特点及使用说明

    传感器优势:汉威科技集团科技有限公司前身是郑州市晶体管厂是国内最早从事气体传感器生产研发的三家企业之一,建立之初专业研制传感器,目前的传感器的年生产量在一千三百万支以上,占国内气体传感器市场70%以上的份额,报警器的保有量在四千万台以上。

    由于自身生产传感器,在传感器的研究和使用上有较丰富经验和技术积累,所使用的家用报警器的传感器均采用目前比较先进的厚膜工艺平面半导体传感器,因此,报警器本身从研发,设计,生产,储存等环节,有别的厂家不具备的先天优势。

    目前使用的传感器特点有:高选择性;对甲烷的灵敏度高;元件尺寸小;低功耗,批次一致性好;快速的响应恢复特性;优异的稳定性和长期的使用寿命。整机产品采用集成化设计,贴片工艺,传感器部分采用智能模块化设计,便于维修更换,现场更换免标定;标准化接口,直接更换智能传感器模组即可实现检测不同气体。

    整机产品从单一的单气体检测报警器,发展到目前的复合型气体气体报警器,并可实现无线组网远传,手机APP及短信推送功能;无线远程形式多样:GPRS、Wi-Fi、 NB-IoT、ZigBee、LoRa。

     

    汉威科技集团燃气物联网监控平台

    汉威科技集团燃气物联网监控平台

    汉威科技集团燃气物联网监控平台

    汉威科技集团燃气物联网监控平台

    汉威科技集团燃气物联网监控平台

     

    生产及安装设计标准

    从2002年开始,国家对可燃气体探测报警产品实行强制认证制度,并针对产品质量制定了严格的生产许可程序。

    执行标准:

    《GB15322.2-2003 测量范围为0-100%LEL的独立式可燃气体探测器》

    《GB15322.5-2003测量人工煤气的可燃气体探测器》

    通过国家消防电子产品质量监督检验中心检验,取得《检验报告》;

    公安部消防产合格评定中心颁发《产品型式认可证书》;

    国家认监委批准,新修订的《强制性产品认证实施规则火灾报警产品》于2014年9月1日起实施,家用天然气报警器必须具备3C国家强制性认证,家用天然气报警器3C认证是在沈阳消防所进行消防型式认可;

    根据《中华人民共和国计量法》及其相关实施细则等法规要求,以销售为目的制造计量器具的单位和个人必须具备相应的条件,取得制造计量器具许可证,即“CMC认证”。产品必须取得相应的计量证书和检验报告。

    产品执行标准:

    《JJG 693-2011可燃气体检测报警器》

    《JJG 915-2008一氧化碳检测报警器》

    产品的安装设计规范:

    《GB 50028-2006 城镇燃气设计规范》

    《GB 50494城镇燃气技术规范》

    产品的验收规范:

    《CJJT 146-2016 城镇燃气报警控制系统技术规范》

    产品国家安装标准:

    《GB50016-2014 建筑设计防火规范》

     

     

     


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