餐飲用液化石油氣的安全現狀評價

梁金鳳, 岳志宏, 李姍姍

(北京市公用事業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,我國發布了CJ/T 50—2008《瓶裝液化石油氣調壓器》、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品標準。由于餐飲用戶液化石油氣供氣系統及安全設施涉及裝置較多,供氣系統設計、布置、相關產品質量、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狀評價,有利于液化石油氣供氣企業聚焦安全系統薄弱環節,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狀評價[1]。餐飲用戶供氣系統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液化石油氣轉化為氣態液化石油氣,經穩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生的重要原因,主要表現在用氣完畢后,未關閉液化石油氣鋼瓶閥門(簡稱瓶閥),屬于操作錯誤。物的不安全狀態是構成事故的物質基礎,主要涉及供氣系統缺陷或故障,主要表現在閥門失效、未使用帶熄火保護裝置的燃氣灶。不安全環境是引起事故的物質基礎,主要表現在用氣場地環境不良,大部分餐飲用戶液化石油氣瓶組、氣化間的設置不滿足現行規范的要求。管理上的缺陷是事故的間接原因,主要表現在安全操作規程不健全,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。

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 調壓器:調壓器是不合格產品;調壓器出口壓力可隨意調節。

⑥ 緊急切斷閥:緊急切斷閥是不合格產品;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: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;穿線鋼管連接不規范。

⑩ 干粉滅火器:干粉滅火器數量少于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。

3 餐飲用液化石油氣安全現狀評價

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(系數)來表達事故發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。

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,即可發生著火或爆炸。因此防止事故發生的措施就是無泄漏、無點火源。液化石油氣供氣系統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,則剩余系統內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,發生泄漏后,燃氣報警控制系統啟動,切斷氣源、強化通風,現場實現及時有效處置,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。基本事件發生的概率主要參考某地區液化石油氣餐飲用戶安全檢查涉及項目的不合格比例,具體數值見表2。經計算,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、概率重要度系數和臨界重要度系數,計算結果見表3。

表2 各基本事件發生概率

續表

表3 事故樹相關系數計算分析

結構重要度系數存在如下關系:

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。概率重要度系數反映基本事件概率的增減對頂上事件發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。臨界重要度系數是從自身發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,燃氣報警控制系統失效、LPG泄漏、通風不良對發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、改進內容。

① 控制氣源

目前液化石油氣經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、檢修各環節的流轉過程及信息,實現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,那么氣源的產品質量是可以保證的,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、防爆風機三聯動的有效性是抑制LPG體積分數進入爆炸極限范圍的重要手段。目前,此類產品質量參差不齊,大部分燃氣報警控制系統沒有定期檢驗,出現裝置選型錯誤等問題很多,這些問題需要通過嚴格控制產品準入才能得到有效解決。

③ 液化石油氣供氣系統的布置

供氣系統設置于室內,雖然我國標準對供氣系統布置的要求較高,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生的切實可行的安全技術舉措。