摘要：設(shè)計了用于應(yīng)急搶修等帶氣作業(yè)職業(yè)技術(shù)培訓(xùn)的燃?xì)獍踩a(chǎn)實驗室，具有檢漏、帶氣作業(yè)、應(yīng)急搶修、管道成環(huán)等功能。提出了實驗室規(guī)避安全風(fēng)險的預(yù)案，指出了這種實驗教學(xué)模式對于燃?xì)馄髽I(yè)職業(yè)技術(shù)培訓(xùn)的重要意義。
關(guān)鍵詞：安全生產(chǎn)實驗室；仿真實驗室；帶氣作業(yè)；燃?xì)饴殬I(yè)技術(shù)培訓(xùn)
Design of Safety Production Laboratory with Gas Operation
LI Jinbo，SHI Lei，DONG Liang，LI Zichi，YU Peng，YUE Leilei，WANG Heng
Abstract：The gas safety production laboratory is designed for vocational and technical training with gas operation used for emergency repair and so on.The laboratory has functions of leak detection，operation with gas，emergency repair，pipe looping and so on.The plan to avoid safety risks in the laboratory is proposed.The important significance of this experimental teaching mode for gas vocational and technical training is pointed out.
Key words：safety production laboratory；simulation laboratory；operation with gas； gas vocational and teehnical training
1 概述
隨著城市燃?xì)夤芫W(wǎng)規(guī)模日益擴大，燃?xì)庀到y(tǒng)中發(fā)生的泄漏、火災(zāi)與爆炸等事故的數(shù)量不斷上升[1～2]?，F(xiàn)代化燃?xì)馄髽I(yè)安全管理要求在保障不間斷供氣目標(biāo)下，能夠處理燃?xì)庑孤┦鹿?、新管道連接及設(shè)備更新維護(hù)等應(yīng)急作業(yè)任務(wù)。目前，帶氣應(yīng)急搶修搶險作業(yè)是及時有序應(yīng)對燃?xì)馔话l(fā)事故、消除隱患、減少次生災(zāi)害的有效手段[3～4]。
燃?xì)饨?jīng)營企業(yè)經(jīng)過近年的快速發(fā)展，各項安全管理和技術(shù)管理已逐步走向系統(tǒng)化和標(biāo)準(zhǔn)化。帶氣應(yīng)急搶修搶險作業(yè)也由往日由師傅帶徒弟等不系統(tǒng)的培訓(xùn)方式，逐步走向系統(tǒng)化、正規(guī)化、標(biāo)準(zhǔn)化的培訓(xùn)方式。這樣不僅保證一線技術(shù)工人作業(yè)技能的提高，而且通過系統(tǒng)、全面的培訓(xùn)，使他們將作業(yè)中的安全知識熟記心中，將安全行為固化于行動中，保證實際作業(yè)的安全順利進(jìn)行。帶氣作業(yè)的培訓(xùn)教學(xué)工作重點是要將課堂知識落實到行動中，需要一個模擬實際生產(chǎn)的場所，按照實際生產(chǎn)要求反復(fù)練習(xí)并觀察動作的安全性及結(jié)果的正確性[5～6]。為此，我們針對燃?xì)饨?jīng)營企業(yè)對職工進(jìn)行帶氣作業(yè)系統(tǒng)培訓(xùn)建設(shè)了模擬作業(yè)場地，稱為安全生產(chǎn)實驗室。
2 安全生產(chǎn)實驗室的設(shè)計方案
安全生產(chǎn)實驗室的建立既要能夠滿足課堂教學(xué)的演練，又要能夠檢驗學(xué)員針對不同的生產(chǎn)事故所做出操作的準(zhǔn)確性。而且，還要保證實驗室在安全生產(chǎn)教學(xué)過程中不發(fā)生任何安全事故。
在實驗室建設(shè)的過程中，我們進(jìn)行了大量的調(diào)研，把大量停留在經(jīng)驗階段的認(rèn)識提升到理論層次，并用于系統(tǒng)化的教學(xué)，培養(yǎng)出更多的生產(chǎn)技術(shù)人員，滿足企業(yè)安全生產(chǎn)的需要。
建設(shè)這樣的實驗室，必須考慮一切不安全的因素并進(jìn)行合理的規(guī)避，保證實驗室的教學(xué)安全措施也是此項目的技術(shù)體現(xiàn)。
