梁金鳳, 岳志宏, 李姍姍

(北京市公用事業(yè)科學研究所有限公司,北京100011)

1 概述

作為燃料,液化石油氣(LPG)廣泛應用于各類餐飲用戶。為了提高安全性,我國發(fā)布了CJ/T 50—2008《瓶裝液化石油氣調(diào)壓器》、GB/T 34004—2017《家用和小型餐飲廚房用燃氣報警器及傳感器》、GB/T 5842—2022《液化石油氣鋼瓶》等液化石油氣相關產(chǎn)品標準。由于餐飲用戶液化石油氣供氣系統(tǒng)及安全設施涉及裝置較多,供氣系統(tǒng)設計、布置、相關產(chǎn)品質(zhì)量、安全用氣行為等都是安全管理需要關注的對象。對餐飲用液化石油氣進行安全現(xiàn)狀評價,有利于液化石油氣供氣企業(yè)聚焦安全系統(tǒng)薄弱環(huán)節(jié),從而及時采取有效控制措施,減少、消除危險,提高安全管理水平。

安全評價是指針對特定對象,利用安全工程學、辨識和評價方法,開展有害因素辨識和危險危害程度評價的過程,主要有安全預評價、安全驗收評價以及安全現(xiàn)狀評價[1]。餐飲用戶供氣系統(tǒng)設計布置主要是基于已有的房間結構開展的,屬于改建工程,因此重點對餐飲用液化石油氣進行安全現(xiàn)狀評價研究。

2 液化石油氣爆炸事故影響因素

本文瓶組、氣化間指配置兩個或以上液化石油氣鋼瓶,采用自然氣化或強制氣化方式將液態(tài)液化石油氣轉化為氣態(tài)液化石油氣,經(jīng)穩(wěn)壓后通過管道供氣的某一專門場所。

液化石油氣用戶端事故主要有中毒、火災、爆炸,發(fā)生原因主要包括軟管老化、破損,軟管脫落,鋼瓶閥門未關閉,閥門、調(diào)壓器等處泄漏,灶具干燒等。

在液化石油氣爆炸事故中,人的不安全行為是事故發(fā)生的重要原因,主要表現(xiàn)在用氣完畢后,未關閉液化石油氣鋼瓶閥門(簡稱瓶閥),屬于操作錯誤。物的不安全狀態(tài)是構成事故的物質(zhì)基礎,主要涉及供氣系統(tǒng)缺陷或故障,主要表現(xiàn)在閥門失效、未使用帶熄火保護裝置的燃氣灶。不安全環(huán)境是引起事故的物質(zhì)基礎,主要表現(xiàn)在用氣場地環(huán)境不良,大部分餐飲用戶液化石油氣瓶組、氣化間的設置不滿足現(xiàn)行規(guī)范的要求。管理上的缺陷是事故的間接原因,主要表現(xiàn)在安全操作規(guī)程不健全,缺乏指導和培訓教育。

餐飲用戶液化石油氣供氣系統(tǒng)主要涉及瓶組、氣化間,供氣管路,用氣設備間。瓶組、氣化間主要有液化石油氣鋼瓶、壓力表、調(diào)壓器、緊急切斷閥、可燃氣體探測器、滅火器、防爆風機等設備設施。用氣設備間主要有燃具及連接軟管、燃氣泄漏報警控制器、排煙系統(tǒng)。

在瓶組、氣化間,不符合安全標準的問題主要包括如下幾類。

① 瓶組、氣化間設置:瓶組、氣化間未單獨設置;瓶組、氣化間毗鄰住宅、重要公共建筑、高層民用建筑及裙房;瓶組、氣化間與周邊建筑的防火間距不滿足要求;瓶組、氣化間內(nèi)有熱力管溝、地漏或其他地下建構筑物;瓶組、氣化間設置于地下室、半地下室、二層及二層以上;瓶組、氣化間高度小于2.2 m;瓶組、氣化間與其他房間相鄰的墻有門窗洞口。

