城市综合体天然气供应安全技术措施.pdf

第4 3 卷第1 0 期2023年1 0 月建筑燃气供应煤气与热力GAS&HEATVol.43No.10Oct.2023城市综合体天然气供应安全技术措施向东栋，汪俊秀，易辞莲3（1.武汉市燃气热力规划设计院有限公司，湖北武汉4 3 0 0 1 9；2.江西天然气能源投资有限公司，江西南昌3 3 0 0 9 6；3.武汉青江化工黄冈有限公司，湖北黄冈4 3 8 0 1 1）摘要：结合武汉市实际运营经验，提出5级安全技术方案，探讨了地下室、半地下室、地上密闭空间内供气的安全技术措施。关键词：城市综合体；燃气安全；地下室；半地下室；地上密闭空间中图分类号：TU996.91概述根据相关文献报道，2 0 2 1 年，全国天然气表观消费量3 7 2 6 1 0 m，占一次能源消费总量的比例升至8.9%，较2 0 2 0 年提升0.5个百分点）。2 0 2 2年，全国天然气表观消费量3 6 6 3 1 0 m，同比下降 1.7%2 城市综合体是集购物、住宿、展览、餐饮、文娱、交通枢纽等2 种或以上功能于一体的建筑。城市综合体内餐饮供应是必不可少的功能。在大力提倡营造良好营商环境的政策指引下，如何满足城市综合体内餐饮用气需求，特别是位于地下室、半地下室或地上密闭房间内的餐饮场所用气需求，逐渐成为一个比较突出的供需矛盾点。2规范条款分析GB500282006城镇燃气设计规范（2 0 2 0 年版）中1 0.5节明确了商业用气条件。其中第1 0.5.3条针对地下室、半地下室或地上密闭房间内使用天然气，做出详细规定。公安部关于加强超大城市综合体消防安全工作的指导意见（公消 2 0 1 6 1 1 3 号）对于城市综合体内使用天然气作出了相关规定，要求“餐饮场所食品加工区的明火部位应靠外墙设置，并应与其他部位进行防火分隔”“设置在地下的餐饮场所严禁文献标志码：B使用燃气”。公消 2 0 1 6 1 1 3 号文件针对餐饮场所使用天然气的相关规定，要求比GB500282006（2 0 2 0 年版)更严格，具体执行过程中遇到较多困难。3城市综合体内使用条件分析城市综合体中，餐饮场所为提升顾客的就餐体验,往往将临窗的区域作为就餐区。或是为了节约商铺成本，在地下空间开办餐饮场所。加上中国厨师的烹饪习惯，明火是必不可少的条件。鉴于上述实际情况，餐饮场所设置在地下室、半地下室、地上密闭空间的情况比较普遍。4技术方案探讨4.1避免天然气爆炸事故的具体措施使用天然气的房间内，最大的安全隐患是天然气爆炸。为避免用气房间发生燃烧或爆炸，根据规范GB500282006(2020年版）和GB500162014建筑设计防火规范（2 0 1 8 年版）的相关要求，用气房间内的燃气设施应满足以下要求：天然气引人管上设置紧急自动切断阀，可远程切断气源。燃具具备熄火保护功能。设置燃气体积分数检测报警器（带声光报警）、独立机械送排风系统、燃气报警控制器、手动文章编号：1 0 0 0 4 4 1 6(2 0 2 3)1 0-0 B26-03第一作者简介：向东栋，男，高级工程师，硕士，主要从事城镇燃气工程设计技术服务工作。收稿日期：2 0 2 2-0 8-3 1；修回日期：2 0 2 3-0 5-0 7B26W触发装置。上述设备在检测到天然气泄漏或者手动触发装置被触发后，能够与紧急自动切断阀联动，切断气源。同时打开独立机械送排风系统，将泄漏天然气排出室外。4.2爆炸条件形成的可能性分析事故状态下，在实施规范要求的安全保护措施后，沿气流方向紧急自动切断阀下游管道内的天然气依然会泄漏到用气房间内。根据设计经验，紧急自动切断阀之后的天然气管道长度通常不超过50 0m。商用燃具的额定压力通常不超过2 8 0 0 Pa。用气房间最小体积计算如下。假设天然气温度和环境温度一致。用气房间内泄漏天然气分压的计算式为：V式中PgasV管容，mV一用气房间体积,m一管道天然气表压，PaP根据道尔顿分压定律，用气房间内天然气体积分数的计算式为：PgasPgas+Po式中$-一用气房间内天然气体积分数环境压力,Pa,取1 0 1 3 2 5 PaPo根据式（1）、（2）,可以得到用气房间体积V，的表达式为：1-2.卫V,V.Po当用气房间内天然气体积分数为天然气爆炸下限时，理论上用气房间体积为不会发生事故的最小体积。由于管道内天然气仍然会继续缓慢扩散到用气房间内，考虑到安全用气的需要，以及理论与实践的偏差,并留有安全裕量，引人安全系数。用气房间最小体积计算式为：(4)Po式中-用气房间最小体积，m3安全系数天然气爆炸下限，取0.0 5在笔者的实践中，安全系数取3 6。