餐飲場所燃氣報警器技術發展與分析

石志強，閔行政，陳 彬，劉廣帥，馮曉軍，王 斌

(1.北京燃氣密云有限公司，北京 101500； 2.漢威科技集團股份有限公司，河南 鄭州 450000； 3.北京市煤氣熱力工程設計院有限公司，北京 100032)

1 概述

燃氣泄漏所引發的爆炸和火災等事故時有發生，《安全生產法》對餐飲等行業的生產經營單位安裝可燃氣體報警裝置進行了強制性規定。燃氣報警器在餐飲業場所的應用有了法律依據，燃氣報警器在餐飲場所應用得到了強力推動，帶動了燃氣報警器的發展。

2 燃氣報警器技術發展

2.1 傳感器類型

目前國內燃氣行業報警器中探測器常用傳感器主要包括半導體傳感器、催化燃燒傳感器、紅外傳感器、激光傳感器[1]。

① 半導體傳感器

壽命為5 a，優點是檢測精度高、反應靈敏度高、響應速度快、電路簡單體積小、重量輕、便于集成。缺點是需要氧氣參與檢測、無法檢測高濃度甲烷、不具有線性特性。

② 催化燃燒傳感器

壽命為3 a，優點是輸出信號線性好、指標可靠、價格便宜。缺點是需要氧氣參與檢測、催化劑易受鹵素類氣體影響中毒或失活、需要定期標定。

③ 紅外傳感器

壽命為5～10 a，優點是壽命比較長、檢測精度高、可以檢測高濃度甲烷。缺點是價格高、容易誤報、生產工藝復雜。

④ 激光傳感器

壽命為10 a，優點是壽命長、不存在氣體交叉干擾、檢測精度高、抗濕和抗震能力強。缺點是價格非常高[2]。

2.2 家用燃氣報警器傳警器

① 傳感器發展情況

家用燃氣報警器中探測器的傳感器類型主要有半導體傳感器、催化燃燒傳感器、電化學傳感器[3]。目前半導體傳感器在以下方面做了改進[4]。

a.制造工藝改進

從人工涂抹氣敏材料到全自動機械化平面厚膜印刷技術，提升了半導體傳感器檢測氣體的一致性和穩定性。

b.氣敏材料配方升級

氣敏材料配方升級提升了半導體傳感器抗氣體干擾性能和抗中毒性能。

② 技術發展情況[5]

家用燃氣報警器中探測器執行標準為GB 15322.2—2019《可燃氣體探測器 第2部分：家用可燃氣體探測器》，與GB 15322.2—2003《可燃氣體探測器 第2部分:測量范圍為0～100%LEL的獨立式可燃氣體探測器》相比，標準要求提升主要體現在以下各方面。

a.外殼防護

家用燃氣報警器的外殼防護(IP代碼)應達到GB 23757—2009《消防電子產品防護要求》規定的IP30等級。

b.壽命狀態指示

家用燃氣報警器表面具有提示氣體傳感器失效或壽命到期需要更換的明顯標志。

c.歷史數據存儲

家用燃氣報警器具有報警歷史記錄功能，歷史記錄在家用燃氣報警器掉電后能夠保存。

d.聯網接口

家用燃氣報警器具有能夠與控制器和指示設備連接的聯網接口(僅以電池供電的探測器除外)，聯網接口能夠輸出與其測量濃度相對應的信號及探測器正常監視、故障、報警、傳感器壽命狀態信號。

2.3 工商業用途點型可燃氣體探測器

① 傳感器發展情況

工商業用途點型可燃氣體探測器傳感器類型主要為催化燃燒傳感器，催化燃燒傳感器氣敏材料配方優化升級，提升了催化燃燒傳感器抗氣體干擾性能和抗中毒性能。

a.提升了抗氣體干擾性能

氣敏材料配方優化升級，使催化燃燒傳感器在30 min內對背景氣中存在乙酸體積分數為(6±0.2)×10-3和乙醇體積分數為(2±0.2)×10-3的干擾不會產生誤報現象。

b.提升了抗中毒性能

氣敏材料配方優化升級后，催化燃燒傳感器在六甲基二硅醚體積分數為(0.01±0.003)×10-3和甲烷體積分數為0.5×10-3的氣體干擾40 min內，不產生誤報及損壞傳感器。催化燃燒傳感器在硫化氫體積分數為(0.01±0.003)×10-3和甲烷體積分數為0.5×10-3的氣體干擾40 min內不產生誤報及損壞傳感器。

