从图1可以看出,在每一条从a到s的计算路径之上的各事件发生概率之积构成了一个室内燃气系统的安全概率;而各计算路径的室内燃气系统的安全概率之和又构成了室内燃气安全系统的可靠度Rs,具体计算见式(1)。
因为
所以
式中Pi——室内燃气系统各组件中第i个组件的
正常工作概率,i=1,2,…,n
由式(2)可以得到,尺;随Pi、Pc、Pd、Pe的增加而增大,随Pb的增加而减小。即室内燃气安全系统的可靠度随室内燃气系统各组件、燃烧器燃烧火焰、熄火保护装置、燃气报警器正常工作概率的增加而增大,随燃气灶使用概率的增加而减小。
4 不同室内燃气安全系统可靠性比较
室内燃气安全系统随组成元件的不同而不同。在分析比较时,注意到室内燃气系统各组件在室内燃气安全系统中始终存在,因此其正常工作的概率Pa只有大小的不同,且只有在失效的条件下Pa=0。而对于熄火保护装置或燃气报警器,当不采用时,其概率Pd=0或Pe=0。由此得到3种室内燃气安全系统类型及其可靠度。
① 系统类型1,仅由室内燃气系统构成,其可靠度为:
② 系统类型2,由系统类型1和熄火保护装置构成,其可靠度为:
③ 系统类型3,由系统类型1和燃气报警器构成,其可靠度为:
式中Rs,1——系统类型1的可靠度
Rs,2——系统类型2的可靠度
Rs,3——系统类型3的可靠度
为了便于对各个系统类型的可靠度进行比较,作如下假定:室内燃气系统各组件正常工作概率Pa=0.95;使用燃气灶的概率Pb=0.375;燃气灶燃烧火焰正常的概率Pc=0.95,即发生意外熄火的概率为0.05。此时,由式(3)可以得到系统类型1的可靠度Rs,1≈0.932。设熄火保护装置和燃气报警器具有相同的正常工作概率,即Pd=Pe=P,由式(4)、(5)得到在0.9≤P≤1.0时的系统类型2与系统类型3的可靠度。不同类型室内燃气安全系统可靠度曲线见图2。
由图2可以得出:
Rs,3>Rs,2>Rs,1
系统类型3的可靠度最高,系统类型2次之,系统类型1最低。系统类型1的可靠度增加,系统类型2、3的可靠度也随之增加。当熄火保护装置与燃气报警器提高相同的可靠度时,系统类型3的可靠度的增幅大于系统类型2,其主要原因如下:
① 燃气报警器可以探测室内燃气系统任何组件失效和火焰意外熄灭引起的燃气泄漏,同时预警用户并切断气源,起到了“守门员”的作用,其自身可靠度对室内燃气安全系统可靠度的影响较大。
② 熄火保护装置仅具有熄火自动切断气源的功能,对因自身和室内燃气系统各组件失效而引起的燃气泄漏则无能为力;又由于燃气灶意外熄火的概率较低,因此其自身可靠度的变化对室内燃气安全系统可靠度的影响较小。
③ 采用金属安全连接管代替胶管连接管仅能够提高室内燃气系统各组件的正常工作概率,室内燃气安全系统的可靠度曲线将平行上移。由于系统类型1不具备预警和处理事故的功能,一旦室内燃气系统任何组件失效,则室内燃气安全系统失效。
④ 燃气灶发生意外熄火的概率越小,系统类型1与系统类型2的可靠度曲线越接近,熄火保护装置的功效越低。
提高室内燃气系统各组件的可靠性,是提高室内燃气安全性的基石。燃气报警器成为室内燃气安全的最后保障,提高其运行的可靠性极其必要。还应该看到使用燃气灶概率与火焰意外熄灭的概率对室内燃气系统安全性的影响。由于发生意外熄火的概率越大,系统可靠度越低,因此室内燃气系统的安全性也越低;而此时的熄火保护装置的功效才能够得到发挥,对于经常发生意外熄火事故的燃气具,设置熄火保护装置十分必要。
5 结语
燃气报警器大大地提高了室内燃气安全系统的可靠度,降低了系统的失效度。采用新型燃气管材与配件,以增强室内燃气设施的可靠性。燃气管理部门需加大对民众燃气安全知识的宣传、教育,定期检查、维护室内燃气管道,及时发现、处理燃气泄漏事故。燃气用户应注意燃气使用安全,选用设有熄火保护装置的安全性能较好的燃气具,以确保室内燃气使用的安全。
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