可燃气体探测器环境适应性选型白皮书（甲烷篇）

可燃气体探测器 环境适应性选型白皮书 （甲烷篇） 安清华大徽学合理肥公工共安大全研究学院中国消防协会 公共安全科学技术学会 城市安全科教融合学院 2023年7月 可燃气体探测器环境适应性选型白皮书（甲烷篇） 概要 燃气安全日益成为社会普遍关注的焦点问题。根据中国城市燃 气协会《2022年度全国燃气事故分析报告》，我国天然气用户数量约2.25亿户，全年共收集到媒体报道的国内（不含港澳台）燃气事故802起，造成66人死亡，487人受伤，其中较大事故10起，事故 遍及全国30个省份、249个城市，呈现事故多发、范围广、影响大 等特点。 可燃气体探测器作为防范燃气事故的关键技术装备，包括电化学式、半导体式、催化燃烧式、红外吸收式、激光式等类型，其环境适应能力对实际使用效果具有重要影响高温高湿完水蒸气、干扰气体、油烟、粉尘盐雾等复杂环境因素，均可能影响探测器的性能，引发误报车漏搬使用寿命降低等问题，无法发挥早期探 测、及时报警等功能。 为帮助社会公众合理选择和使用可燃气体探测器，本白皮书聚焦我国燃气领域应用最广、占比最高的甲烷气体探测需求，购置了市场上具有代表性的可燃气体探测器产品，针对家用、工商业和地下空间应用场景，并展不同类型的甲烧气体探测器（半导体式、催化燃烧式、红外吸收式、激光式）环境影响测试研究，并进行评价分级，提出典型应用场景下可燃气体探测器的选型建议。 从大量样品的测试结果来看，在家用（厨房）、工商业（厂房+商业餐饮）、地下空间（客井）等三类典型场景中，激光式可燃气体 可燃气体探测器环境适应性选型白皮书（甲烷篇） 探测器环境适应性能全面占优，催化燃烧式和红外吸收式各有优劣半导体式则表现相对一般。目前，激光式传感器正逐步实现国产自主可控，成本进一步降低，将加快走进千家万户的应用步伐，提升城市燃气安全保障能力，助力燃气监测行业高质量发展。 本白皮书由清华大学合肥公共安全研究院联合安徽理工大学、 中国消防协会、公共安全科学技术学会、城市安全科教融合学院等 单位共同编制完成。 清华大学合肥公共安全研究院 城市中安国全消科防协教会融合学院 安徽理工大学 公共安全科学技术学会 目 可燃气体探测器环境适应性选型白皮书（甲烷篇） 第一章需求与现状 1.1燃气安全及监测需求分析 1.1.1我国燃气用户规模庞大 1.1.2我国燃气安全形势严峻 1.1.3我国可燃气体探测器需求旺盛 1.2可燃气体探测器发展现状， 1.2.1可燃气体探测器产品类型， 1.2.2可燃气体探测器产品质量现状， 第二章可燃气体探测器环境适应性测试评价方法10 2.2典型场景环境影响因素分析11 2.2.1家用场景11 2.2.2工商业场景11 2.2.3地下空间场景，11 2.3测试评价方法 .12 2.3.1基本原则12 2.3.2测试对象 2.3.3测试方法14 2.3.4结果评价15 第三章可燃气体探测器测评结果及选型建议t.16 3.1家用场景 3.1.1家用场景测评结果16 3.1.2家用场景选型建议17 3.2工商业场景20 3.2.1工商业场景测评结果20 3.2.2工商业场景选型建议21 3.3地下空间场景 3.3.1地下空间场景测评结果 3.3.2地下空间场景选型建议... 3.4其它建议.28 附件A可燃气体探测器类型特点及技术现状31 附件B可燃气体探测器环境适应性测试评价过程，37 可燃气体探测器环境适应性选型白皮书（甲烷篇） 第一章需求与现状 1.1燃气安全及监测需求分析 1.1.1我国燃气用户规模庞大 我国燃气普及率高，使用规模大。根据住房和城乡建设部发布 的《2021年城乡建设统计年鉴》《2021年中国城市建设状况公报》，2021年全国燃气用户共计约3.18亿户，其中天然气用户数量约2.25 亿户，覆盖人口4.42亿，且规模稳步增长（如图1-1）：全国燃气管 网长度15.22方卫，城气管网长毫9201公里（1-2率1021，域市气及率98.04%：其中气 没率74%，！!