餐饮场所燃气报警器技术发展与分析
时间：2023-03-24 10:00:04 来源：柠檬阅读网 本文已影响 人 
石志强，闵行政，陈 彬，刘广帅，冯晓军，王 斌
(1.北京燃气密云有限公司，北京 101500；
2.汉威科技集团股份有限公司，河南 郑州 450000；
3.北京市煤气热力工程设计院有限公司，北京 100032)
燃气泄漏所引发的爆炸和火灾等事故时有发生，《安全生产法》对餐饮等行业的生产经营单位安装可燃气体报警装置进行了强制性规定。燃气报警器在餐饮业场所的应用有了法律依据，燃气报警器在餐饮场所应用得到了强力推动，带动了燃气报警器的发展。
2.1 传感器类型
目前国内燃气行业报警器中探测器常用传感器主要包括半导体传感器、催化燃烧传感器、红外传感器、激光传感器[1]。
① 半导体传感器
寿命为5 a，优点是检测精度高、反应灵敏度高、响应速度快、电路简单体积小、重量轻、便于集成。缺点是需要氧气参与检测、无法检测高浓度甲烷、不具有线性特性。
② 催化燃烧传感器
寿命为3 a，优点是输出信号线性好、指标可靠、价格便宜。缺点是需要氧气参与检测、催化剂易受卤素类气体影响中毒或失活、需要定期标定。
③ 红外传感器
寿命为5～10 a，优点是寿命比较长、检测精度高、可以检测高浓度甲烷。缺点是价格高、容易误报、生产工艺复杂。
④ 激光传感器
寿命为10 a，优点是寿命长、不存在气体交叉干扰、检测精度高、抗湿和抗震能力强。缺点是价格非常高[2]。
2.2 家用燃气报警器传警器
① 传感器发展情况
家用燃气报警器中探测器的传感器类型主要有半导体传感器、催化燃烧传感器、电化学传感器[3]。目前半导体传感器在以下方面做了改进[4]。
a.制造工艺改进
从人工涂抹气敏材料到全自动机械化平面厚膜印刷技术，提升了半导体传感器检测气体的一致性和稳定性。
b.气敏材料配方升级
气敏材料配方升级提升了半导体传感器抗气体干扰性能和抗中毒性能。
② 技术发展情况[5]
家用燃气报警器中探测器执行标准为GB 15322.2—2019《可燃气体探测器 第2部分：家用可燃气体探测器》，与GB 15322.2—2003《可燃气体探测器 第2部分:测量范围为0～100%LEL的独立式可燃气体探测器》相比，标准要求提升主要体现在以下各方面。
a.外壳防护
家用燃气报警器的外壳防护(IP代码)应达到GB 23757—2009《消防电子产品防护要求》规定的IP30等级。
b.寿命状态指示
家用燃气报警器表面具有提示气体传感器失效或寿命到期需要更换的明显标志。
c.历史数据存储
家用燃气报警器具有报警历史记录功能，历史记录在家用燃气报警器掉电后能够保存。
d.联网接口
家用燃气报警器具有能够与控制器和指示设备连接的联网接口(仅以电池供电的探测器除外)，联网接口能够输出与其测量浓度相对应的信号及探测器正常监视、故障、报警、传感器寿命状态信号。
2.3 工商业用途点型可燃气体探测器
① 传感器发展情况
工商业用途点型可燃气体探测器传感器类型主要为催化燃烧传感器，催化燃烧传感器气敏材料配方优化升级，提升了催化燃烧传感器抗气体干扰性能和抗中毒性能。
a.提升了抗气体干扰性能
气敏材料配方优化升级，使催化燃烧传感器在30 min内对背景气中存在乙酸体积分数为(6±0.2)×10-3和乙醇体积分数为(2±0.2)×10-3的干扰不会产生误报现象。
b.提升了抗中毒性能
气敏材料配方优化升级后，催化燃烧传感器在六甲基二硅醚体积分数为(0.01±0.003)×10-3和甲烷体积分数为0.5×10-3的气体干扰40 min内，不产生误报及损坏传感器。催化燃烧传感器在硫化氢体积分数为(0.01±0.003)×10-3和甲烷体积分数为0.5×10-3的气体干扰40 min内不产生误报及损坏传感器。
② 技术发展情况
催化燃烧传感器需要每年进行校验，且寿命比较短，一般小于3 a，到期需要更换。而点型可燃气体探测器一般固定安装，若传感器出现故障，更换人工成本较高。目前厂家将工业探测器产品模块化设计，传感器部分做成模组，更换时将旧模组取下换上新模组即可。且新模组自适应，无需再进行调节。
对于工业探测器的标定，以前需要在现场开盖手动调试，相应增加了人工成本，且工作效率低。目前已有研究采用红外遥控器远程调试。
① 标准梳理
餐饮场所燃气报警器的探测器可依据GB 15322.1—2019《可燃气体探测器 第1部分:工业及商业用途点型可燃气体探测器》、GB 15322.2—2019《可燃气体探测器 第2部分：家用可燃气体探测器》、GB/T 34004—2017《家用和小型餐饮厨房用燃气报警器及传感器》制造、检验。
GB 15322.1—2019主要适用工商业场所，将探测器均划为防爆产品，安全要求高，IP防护等级要求为IP55以上，要求两级报警。GB15322.2—2019主要适用家用场所，将探测器划为家用产品，安全要求低，IP防护等级要求为IP30以上，只要求一级报警。GB/T 34004—2017主要适用家用和小型餐饮厨房，探测器划为非防爆产品，安全要求中等，小型餐饮厨房内安装在低位置检测液化石油气时，IP等级不低于IP55，安装在高位置检测天然气时，IP等级不低于IP51，只要求一级报警。
