摘 要

近年来，由于我国在能源供给侧结构化改革方面已取得初步成效，燃气目前已经成为大部分城市家庭烹饪和取暖的主要燃料之一。与此同时，随着我国的城市化水平的飞速提高（截止2017年，城镇常住人口比重同比上升1.17个百分点至58.52%），人口不断向城镇集中，每年都会发生因为燃气泄漏所引起的火灾甚至爆炸事故，给民众带来巨大损失，影响社会稳定。特别是对于学校或企业食堂、餐厅等人流密集场所，一套检测燃气泄漏、自动切断并实时报警的系统对于保障生命财产安全就显得至关重要。考虑到我们的生活不可能离得开燃气，如何有效地防止此类事故再次发生，已经成为了我们安全专业相关人员迫在眉睫的难题。

这篇设计的目的是在不影响厨房运作的基础上，使用最节约且合理的方法对学校厨房的燃气安全实行监控，在检测到有燃气泄漏时立刻切断总阀，防止事故发生。创新性地运用物联网及实时通信技术，在切断总阀的同时，立刻打开排风设备，并及时发出短信至用户手机终端及智能云平台提醒相关报警信息，使得用户可以在最短的时间之内处理险情。

关键词：物联网 事故树分析法 燃气泄漏监测

Design of Kitchen Gas Monitoring Platform Based on Internet of Things

Abstract

In recent years, as China has achieved initial success in structural reform of the energy supply side, gas has become one of the main fuels for home cooking and heating in most cities. At the same time, with the rapid increase in urbanization in China (by 2017, the proportion of permanent residents in urban areas increased by 1.17 percentage points to 58.52%), the population continued to be concentrated in cities and towns, and fires caused by gas leaks occurred every year. Explosion accidents cause huge losses to the people and affect social stability. Especially for densely populated places such as schools or enterprise canteens and restaurants, a system for detecting gas leaks, automatically shutting off and real-time alarming is crucial for ensuring the safety of life and property. Considering that we cannot live without gas, how to effectively prevent such accidents from happening again has become an urgent problem for our safety professionals.

The purpose of this design is to use the most economical and reasonable method to monitor the gas safety of the school kitchen without affecting the operation of the kitchen. When a gas leak is detected, the total valve is immediately shut off to prevent accidents. Innovative use of the Internet of Things and real-time communication technology, immediately cut off the main valve, immediately open the exhaust equipment, and send text messages to the user's mobile terminal and intelligent cloud platform to prompt the relevant alarm information, so that users can be in the shortest possible time to deal with dangerous situations.

Key Words: Internet of things; Fault Tree Analysis; Gas leak monitoring

目 录

摘 要 I

Abstract II

第一章 绪论 1

1.1 研究背景 1

1.2 研究现状 1

1.3 研究意义及内容 2

1.3.1 研究意义 2

1.3.2 研究内容 2

第二章 学校厨房危险因素分析 4

2.1 燃气特性分析 4

2.1.1 物理特性 4

2.1.2 燃爆特性 4

2.1.3 毒害特性 5

2.2 燃气器具泄漏危险性分析 6

2.2.1 燃气器具发生渗漏时的危险性 6

2.2.2 燃气灶头发生泄漏时的危险性 6

2.2.3 胶管松动发生泄漏时的危险性 6

2.3 电气设备导致火灾危险性分析 6

第三章 基于事故树的学校厨房火灾危险分析 8

3.1 事故树分析方法 8

3.2 事故树定性分析 10

3.2.1 学校厨房火灾事故树 10

3.2.2 学校厨房火灾事故树 12

3.3 事故树定量分析 14

第四章 燃气安全监管物联网平台设计 17

4.1 系统设计思路 17

4.2 气体传感器的选型 18

4.2.1 气体传感器介绍 18

4.2.2 气体传感器选型 20

4.3 燃气安全监管物联网平台整体设计 20

4.3.1 燃气泄漏报警器原理 20

4.3.2 燃气泄漏报警器结构 21

4.3.3 燃气安全监管系统实物布置 21

第五章 安全对策措施 23

5.1 安全技术对策措施 23

5.2 安全管理对策措施 23

第六章 结语 24

参考文献 25

第一章 绪论

1.1 研究背景

近年来，随着人们对环保的重视程度的提高，并表达出对能源多元化的诉求。天然气，作为一种清洁能源，随着西气东输及煤改气等民生工程来到我们的身边。天然气在居民能耗中占比上升的同时，由于使用者安全意识不足，技术手段不到位等问题，也带来了许多安全事故。

以下是我国2017年燃气火灾甚至爆炸事故的相关数据如表1-1。

表1-1 我国2017年燃气事故统计数据

表中的数字令人触目惊心，由此不难看出燃气事故对人民财产及生命安全构成了极大的威胁，更不用说对于像学校厨房，餐厅等人口密集的场所。因此，对厨房的火灾危险性进行评估，并提出切实可行的安全措施，具有重要的意义。

1.2 研究现状

燃气报警系统是一种集合了气体探测，信息传输，报警处置等多种技术的综合集成，属于高新技术。依托于社会发展及科学进步，我国消防技术型产业已经取得不小成果，但相较于其他发达国家，仍有差距。

1998年，熊正中，徐建成对高层建筑燃气泄漏报警系统功能与特点进行了初步探讨，并得出一套实施方案^[17]。