摘要：本文主要是对居民管道燃气用户室内安全用气技术及管理进行研究，通过对本市及国内燃气事故、国内外安全用气技术及管理的发展、国内切断型燃气表及自闭阀等产品的性能和质量状况、国内安全控制产品应用效果及评价的调研，确定了相应产品的安全控制功能及技术指标并开展了性能试验，后续在燃气公司所属区域的居民燃气用户中，选取了7万多用户进行了试点应用。
关键词：管道燃气室内安全，安全控制功能，技术指标
引言
随着本市城市规模的不断扩大及城市居民生活水平的不断提高，本市居民燃气用户数量不断增加，据不完全统计，截至2019年底，本市居民管道燃气用户已逾900余万户。每年，由于燃气用户安全使用意识不强或不规范使用燃气而引发的燃气事故时有发生，一定程度上给燃气企业的正常经营带来一定影响，甚至影响本市城市公共安全及城市居民的生命财产安全。因此有必要对本市各类居民用户的用气习惯、各类燃具的用气范围、燃气安全装置的质量状况等情况开展调查研究，确定合理有效的安全控制技术指标并制定相应的对策。
1、调研工作
（1）通过调研本市居民燃气用户室内用气安全的主要隐患及典型居民燃气用户室内燃气泄漏（爆炸）事故的发生原因，发现本市燃气安全事故大部分是因为燃气用户端的设备泄漏而引发的，如能有针对性地采取客户端设备防泄漏及泄漏后能够紧急切断气源防止燃气扩散的技术措施，能有效地防止大部分燃气安全事故的发生。
（2）通过调研当前国内及本市燃气计量、燃气使用安全等方面的法律法规规定及技术规范、标准的发展动态，发现国内目前已建立燃气用户室内安全技术标准相关标准，如户内设计、施工、安装及安全装置的产品标准，但缺乏燃气安全装置的强制性规定。
（3）通过调研国内外智能型安全切断燃气表或其他燃气安全控制产品的性能和质量状况，以及相关生产企业规模化生产的现状和管理水平，发现燃气表及自闭阀的制造工艺及生产过程中都有相应的质量控制手段，生产的燃气表及自闭阀其使用寿命和稳定性、可靠性方面均有保障。
（4）通过调研国内外燃气经营单位对安全切断燃气表或其他燃气安全控制产品的应用效果及评价结论，发现陕西、北京等多地省市燃气企业及燃气行业管理部门都明确表示安全切断燃气表及自闭阀等燃气安全控制产品对预防燃气事故的有效性，作为防止和减少户内燃气事故发生的重要手段, 有效减少了居民燃气用户室内安全用气事故的发生率，避免了大量财产损失和人身伤亡，确保了城市燃气的安全供应和城市的安全运行。
（5）通过研究确定对切断型燃气表进行异常大流量切断报警、异常微小流量泄漏切断报警、断电保护、电源电压下降保护及示值误差等安全切断功能、计量准确性指标模拟试验；对自闭阀进行自动关闭功能（包括超压自动关闭、欠压自动关闭、过流自动关闭）以及管路检漏功能模拟试验。
2、试点应用
2.1试点方案
根据市燃气处要求，本市应推广使用具备安全监控及泄漏报警处置功能（异常大流量切断、异常微小流量切断或具有与燃气泄漏报警装置连接联动切断功能）的智能安全型燃气表或其他燃气安全控制产品。针对该工作要求，对国内外智能型具有安全切断功能的燃气表具的使用情况，以及相关表具生产企业的技术水平进行了广泛的调研，根据前期调研的情况，结合燃气公司的实际需求，拟采用超声波燃气表企业A、超声波燃气表企业B生产的超声波燃气表，以及膜式燃气表企业C生产的膜式燃气表进行安全切断功能民用燃气表具的试用工作。
本次使用的燃气表具规格为2.5立方米和4.0立方米两种。带内置切断阀门，具体安全切断功能和参数如下：
（1）异常大流量切断：任意时段流量大于1.2Qmax持续时间超过120秒，阀门自动关闭。
（2）异常微小流量切断：连续3天，每日凌晨0点-5点，持续监测有小于20升/小时流量发生，阀门自动关闭。
（3）闲置关阀：连续7天监测无流量（不用气），阀门自动关阀。
（4）外部强制关阀：遇特殊紧急情况可通过专用PDA发送关阀指令，在户外强制关闭阀门。
各销售公司结合民用智能表批量改表工作计划进行安装，预计试用数量4.2万台。
2.2试点情况
（1）表具供应情况：截至2020年3月底
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（2）表具安装情况：截至2020年3月底
