使用燃气热水器中毒原因分析

作者:王成庆 来源:合肥燃气集团有限公司 点击:  评论: 更新日期:2016年09月06日
摘 要:结合两个实际案例,分析使用燃气热水器导致一氧化碳中毒的原因,提出了防范措施。
关键词:燃气热水器;  烟气排放;  一氧化碳中毒
Analysis Reason for Poisoning from Use of Gas Water Heater
Abstract:The reason for carbon monoxide poisoning caused by use of gas water heater is analyzed with two real cases,and the preventive measures are proposed.
Keywords:gas water heater;flue gas emission;carbon monoxide poisoning
 
1 使用燃气热水器中毒原因概述
近年来,安徽省燃气热水器安全事故频发,给用户造成极为惨痛的后果。据分析研究,事故发生的根本原因均与排烟有关。本文以合肥市为例,列举两个案例加以说明。
数起事故发生是由于违规将自然排气式热水器安装在浴室干区(洗浴区称为湿区)内,未安装烟道,均为冬季使用时对外窗户密闭,燃烧恶化,一氧化碳含量不断增加,干区与湿区虽有隔断,但密封效果不好,含一氧化碳的烟气不断渗入洗浴区(湿区),导致沐浴者一氧化碳中毒死亡。另两起事故虽然安装了烟道,但由于烟道安装不符合规范要求,仍然造成沐浴者一氧化碳中毒死亡。广大用户均了解未安装烟道易导致中毒,但已安装烟道甚至是安装了强制排气式烟道仍导致中毒身亡,其原因使得部分专业人员深感困惑。在此非常有必要分析具体原因,警示大家,达到杜绝惨痛事故发生的目的。
2 案例一
2.1 事故由来及现场勘验
事故发生于2007年2月17日,地点为合肥市肥东县某小区某栋住宅楼一层103室,居民H在卫生间淋浴室洗澡时发生窒息死亡事故,经法医鉴定系一氧化碳中毒所致。
事故现场为居室北面卫生间,面积约4.094m2,净高为2.36m。
为了保暖,用户用塑钢玻璃门窗将卫生间隔断成干区和湿区两区间,干区内西面的墙上安装了一台自然排气式燃气热水器,热水器下方放置了一个液化石油气钢瓶,为热水器提供燃气。湿区为淋浴室,加封了吊顶。
用于隔断干区和湿区的门、窗和顶板之间存在较大的间隙,对干区和湿区之间的空气流通起不到密封作用。
因天气寒冷,事故发生时,卫生间通向客厅的门和面向室外的铝塑合金窗均紧闭并密封完好。
热水器顶部距离地面2.18m,距离卫生间塑料扣板吊顶0.18m,排烟管道公称直径为100mm,在热水器上端垂直向上后转为水平状态向北伸出窗户(热水器排烟1:3距水平烟道中心线为110mm),伸出窗外的烟道端口无防止倒风和雨水的装置。事故热水器的侧面通风栅口有较多黑色烟渍,且热水器上方卫生间吊顶的塑料扣板被高温烟气熔蚀。热水器安装现场见图1。
 