② 瓶組、氣化間布置:液化石油氣實瓶與空瓶混放;瓶組、氣化間地面未采用不發(fā)火花材料。

③ 鋼瓶放置與使用:鋼瓶無檢驗標簽;鋼瓶超出檢驗有效期;存在傾倒殘液,摔、砸鋼瓶,滾動、倒置鋼瓶,加熱鋼瓶,拆修瓶閥等行為。

④ 壓力表:壓力表超出檢驗有效期。

⑤ 調(diào)壓器:調(diào)壓器是不合格產(chǎn)品;調(diào)壓器出口壓力可隨意調(diào)節(jié)。

⑥ 緊急切斷閥:緊急切斷閥是不合格產(chǎn)品;緊急切斷閥不防爆;未在總出氣管道設置緊急切斷閥;使用居民用緊急切斷閥;泄漏報警后緊急切斷閥未切斷。

⑦ 燃氣報警控制系統(tǒng):未設置可燃氣體探測器;可燃氣體探測器不防爆;可燃氣體探測器安裝位置距地面大于30 cm;可燃氣體探測器適用氣體不是液化石油氣;可燃氣體探測器有油污、被遮擋、未通電、故障燈閃亮。

⑧ 通風設備設施:采用自然通風方式時,通風口數(shù)量少于2個,通風口下沿距地面大于20 cm,通風口通向其他房間或地下空間;采用強制通風方式時,未設置防爆風機,防爆風機不可手動強制排風。

⑨ 電氣裝置及線路:電氣裝置(燈具、開關、插座、風機、配電柜、接線盒)及線路不防爆;電纜線外皮裸露或隨意搭接;防爆連接管件脫落、密封不嚴;穿線鋼管連接不規(guī)范。

⑩ 干粉滅火器:干粉滅火器數(shù)量少于2個;干粉滅火器超過有效期;干粉滅火器壓力不在有效范圍內(nèi)。

3 餐飲用液化石油氣安全現(xiàn)狀評價

常用的安全評價方法[2-3]主要有定性評價方法和定量評價方法。定性評價方法主要以專家賦值或以指數(shù)(系數(shù))來表達事故發(fā)生的可能性和嚴重度,例如安全檢查表、預先危險性分析、魚刺圖分析法等。這類方法評價過程簡單,但由于過多依賴評價人的經(jīng)驗,不同評價人的評價結果可能存在較大差異,不易對比分析。定量評價方法,是以系統(tǒng)事故風險率來表達危險性大小,例如概率風險評價法、危險指數(shù)評價法等,評價結果是定量的指標,這類方法需要運用大量的實驗結果和統(tǒng)計資料。

3.1 事故樹分析方法

事故樹分析方法[4-7]是從特定的事故開始,層層分析其發(fā)生原因,以邏輯樹圖形的形式,形象、簡潔地表達事故和原因之間的關系。此方法有助于詳細查明系統(tǒng)各種危險因素或事故原因,可以為制定安全管理措施提供依據(jù)。

事故樹分析方法既可做定性分析,又可做定量分析,主要由調(diào)查分析確定頂上事件、繪制事故樹、簡化事故樹,進行定性、定量分析,提出安全措施等步驟組成。本文將以瓶組、氣化間作為分析單元,以液化石油氣爆炸作為頂上事件,進行餐飲用液化石油氣爆炸事故分析研究。

3.2 液化石油氣爆炸事故樹繪制

當液化石油氣泄漏后與空氣混合,達到爆炸極限,遇點火源,即可發(fā)生著火或爆炸。因此防止事故發(fā)生的措施就是無泄漏、無點火源。液化石油氣供氣系統(tǒng)涉及裝置和連接點很多,長期使用不能保證完全沒有泄漏點,只要瓶閥關閉,即氣源點安全,則剩余系統(tǒng)內(nèi)的液化石油氣量很少,即便泄漏也不足以達到爆炸極限。此外,發(fā)生泄漏后,燃氣報警控制系統(tǒng)啟動,切斷氣源、強化通風,現(xiàn)場實現(xiàn)及時有效處置,無法形成達到爆炸極限的可燃氣體混合物。

由于基本事件很多,事故樹繁雜,不利于事件具體分析,因此采用逐層計算方式?；臼录l(fā)生的概率主要參考某地區(qū)液化石油氣餐飲用戶安全檢查涉及項目的不合格比例,具體數(shù)值見表2。經(jīng)計算,該事故樹的最小割集為{y1,y5,y6,y7}、{y2,y5,y6,y7}、{y3,y5,y6,y7}、{y4,y5,y6,y7};最小徑集為{y1,y2,y3,y4}、{y5}、{y6}、{y7}。

圖1 餐飲用戶液化石油氣爆炸事故樹

表1 事故樹中各符號的含義

3.3 液化石油氣爆炸事故樹分析

根據(jù)餐飲用液化石油氣爆炸事故樹,計算yi(i=1, 2, ..., 7)的結構重要度系數(shù)、概率重要度系數(shù)和臨界重要度系數(shù),計算結果見表3。