中北小、人津公海相附背《中学之改率 直过95% 公共安全科学技术学 天然气爱盖人口数量（亿） 2012-2021年趋势 4.42 4.5 4.13 3.9 3.69 3.39 3.5 3.09 2.38 2.5 2.12 2012年2013年2014年2015年2016年2017年2018年2019年2020年2021年 图1-1天然气覆盖人口数量变化趋势图 可燃气体探测器环境适应性选型白皮书（甲烷篇） 城市天然气管道长度（万公里） 2012-2021年趋势 100 92.91 9085.0G 76.79 80 69.8 52.33 50551 49.81 5043.46 38.85 40 34.28 ：市计建公 2012年2013年2014年2015年2016年2017年2018年2019年2020年2021年 图1-2城市天然气管道长度变化趋势图 以家发改秀亏让房机域卖设音域合发的」马“公国城 市卡出旅划总城02安号专光2125 大成市设以上现读康市的台道然气普度率适过85%，中等玻市超安徽 1.1.2我国燃气安全形势严梭 我国燃气安全事故及人员伤亡数量长期处于高位。根据专业研究机构、相关行业协会的统计数据和案例报道，近十年来，我国发生燃气事故年均800余起，伤亡人数年均近1000人，如图1-3和图 1-4所示。 可燃气体探测器环境适应性选型白皮书（甲烷篇） 燃气事故数量 2012-2022年 1200 1000 800 500 400 200 2012年2013年2014年2015年2016年2017年2018年2019年2020年2021年2022年 图1-3燃气事故变化趋势图 1600 1400 燃气事故伤亡人数 2012-2022年 肥公共安中全国研消究防院协会 1200 1000 800 600 400 200 图1-4我国燃气伤亡人数统计 注：数据来自知网期刊、中国城市燃气协会《全国燃气事故分新报告》、微信公众号 “燃气烯炸”、博燃网等。 家庭与工商用户是燃气安全事故高发场所。根据中国城市燃气 协会发布的《全国燃气事故分析报告（2022年全年综述）》，全年共收集到媒体报道的国内（不含港澳台）燃气事故802起，造成66人死亡，487人受伤，用户端（包括工商用户和居民用户）事故数量 可燃气体探测器环境适应性选型白皮书（甲烷篇） 总占比为72.3%，死亡人数占比为95.5%，受伤人数占比为94.5%。 工商用户特别是餐饮商户事故伤亡率明显偏高，工商用户事故伤亡 率约1.47人/起，其中餐饮商户事故伤亡率1.64人/起，居民用户事 故伤亡率0.75人/起。 地下空间是燃气爆炸事故的高危场所。据统计，截至2021年底全国燃气管网事故率0.184起/千公里，管网事故数量总占比为26.4%，死亡人数占比为4.5%，受伤人数占比5.3%。我国运营超过 20年的城镇老旧管网接近10万公里，大部分的城市燃气管网处于 超负荷使用状态，部分管段达到服役年限，燃气管网风险逐渐升高， 1.1.3我国可燃气体探测器需求旺盛研究院消防协会合学院 可燃气体探测器是理提升人燃气安全防范能力的重要手段。在一些 发达国家，家用可安燃全气体探测器普及率达85%以上。以日本为例， 除在公共及大员密集等场所强制安装可燃气体探测器，家庭等非强制安装场所的普及率也接近100%，每年燃气事故数量基本保持在75~120起，其中致命性事故几乎为0。 我国可燃气体探测器安装使用方面不足主要表现在：一是普及 率低，据有关报道，我国城市家庭安装可燃气体探测器的比例仅 10%左右。二是可燃气体探测器故障率高，2016年哈尔滨市对可燃 气体探测器开展了专项普查，在完成普查的3万户家庭中，发现 27.5%的探测器不能正常工作。 我国天然气工商用户规模大。