2.2 室内空气中一氧化碳来源分析
①排气管垂直部分过短
液化石油气主要由丙烷、丙烯、丁烷、丁烯组成,经计算,燃烧后的烟气在标准状态(0℃、l01.325kPa)下其平均密度与空气一致。烟气的温度一般为110~130℃,在此烟气温度取值为110℃,根据理想气体状态方程进行计算,该温度下的烟气密度为冬季环境下(温度为0℃)空气密度的71%,只有一定量的排烟管道垂直高度,才能产生足够的抽力,使得该热水器在最大热负荷时生成的烟气完全排到室外。
为了满足烟气完全排出室外要求,国家标准GB 6932—2001《家用燃气快速热水器》附录A《家用燃气快速热水器安装技术要求》中的通用要求A4.1.3-d规定,防倒风罩以上的排气管室内垂直部分不得小于250mm。但该热水器排气管垂直部分过短,仅为110mm,不能保证排气管的排气抽力,从而使得部分高温烟气从热水器上部通风栅口泄漏并排入室内。
②排气管顶端未设置防倒风装置
GB 6932—2001《家用燃气快速热水器》附录A《家用燃气快速热水器安装技术要求》A4.1.3-e规定,排气管顶端必须安装有效的防风、雨、雪的风帽。合肥地区冬季多北风,该用户浴室窗户朝北,伸出窗外的烟道端口无防止倒风和雨水的装置(防风、雨、雪的风帽)。北风较强时使用热水器,由于烟道系统排气不畅,极易出现倒风,致使燃气燃烧产生的烟气不能有效排到室外,部分高温烟气从热水器上部通风栅口泄漏并排入室内。
部分高温烟气排入室内造成室内缺氧导致热水器燃烧状况恶化,随着热水器工作时间增加,烟气中一氧化碳含量也大幅度增加。之所以可以判定部分烟气进入室内,是因为热水器的通风栅口黑色烟渍以及上方被熔蚀塑料扣板为以上观点提供科学证据。
2.3 导致用户一氧化碳中毒身亡的原因
因为事故时天气寒冷,卫生间与外界的门窗为紧闭状态,违规安装在卫生间内的燃气热水器排烟管道排气不畅,使用时液化石油气燃烧产生的烟气不能有效排放到室外(其中部分烟气排入室内)。随着长时间使用,导致燃气热水器燃烧状况恶化,烟气中一氧化碳含量急剧增加,同时室内空气中的一氧化碳含量也不断增加,最终使得使用者中毒身亡。
2.4 小结
①安装场所不符合规范要求
事故现场的淋浴室虽然用塑钢玻璃门窗隔断成两个区域,但由于隔断不能密封其内部空气流通,因此淋浴室与卫生间仍被视为同一区域。事故热水器为自然排气式燃气热水器,安装在卫生间内部,不符合GB 6932—2001《家用燃气快速热水器》附录A《家用燃气快速热水器安装技术要求》A2.3中浴室内不得安装自然排气式热水器的要求。
②排气管安装不符合规范要求
事故燃气热水器排气管安装不符合GB 6932—2001《家用燃气快速热水器》附录A《家用燃气快速热水器安装技术要求》A4.1.3中防倒风罩以上的排气管室内垂直部分不得小于250mm以及排气管顶端必须安装有效的防风、雨、雪的风帽的要求。此种情况下,极易出现在使用热水器时,由于烟道排气不畅,甚至出现倒风,致使燃气燃烧产生的烟气不能有效排到室外。
3 案例二
3.1 事故由来及现场勘验
事故发生于2013年3月30日,地点位于合肥市香樟花园小区某栋住宅楼一层l06室(房主将该住宅改造成小旅馆),法医鉴定其内住宿的旅客Z死亡及旅客C受伤的原因系一氧化碳中毒。
Z和C就寝的客房面积仅6.6m2,系由该用户(房主)将原本为厨房的房间私自改为供他人居住的客房。该客房内有天然气户内管道、膜式燃气表和强制排气式燃气热水器。
该客房内安装的热水器接驳的热水出水端在该客房对面的卫浴间内,可供住宿的所有人洗浴。
热水器安装现场见图2。热水器的排气管为公称直径50mm的不锈钢管,结构为防风式,最外端封实而不排烟气,排烟气依赖管前段侧面开设的多个小孔(见图3)。墙孔直径为70mm,穿墙孔内壁与排气管之间的间隙只是用松软的卫生纸堵塞,且一部分已经脱落,导致密封效果丧失(见图2)。
 
经测量,进入穿墙孔的排气管长度只有130mm,并没有伸出厚度为320mm的穿墙孔,开有多个小孔的排气管最外端实际仍处于穿墙洞内。涉案热水器工作时烟气只能排入穿墙孔洞内(详见图3)。
 