② 技術發展情況

催化燃燒傳感器需要每年進行校驗，且壽命比較短，一般小于3 a，到期需要更換。而點型可燃氣體探測器一般固定安裝，若傳感器出現故障，更換人工成本較高。目前廠家將工業探測器產品模塊化設計，傳感器部分做成模組，更換時將舊模組取下換上新模組即可。且新模組自適應，無需再進行調節。

對于工業探測器的標定，以前需要在現場開蓋手動調試，相應增加了人工成本，且工作效率低。目前已有研究采用紅外遙控器遠程調試。

3 餐飲場所燃氣報警器應用分析

① 標準梳理

餐飲場所燃氣報警器的探測器可依據GB 15322.1—2019《可燃氣體探測器 第1部分:工業及商業用途點型可燃氣體探測器》、GB 15322.2—2019《可燃氣體探測器 第2部分：家用可燃氣體探測器》、GB/T 34004—2017《家用和小型餐飲廚房用燃氣報警器及傳感器》制造、檢驗。

GB 15322.1—2019主要適用工商業場所，將探測器均劃為防爆產品，安全要求高，IP防護等級要求為IP55以上，要求兩級報警。GB15322.2—2019主要適用家用場所，將探測器劃為家用產品，安全要求低，IP防護等級要求為IP30以上，只要求一級報警。GB/T 34004—2017主要適用家用和小型餐飲廚房，探測器劃為非防爆產品，安全要求中等，小型餐飲廚房內安裝在低位置檢測液化石油氣時，IP等級不低于IP55，安裝在高位置檢測天然氣時，IP等級不低于IP51，只要求一級報警。

GB 50028—2006《城鎮燃氣設計規范》(2020年版)第10.8.2條提出了燃氣濃度檢測報警器的設置要求，規定了報警器的安裝位置、報警濃度、宜與排風扇等排氣設備連鎖等要求。CJJ/T 146—2011《城鎮燃氣報警控制系統技術規程》適用于城鎮燃氣報警控制系統的設計、安裝、驗收、使用和維護。第3.3.1條規定了在商業和工業企業用氣場所設置燃氣報警控制系統時，可選擇集中燃氣報警控制系統；對面積小于80 m2的場所，也可選擇獨立燃氣報警控制系統。CJJ/T 146—2011對城鎮燃氣報警控制系統中的所有設備的使用壽命提出要求。城鎮燃氣報警控制系統中的探測器壽命見表1。

表1 城鎮燃氣報警控制系統中探測器壽命 a

現行的國家標準、行業標準均未提及探測器壽命期限內的免維護要求。上海市燃氣行業協會頒布了團體標準T/HRX 000002—2022《非居民用戶燃氣泄漏報警控制系統應用技術要求》，規定非居民用戶燃氣泄漏報警控制系統的設計、安裝、驗收及維護保養要求。佛山市燃氣行業協會頒布了團體標準T/FCGCA 2—2022《城鎮燃氣工商業用戶可燃氣體報警裝置選型、安裝、使用指南》，規定了工商業用戶可燃氣體報警裝置的術語和定義、總則、基本要求和選型、安裝和驗收、使用和維護。

GB/T 34004—2017及T/HRX 000002—2022中都對小型餐飲廚房進行了定義：小型餐飲廚房是使用的燃具為單個燃燒器額定熱負荷不超過46 kW，總額定熱負荷不超過139 kW的用于餐飲業提供烹飪服務的廚房。T/HRX 000002—2022對小型餐飲廚房的定義還增加了建筑面積小于80 m2且通風良好的要求。