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（3）故障报修情况：
1）无线2.0版（带安全切断功能）
带安全切断功能的民用燃气表具使用情况基本稳定，各项安全报警切断功能初步发挥作用。截至2020年3月底，各销售公司共接到安全切断相关关阀报修1264次，占总安装数的3.05%，具体情况见表3。
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图1 无线2.0版故障报修占比图
报警关阀工作主要集中在拆表关阀、闲置关阀、小流泄漏关阀三项，共报修1232次，占全部报修的97.47%。其中闲置关阀597次，占全部报修的47.23%；小流泄漏关阀398次，占全部报修的31.49%；拆表关阀237次，占全部报修的18.75%。其中是大众公司景谷东路因周边施工导致地下管道抢修，引起整个小区102户拆表关阀。
2） NB-IOT（带安全切断功能）
根据2018年民用带安全切断功能的超声波燃气表的试用情况，2019年继续试用时，对部分安全切断的参数进行了调整，闲置关阀由原来的连续7天不用气调整为联系30天不用气；反向流关阀由20升/小时持续30秒调整为200升/小时持续120秒。
截至2020年3月底，系统共接到安全切断相关报警关阀281次，占总安装数的0.96%，具体情况见上表。
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图2 NB-IOT故障报修占比图
报警关阀关阀数量较上一批试用下降明显，主要集中在拆表关阀和小流泄漏关阀，其中小流泄漏关阀102次，占全部报警的36.30%；拆表关阀121次，占全部报警的43.06%；闲置关阀23次，占全部报警的8.19%；反向流关阀35次，占全部报警的12.45%（其中有19次是安装前表具搬运过程中产生的），相关参数调整后，闲置关阀报警明显减少。
3）不同表型故障报修情况比较：
本次试挂工作中，在市北公司选用了超声波燃气表和膜式燃气表两种表型，具体故障报修情况见下表。
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注：表中挂黄牌指换表前发现用气管漏气（U形管检测）
在实际使用过程中，超声波燃气表在检测小流量泄漏上的表现明显要好于膜式燃气表。其中超声波燃气表发现泄漏94户，实际小流切断85户，切断率90.42%；膜式燃气表发现泄漏566户，实际小流切断18户，切断率3.18%。主要原因是两种表具的计量原理不同，膜式燃气表计量的是累计流量。而小流泄漏切断的判断依据是瞬时流量小于20升/小时，膜式燃气表累计量转换到瞬时量时在小流量段误差比较大（膜式燃气表机械读数转换为电子读数的最小单位一般5升或10升一个脉冲）；而超声波燃气表是直接计量瞬时流量的，在瞬时流量大于4升/小时就可以准确计量。
3、结论
（1）燃气安全事故主要为居民用户端的设备泄漏而引发的，如能有针对性地采取防泄漏及紧急切断装置的技术措施，能有效地防范大部分燃气安全事故的发生。在技术上，国内目前已建立燃气用户室内安全技术相关标准，也有较成熟的燃气安全装置的产品和标准，但缺乏燃气安全装置的强制性法律法规规定。
（2）切断型燃气表、自闭阀及其他燃气安全装置产品在符合产品标准的基础上，也能符合燃气公司的产品质量控制要求。
（3）在居民管道燃气用户室内安装切断型燃气表及其他燃气安全装置等产品是可行的，取得的效果也较为明显。
（4）借鉴国内外的成功经验，立足本市安全形势和管理需求，结合国内相关产品的研发、制造及应用情况，建议采取“3+2”技术方案，即：切断型燃气表+专用燃气输送管及燃气连接管+安全型燃气器具，推荐使用燃气自闭阀、燃气泄漏报警器。
总之，通过结合国外先进国家已有的安全工作经验和国内不断成熟的技术能力，本市燃气行业应以“安全第一、预防为主、综合治理”为方针，通过推进政府行业管理部门完善相关的法律法规强制性规定、推动燃气企业加大安全资金投入，加快推进居民用户安装使用户内安全控制装置的工作，切实有效提升户内本质安全水平，提升行业管理服务水平和安全运行水平，有效降低用户侧燃气事故发生，保障用气安全。