3.2 室内空气中一氧化碳来源分析
热水器为强制排气式燃气热水器,需要安装的房间(场所)留出通风口(给气口)。由于一楼卧室私密性需要,房客人住后通常关闭房门及窗户,此时没有留出通风口(给气口)。
当强制排气式热水器工作时,排烟电动风机向室外排送烟气的同时也会在相对密闭的室内产生低于室外大气压力的微负压,易造成墙孔内烟气回灌的趋势。
由于热水器开有排烟小孔的排气管最外端并没有伸出穿墙孔外,热水器工作时烟气只能排入穿墙孔内。由于室内大气压力低于室外大气压力,排入穿墙孔内的烟气一部分从墙孔与排烟管周边没有密封的空隙处被吸入室内,造成燃烧状况恶化。当燃气热水器不断工作时(事故当天该旅馆内住宿了11人),回灌到该房间内的烟气中一氧化碳含量不断升高,最终导致居住在该房间内的两名人员中毒。
3.3 小结
①由于燃气热水器在燃烧时需要良好的通风(给、排气)条件,以避免发生一氧化碳中毒事故,国家相关标准对热水器的安装及使用作出了明确的规定,包括:
a.GB 50028—2006《城镇燃气设计规范》第10.4.2条(强制性条文):居民生活用气设备严禁设置在卧室内。
b.GB 50028—2006《城镇燃气设计规范》第10.4.5条:燃气热水器应安装在通风良好的非居住房间、过道或阳台内。
c.GB 6932—2001《家用燃气快速热水器》附录A《家用燃气快速热水器安装技术要求》条文:
A2.1:没有给排气条件的房间不得安装自然排气式和强制排气式燃气热水器。
A2.4:下列房间和部位不得安装热水器:卧室、地下室、客厅。
本案例的业主在房间改造时,严重违反《城镇燃气设计规范》、《家用燃气快速热水器安装技术要求》等规定,将安装有燃气热水器及其管路系统的厨房改为卧室供住宿者居住,构成房间内人员中毒的先决条件。
②为使燃气热水器在燃烧时产生的一氧化碳及时有效地排到室外,不对人生命造成危害,国家相关标准还对燃气热水器的排烟条件及其安装要求作出了严格的规定,包括:
a.GB 50028—2006《城镇燃气设计规范》第10.7.1条(强制性条文):燃气燃烧所产生的烟气必须排出室外。
b.GB 6932—2001《家用燃气快速热水器》附录A《家用燃气快速热水器安装技术要求》条文:
A3.2:装有强制排气式燃气热水器的房间应设给气口。
A4.2.2:排气管穿墙部分的间隙和排气管之间的连接处应密封,排气管连接处应牢固,不得泄漏烟气。
本案例的燃气热水器的排烟管安装存在严重违规现象和事故隐患。涉案热水器的安装严重违反了国家相关标准GB 50028—2006《城镇燃气设计规范》和GB 6932—2001《家用燃气快速热水器》附录A《家用燃气快速热水器安装技术要求》,导致房间内一氧化碳积聚而且一氧化碳含量不断升高,是造成室内人员中毒伤亡的根本原因。
4 使用燃气热水器发生中毒事故的情形
①无证私自安装改装燃气热水器
目前市场上销售燃气热水器的企业和门店众多,其委派的热水器安装工很难保证全都具备合法的安装资质和专业技能。还存在用户私自将人工煤气或液化石油气热水器改造为天然气热水器,以及私自请人将已安装完毕的热水器挪位、改装等问题。
②燃气热水器投入运行前无任何验收程序
燃气热水器安装完毕,安装工试用片刻,只要出热水就视为合格,投入运行前无任何验收程序。
③大多数用户从不阅读热水器使用说明书
经调查,热水器用户九成以上从未认真阅读过使用说明书,只懂得调节气量和水量大小。
④对不正确安装使用热水器后果估计不足
目前,合肥市向居民用户供应的燃气只有液化石油气和天然气,居民均能认识到这两种燃气易燃易爆但没有毒性,一旦泄漏,即可嗅到强烈的臭味。很少居民用户能够正确认识到燃气热水器工作状况恶化时,导致中毒的罪魁祸首不是燃气本身而是烟气中的一氧化碳。
⑤无制度性的安全检查和维护机制
由于燃气热水器属于用户自行购置的燃气设备,只有运行发生功能性故障时用户才会向热水器生产厂家的维修服务部报修,无任何制度性的安全检查、保养维护机制。
5 使用燃气热水器中毒事故的防范措施
①理顺销售与安装的关系
燃气热水器销售单位必须委托具备安装资格的单位进行燃气热水器安装业务,安装规程中的法律责任由安装单位承担。
②加强安装单位及安装人员管理
燃气热水器安装单位及安装人员必须获得相应资格,安装单位必须配备技术人员,并对本单位安装工人的安装工作进行监督和验收。
③引入第三方验收、安检机制
由燃气供应部门参与验收并备案,日常安检时一并检查。
④向用户明确警示
燃气热水器生产厂家应将安装要求及使用说明书按规范编制,并将警示语以大字彩印形式张贴在热水器旁的显著位置,以警示用户。
⑤立法
燃气主管部门应向人大建议立法,对无证私自安装、改装燃气热水器导致人身伤亡的人员追究刑事及民事责任。
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