当安全系数取3 6 时，天然气用气房间最小体积向东栋，等：城市综合体天然气供应安全技术措施管道长度直径壁厚/m/mm/mm324.0484.0574.0894.01086.02197.13258.0(1)426用气房间内泄漏天然气分压，Pa4.3技术方案根据GB500282006（2 0 2 0 年版）的相关规定,在同一个防火分区内,地下室、半地下室或地上密闭房间内餐饮场所天然气供应方案见图1。图1 方案在规范要求基础上,增加一套自动放散装置，在紧急自动切断阀切断后，可自动放散，以减少管存天然气泄漏至用气房间内，降低天然气爆(2)炸事故的概率。图1 中，正常用气时，手动放散阀5a常开,手动放散阀5b常闭。紧急自动放散阀常闭,通电开启。上述保护措施可分为5级防护：1级防护：天然气泄漏时，用气房间内有操作人员。操作人员触发手动触发装置，紧急自动切断阀(3)切断,室内、室外排风风机开启,降低用气房间内天然气体积分数至安全范围。2级防护：天然气泄漏时，用气房间内无人。当天然气体积分数达到爆炸下限的2 0%时，燃气体积分数检测报警器（带声光报警）发出报警信号至管理室，管理室值班人员手动远程关闭紧急自动切断阀，开启紧急自动放散阀,开启室内、室外1-Po.卫V,排风风机。3级防护：管理室值班人员未发现燃气泄漏的情况下，天然气体积分数继续上升至爆炸下限50%时，燃气体积分数检测报警器（带声光报警）发出报警信号，并联动切断紧急自动切断阀。联动打开紧急自动放散阀进行放散，开启室内、室外排风风机。B 27.第4 3 卷第1 0 期见表1。表1 天然气用气房间最小体积管道外天然气管容表压最小体积/m/Pa50028005002.8005002.80050028005002.800500280016.465002.8008.0500用气房间/m30.234.350.6311.910.9417.772.5848.773.6268.42311.1237.48708.432.80065.981 247.12第4 3 卷第1 0 期煤气与热力城市综合体管理室同一防火分区9地下室厨房10804天然气流向HH由23半地下室厨房107139地上密闭厨房107111312141燃气引人管；2 一手动快速切断阀；3 一紧急自动切断阀（通电常开，断电关闭）；4 一灶前阀；5a、5b 一手动放散阀；6一紧急自动放散阀（断电常闭，通电开启）；7 一燃气体积分数检测报警器（带声光报警）；8 一燃气报警联动信号线；9 一手动触发装置；10室内排风风机；1 1 风管；1 2 一室外排风风机；1 3 套管；1 4 一阻火器。图1 地下室、半地下室或地上密闭房间餐饮场所天然气供应方案4级防护：当紧急自动切断阀发生故障，不能实现切断功能时，管理室内人员到现场关闭燃气引人管上的手动快速切断阀,切断气源。在此期间，紧急自动放散阀打开，将管道内天然气放散出室外。开启室内、室外排风风机，机械通风设施持续通风，降低室内天然气体积分数。5级防护：当上述4 级防护措施均无法控制用气房间内天然气体积分数上升，天然气体积分数持续维持在爆炸下限50%以上，则系统自动触发消防联动系统，封闭相应防火分区，消防设备待命。管理室值班人员通知天然气公司运行人员关闭城市综合体天然气总阀门。过程中室内、室外排风风机持续进行机械强制排风，杜绝人员进入燃气泄漏区，避免明火。参考文献：1国家能源局石油天然气司，国务院发展研究中心资源与环境政策研究所，自然资源部油气资源战略研究中心中国天然气发展报告（2 0 2 2）M北京：石油工业出版社,2 0 2 2:3.2国家发改委：2 0 2 2 年1 2 月份全国全国成品油、天然气运行快报 EB/0L2023-05-06.https:/ Measures for NaturalGas Supply Safety in Urban ComplexXIANG Dongdong,WANG Junxiu,YI CilianAbstract:Combined with the actual operationexperience in Wuhan,a 5-level safety technologyscheme is put forward.The safety technical measuresfor gas supply in basement,semi-basement andaboveground confined space are discussed.Key words:urban complex;gas safety;base-ment;semi-basement;aboveground confined space（本文责任编辑：李欣雨）B28