② 餐飲場所燃氣報警器選擇

餐飲場所燃氣報警器選擇應考慮燃氣種類和用途，還應考慮燃氣報警器中探測器傳感器類型、靈敏度、穩定性、使用壽命、校準要求及價格等。

家用燃氣報警器應用在餐飲場所，優點是價格低。缺點：首先是外殼防護等級(IP)較低，油煙和水蒸氣容易進入家用報警器內部，從而導致內部核心器件產生故障；其次是家用報警器中的探測器傳感器多為半導體傳感器，靈敏度高，極容易受到油煙、水蒸氣的影響而產生誤報或性能下降。家用燃氣報警器若用于餐飲場所，使用90 d左右探測器傳感器性能會急速下降。

工商業用途點型可燃氣體探測器應用在餐飲場所，優點是：外殼防護等級(IP)較高，一般大于等于IP65，很好地避免油煙類大顆粒物進入探測器內部，減少探測器故障的產生。同時，傳感器多為催化燃燒傳感器，可以測量甲烷體積分數范圍為0～100%，具有兩級報警，不容易產生誤報。缺點是價格較高、催化燃燒傳感器需要每年進行標定、壽命較短、更換周期一般不超過3 a。

國家市場監督管理總局發布的2020年第42號公告指出，報警器不再實行強制檢定，監管方式改為型式批準。使用者可自行選擇非強制檢定或者校準的方式，保證量值準確。型式批準由屬地的市場監督部門執行。

如果要實施檢定，依據JJG 693—2011《可燃氣體檢測報警器》，使用者有權選擇不檢定，尤其是商業、餐飲業使用的報警器進行計量檢定額外增加了用戶負擔，且數量巨大，檢定機構也很難全部檢定。但應用于石化、工礦等場所的報警器產品，一般會進行計量檢定。

根據CJJ/T 146—2011，商業場所的可燃氣體探測器、不完全燃燒探測器、復合探測器每年應檢查1次。報警器檢查方法見CJJ/T 146—2011中附錄D。

③ 餐飲場所燃氣報警器應用中存在的問題

a.不同類型報警器價格差別較大，見表2。

表2 不同類型報警器價格

目前餐飲場所多安裝家用報警器，易導致誤報或傳感器性能降低，在缺少維護的情況下，后期極易帶來安全隱患。

餐飲場所應用的可燃氣體探測器只有滿足小型餐飲廚房要求(使用的燃具為單個燃燒器額定熱負荷不超過46 kW，總額定熱負荷不超過139 kW)才可選擇家用報警器。

b.安裝不規范，安裝密度不足，燃氣泄漏無法及時發現[6]。

c.檢定要求無法落實，報警器超期服役。

d.部分場所無值守人員，即使報警器報警對燃氣泄漏的處置工作也無法開展。

e.報警器質量監管仍需加強。報警器已不強制性認證，市場上報警器質量依然參差不齊，存在報警器誤報、達不到壽命要求、無法實現免維護(家用報警器)等[7]。

4 對策與建議

① 對策

a.嚴格劃定小型餐飲廚房的范圍界限，可參考上海市燃氣行業協會的做法，依據建筑面積小于 80 m2且通風良好的要求區別，增加可操作性。不屬于小型餐飲廚房的不允許安裝使用家用報警器。

b.編制標準落實安裝要求。

c.嚴格落實主體責任，督促餐飲單位落實報警器校檢要求。目前相關標準中仍缺乏對家用報警器壽命期限內免維護功能的規定，大中型餐飲場所等商用報警器技術指標限值需要細化。同時，對新建用戶、存量用戶推廣報警器的過程中，報警器的投資、安裝、定期檢查和更新方面應細化政策和制度。

② 建議

現代通信技術快速發展給報警器遠程監控提供了技術條件。有條件可選用聯網無線遠傳型報警器，并逐步建設燃氣安全監管平臺系統，從燃氣泄漏報警的地圖展示、事件提示、處置及分析等方面形成完整的系統管理。由第三方單位統一運維管理，實現客觀公平安全集中監管，為政府安全監管提供有效支撐。