表2 各基本事件發(fā)生概率

續(xù)表

表3 事故樹相關系數(shù)計算分析

結構重要度系數(shù)存在如下關系:

Ik (5)=Ik (6)=Ik (7)

Ik (1)=Ik (2)=Ik (3)=Ik (4)

Ik (7)>Ik (1)

概率重要度系數(shù)存在如下關系:

Ig (6)>Ig (7)>Ig (5)>Ig (1)>Ig (4)>Ig (2)>Ig(3)

臨界重要度系數(shù)存在如下關系:

Ic (5)=Ic (6)=Ic (7)

Ic (7)>Ic (1)>Ic (4)>Ic (2)>Ic (3)

結構重要度系數(shù)是從事故樹的結構上分析各基本事件的重要程度。從計算結果可以看出,對于燃氣報警控制系統(tǒng)失效、LPG泄漏、通風不良,在加強防護措施和日常安檢方面應該首要加強重視。概率重要度系數(shù)反映基本事件概率的增減對頂上事件發(fā)生概率影響的敏感程度。從計算結果可以看出,LPG泄漏事件概率的增減對液化石油氣爆炸的可能性影響顯著。臨界重要度系數(shù)是從自身發(fā)生概率和敏感程度兩種角度反映基本事件的重要程度,相比之下,燃氣報警控制系統(tǒng)失效、LPG泄漏、通風不良對發(fā)生爆炸事故的影響更加敏感,可作為安全檢查的重點和提出有效改進措施的重要方面。

4 餐飲用液化石油氣的安全管理措施

采用事故樹分析方法對餐飲用液化石油氣用戶爆炸事件進行定性、定量分析,依據(jù)分析計算結果,并結合餐飲用液化石油氣用戶的實際情況,提出有效的安全管理措施,給出重點安全檢查、改進內(nèi)容。

① 控制氣源

目前液化石油氣經(jīng)營單位多采用二維碼標簽或RFID(射頻識別)標簽記錄鋼瓶在充裝、運輸、銷售、檢修各環(huán)節(jié)的流轉過程及信息,實現(xiàn)了液化石油氣鋼瓶的全流通過程管理。在此條件下,只要用戶使用的鋼瓶具有檢驗標簽并在檢驗有效期內(nèi),那么氣源的產(chǎn)品質(zhì)量是可以保證的,因此控制氣源的關鍵在于用氣完畢后及時關閉瓶閥。在日常進行安全檢查、培訓教育時,首要任務就是宣傳“用氣不離人,用完關閥門”。

② 可燃氣體探測器和報警控制器、緊急切斷閥、防爆風機三聯(lián)動

液化石油氣雖然臭味明顯,但也需達到一定濃度,人才能感知,因此保證可燃氣體探測器和報警控制器、緊急切斷閥、防爆風機三聯(lián)動的有效性是抑制LPG體積分數(shù)進入爆炸極限范圍的重要手段。目前,此類產(chǎn)品質(zhì)量參差不齊,大部分燃氣報警控制系統(tǒng)沒有定期檢驗,出現(xiàn)裝置選型錯誤等問題很多,這些問題需要通過嚴格控制產(chǎn)品準入才能得到有效解決。

③ 液化石油氣供氣系統(tǒng)的布置

供氣系統(tǒng)設置于室內(nèi),雖然我國標準對供氣系統(tǒng)布置的要求較高,但卻難以真正落地實施,主要因為絕大部分供氣系統(tǒng)是在建筑竣工后設計的,而不是在最初建筑設計時一并考慮,且液化石油氣鋼瓶具有可移動使用的靈活性。這就造成很多安全隱患,整改難度很大。

④ 消滅點火源

從可操作性方面來看,使用合格的防爆電器、電纜線連接完好可以有效降低出現(xiàn)點火源的概率。人的不安全行為,例如吸煙、使用手機等,不容易得到有效控制,需要強化安全常識宣傳。

5 結論

分析餐飲用液化石油氣用戶的爆炸事故影響因素,采用事故樹分析方法進行安全現(xiàn)狀定性、定量分析。結果表明,及時關閉瓶閥,保證可燃氣體探測器和報警控制器、緊急切斷閥、防爆風機三聯(lián)動的有效性,使用合格的防爆電氣設備,電纜線完好,是有效降低爆炸事故發(fā)生的切實可行的安全技術舉措。