根据中国烹饪协会《2022年中国 可燃气体探测器环境适应性选型白皮书（甲烷篇） 餐饮大数据白皮书》，我国餐饮门店数量约844万家；另据观研报告 网发布的《中国天然气行业竞争现状分析与发展战略预测报告 （2022-2029年）》，我国已有天然气相关行业相关企业共有2万余家。 2021年，我国修订的新版《安全生产法》规定，“餐饮等行业的生 产经营单位使用燃气的，应当安装可燃气体报警装置，并保障其正 常使用”。可以预见，我国可燃气体探测器有着旺盛的市场需求，未 来将加速普及。 1.2可燃气体探测器发展现状 1.2.1可燃气体探测器产品类型 可燃气体探测器的技术规格与应用领域多样参按照检测原理，探测器主要包括电化学式、催化燃烧式安导体式、红外吸收式、 准要求，将探测器分为家用、工商业用两大领域，以及点型、便携武、线型光束等三种主要类型。按照具体产品形态，则有便携式和固定式、独立式和系统式、连续式和间断式、扩散型和吸引型、室内型和室外型等。探测器既可作为独立式产品实现点式报警，也可构成系统式产品实现远程、分布式监测。 可燃气体探测器分类详见表1-1。 可燃气体探测器环境适应性选型白皮书（甲烷篇） 表1-1可燃气体探测器分类 序号分类方式探测器类型 检测原理 ①电化学式：②催化燃烧式：③半导体式： ④红外吸收式：③激光式 2使用方式①便携式：②固定式。 ①气体检测仪：②气体报警仪； 3检测功能 ③气体检测报警仪。 4取样方式①扩散式；②泵吸式；③光纤传感式。应用场录①工业及商业用：②家用。 工作方式①独立式：②系统式。 防护性能①防爆型：②非防爆型。 x 测三- - 12 13 给热里为LEL以上 注：爆炸下限(LEL）为可燃气体在空气中的最低爆炸浓度。 1.2.2可燃气体探测器质量现状 国家市场监督管理部局发布的《2022年燃气用相关产品质量国家监督抽查情况通报》显示，在抽查的18个省（市）85家企业生产的85批次家用可燃气体探测器产品中，共发现10批次产品不合格，不合格率为11.8%。抽查重点是对报警动作值、方位、报警重复性、 绝缘电阻、电气强度、跌落试验、低浓度运行等12大类项目进行检 6 可燃气体探润器环境适应性选型白皮书（甲烷第） 验，其中，报警动作值、方位、报警重复性、跌落试验和低浓度运行等项目均发现不合格：不合格产品中，有8批次产品的关键安全项目“报警动作值”不合格。 品质量省级监督抽查情况通报》显示，抽查可燃气体报警仪产品37批次，不合格8批次，不合格产品检出率为21.6%。苏州市市场监替管理局发布的2022年家用可燃气体探测器产品质量市级监督抽查情况公告（第117期）》显示，抽查家用可燃气体探测器产品15批次，不合格4批次，不合格率达到26.67%。不合格原因主要包括： 选用价格低质量差的气体传感器，产品性能整体较差；产品出厂检验不严格，产品未进行温度补偿、或补偿参数不到位，产品耐高低温环境性能较差等苏州市市场蓝监督管理局在《2020年第60期家用 可燃气体探测器市级产品质量监督抽查情况公告》中明确指出，小型民营企业多聚焦家用可燃气体探测器生产，产品质量方面还有很大的提升空间，尤其通过电商平台获得的样品不合格率高达50% 2022年，北京市市场监督管理局会同北京市计量院对北京市在 用的可燃气体检测探测器产品质量进行了抽查检测，抽检对象包含 工业企业13家、餐饮门店127家、居民用户101家，累计检测可燃 气体探测器726台。结果发现：探测器产品安装、维护、后续检测 缺之统一的标准，不利于后续检测、维护：餐饮和居民用户的使用环境充床油烟污，极易导致传感器中毒或失效：家用探测器产品 可燃气体探测器环境适应性选型白皮书（甲烷篇） 的选型一般以价格为导向，质量难以保障；部分用户安全意识淡薄为省电甚至断电弃用，进一步增加了风险；随着探测器使用年限的增加，其检定合格率水平呈现明显下降趋势。1.2.3可燃气体探测器环境适应性分析 可燃气体探测器的工作效能与使用环境条件关联密切。在家用、工商业及地下空间等典型场景下，主要影响因素分