GB 50028—2006《城镇燃气设计规范》(2020年版)第10.8.2条提出了燃气浓度检测报警器的设置要求，规定了报警器的安装位置、报警浓度、宜与排风扇等排气设备连锁等要求。CJJ/T 146—2011《城镇燃气报警控制系统技术规程》适用于城镇燃气报警控制系统的设计、安装、验收、使用和维护。第3.3.1条规定了在商业和工业企业用气场所设置燃气报警控制系统时，可选择集中燃气报警控制系统；
对面积小于80 m2的场所，也可选择独立燃气报警控制系统。CJJ/T 146—2011对城镇燃气报警控制系统中的所有设备的使用寿命提出要求。城镇燃气报警控制系统中的探测器寿命见表1。
表1 城镇燃气报警控制系统中探测器寿命 a
现行的国家标准、行业标准均未提及探测器寿命期限内的免维护要求。上海市燃气行业协会颁布了团体标准T/HRX 000002—2022《非居民用户燃气泄漏报警控制系统应用技术要求》，规定非居民用户燃气泄漏报警控制系统的设计、安装、验收及维护保养要求。佛山市燃气行业协会颁布了团体标准T/FCGCA 2—2022《城镇燃气工商业用户可燃气体报警装置选型、安装、使用指南》，规定了工商业用户可燃气体报警装置的术语和定义、总则、基本要求和选型、安装和验收、使用和维护。
GB/T 34004—2017及T/HRX 000002—2022中都对小型餐饮厨房进行了定义：小型餐饮厨房是使用的燃具为单个燃烧器额定热负荷不超过46 kW，总额定热负荷不超过139 kW的用于餐饮业提供烹饪服务的厨房。T/HRX 000002—2022对小型餐饮厨房的定义还增加了建筑面积小于80 m2且通风良好的要求。
② 餐饮场所燃气报警器选择
餐饮场所燃气报警器选择应考虑燃气种类和用途，还应考虑燃气报警器中探测器传感器类型、灵敏度、稳定性、使用寿命、校准要求及价格等。
家用燃气报警器应用在餐饮场所，优点是价格低。缺点：首先是外壳防护等级(IP)较低，油烟和水蒸气容易进入家用报警器内部，从而导致内部核心器件产生故障；
其次是家用报警器中的探测器传感器多为半导体传感器，灵敏度高，极容易受到油烟、水蒸气的影响而产生误报或性能下降。家用燃气报警器若用于餐饮场所，使用90 d左右探测器传感器性能会急速下降。
工商业用途点型可燃气体探测器应用在餐饮场所，优点是：外壳防护等级(IP)较高，一般大于等于IP65，很好地避免油烟类大颗粒物进入探测器内部，减少探测器故障的产生。同时，传感器多为催化燃烧传感器，可以测量甲烷体积分数范围为0～100%，具有两级报警，不容易产生误报。缺点是价格较高、催化燃烧传感器需要每年进行标定、寿命较短、更换周期一般不超过3 a。
国家市场监督管理总局发布的2020年第42号公告指出，报警器不再实行强制检定，监管方式改为型式批准。使用者可自行选择非强制检定或者校准的方式，保证量值准确。型式批准由属地的市场监督部门执行。
如果要实施检定，依据JJG 693—2011《可燃气体检测报警器》，使用者有权选择不检定，尤其是商业、餐饮业使用的报警器进行计量检定额外增加了用户负担，且数量巨大，检定机构也很难全部检定。但应用于石化、工矿等场所的报警器产品，一般会进行计量检定。
根据CJJ/T 146—2011，商业场所的可燃气体探测器、不完全燃烧探测器、复合探测器每年应检查1次。报警器检查方法见CJJ/T 146—2011中附录D。
③ 餐饮场所燃气报警器应用中存在的问题
a.不同类型报警器价格差别较大，见表2。
表2 不同类型报警器价格
目前餐饮场所多安装家用报警器，易导致误报或传感器性能降低，在缺少维护的情况下，后期极易带来安全隐患。
餐饮场所应用的可燃气体探测器只有满足小型餐饮厨房要求(使用的燃具为单个燃烧器额定热负荷不超过46 kW，总额定热负荷不超过139 kW)才可选择家用报警器。
b.安装不规范，安装密度不足，燃气泄漏无法及时发现[6]。
c.检定要求无法落实，报警器超期服役。
d.部分场所无值守人员，即使报警器报警对燃气泄漏的处置工作也无法开展。
e.报警器质量监管仍需加强。报警器已不强制性认证，市场上报警器质量依然参差不齐，存在报警器误报、达不到寿命要求、无法实现免维护(家用报警器)等[7]。
① 对策
a.严格划定小型餐饮厨房的范围界限，可参考上海市燃气行业协会的做法，依据建筑面积小于 80 m2且通风良好的要求区别，增加可操作性。不属于小型餐饮厨房的不允许安装使用家用报警器。
b.编制标准落实安装要求。
c.严格落实主体责任，督促餐饮单位落实报警器校检要求。目前相关标准中仍缺乏对家用报警器寿命期限内免维护功能的规定，大中型餐饮场所等商用报警器技术指标限值需要细化。同时，对新建用户、存量用户推广报警器的过程中，报警器的投资、安装、定期检查和更新方面应细化政策和制度。
② 建议
现代通信技术快速发展给报警器远程监控提供了技术条件。有条件可选用联网无线远传型报警器，并逐步建设燃气安全监管平台系统，从燃气泄漏报警的地图展示、事件提示、处置及分析等方面形成完整的系统管理。由第三方单位统一运维管理，实现客观公平安全集中监管，为政府安全监管提供有效支撑。
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