安全生產(chǎn)實驗室的設(shè)計方案見圖1。
實驗室根據(jù)課程教學(xué)要求建立一組埋地管道和設(shè)備。燃?xì)獾膲毫τ芍?低壓調(diào)壓箱控制。燃?xì)饬飨蚍譃閮陕罚宦废群蠼?jīng)過閥門1、2、3、4(閥門右側(cè)均裝有調(diào)長器)，另一路經(jīng)旁通流向閥門5、6。Z1、Z2、Z3、Z4為4個閥門井，其中Z2、Z3、Z4可用于作業(yè)、放散、控壓等。閥門井蓋板為活動蓋板，方便進(jìn)行帶氣不動火作業(yè)。設(shè)置3個作業(yè)坑G1、G2、G3，可以滿足3個作業(yè)小組同時使用，U形管道使用法蘭連接，方便更換。作業(yè)坑G1內(nèi)安有放散管，放散管上裝有放散閥f1～f9作業(yè)時用于減小燃?xì)鉂舛?。管路中f1～f9為普通放散閥。作業(yè)坑G3內(nèi)燃?xì)夤艿腊惭b鋼塑轉(zhuǎn)換接頭，可以滿足聚乙烯塑料管的作業(yè)。
作業(yè)坑四周均采用水泥擋板，一方面便于開挖和填充物回填，填充物采用細(xì)沙；另一方面可防止氣體向四周泄漏而造成不可預(yù)測的其他不安全因素。燃?xì)夤艿缆裆畎礄C動車不能達(dá)到的地方管頂覆土厚度0.3m執(zhí)行。作業(yè)對象燃?xì)夤艿酪?guī)格為DN100mm。
3 安全生產(chǎn)實驗室的功能
3.1 檢漏
對3個作業(yè)坑中任意一處U形管設(shè)置漏點，可模擬泄漏現(xiàn)場。漏點的設(shè)置：不帶氣的情況下，在U形管任意處用沖擊鉆打1個直徑為3～5mm的圓孔。在置換和不作業(yè)時，可以用木楔子把圓孔堵住。由于管道內(nèi)燃?xì)鉃榈蛪?，也可以帶孔進(jìn)行置換作業(yè)。
通過設(shè)置作業(yè)坑內(nèi)管道的泄漏點，使管道內(nèi)燃
氣在作業(yè)坑填充物空隙間進(jìn)行自然擴散，訓(xùn)練作業(yè)人員利用儀器、工具等技術(shù)方法確定泄漏點準(zhǔn)確位置的能力。確保作業(yè)人員通過實驗培訓(xùn)，能夠及時并準(zhǔn)確地在事故現(xiàn)場找出泄漏點的位置，提高作業(yè)效率，防止泄漏事故的擴大。檢漏設(shè)備通常有日本產(chǎn)某型可燃?xì)怏w檢i受4儀，可檢測低濃度可燃?xì)怏w，由于其體積小，重量輕，結(jié)構(gòu)緊湊，可用于閥門井內(nèi)設(shè)備檢漏，也可在動火前進(jìn)行可燃?xì)怏w體積分?jǐn)?shù)檢測。德國產(chǎn)某型可燃?xì)怏w檢測儀最大優(yōu)點是能夠區(qū)別天然氣與沼氣，可用于路面巡檢、鉆孔精確檢測等工作，因而可對填埋后的作業(yè)坑進(jìn)行巡線檢漏培訓(xùn)工作，該設(shè)備可以在較大范圍內(nèi)使用，提高檢測工作效率，在最短時間內(nèi)發(fā)現(xiàn)泄漏點，避免燃?xì)庑孤┮鸬拇紊鸀?zāi)害。通過對多種檢測設(shè)備的使用，接受培訓(xùn)者將充分掌握燃?xì)庑孤z測技術(shù)。
3.2 帶氣作業(yè)
帶氣作業(yè)是指在不停氣的情況下對燃?xì)夤艿肋M(jìn)行改線、接線、維修、設(shè)備更換等作業(yè)，分為帶氣動火作業(yè)和帶氣不動火作業(yè)兩種作業(yè)類型。作業(yè)方式可以采用機械作業(yè)，也可以采用手工作業(yè)。帶氣作業(yè)是城鎮(zhèn)燃?xì)夤芫W(wǎng)運行維護(hù)的一種重要手段[7～8]。
3.2.1帶氣動火作業(yè)
帶氣動火作業(yè)以接線為主。帶氣接線就是將新建燃?xì)夤艿琅c正在供氣運行的燃?xì)夤艿老噙B接，使新建燃?xì)夤艿劳度牍膺\行。由于要對具有一定燃?xì)鈮毫Φ墓艿肋M(jìn)行切割、焊接、打口、鉆孔，如果操作不當(dāng)，會發(fā)生著火與爆炸，屬于危險作業(yè)。施工時，需要制定周密的帶氣接管方案，掌握帶氣接管方法，并熟悉安全技術(shù)。在進(jìn)行帶氣作業(yè)培訓(xùn)時，由于模擬真實作業(yè)現(xiàn)場，因而其危險性比其他以空氣或惰性氣體為氣源情況下的作業(yè)的危險性高。特別是手工帶氣動火作業(yè)，必須保證作業(yè)壓力穩(wěn)定。壓力過高時，在切割和焊接過程中，焊接處生成的火焰過長，影響作業(yè)人員的操作，同時增加管內(nèi)的燃?xì)馔庑沽?，使外部環(huán)境可燃?xì)怏w含量升高，加大作業(yè)的危險性。當(dāng)燃?xì)鈮毫^過低時，雖有利于操作，但控制管道內(nèi)的燃?xì)鈮毫檎龎狠^困難，管徑越大或開孔越大，越難控制，而且切割或氣焊用的氧氣有可能較多地混入燃?xì)夤艿纼?nèi)。
3.2.2帶氣不動火作業(yè)
帶氣不動火作業(yè)是在管道有燃?xì)鈮毫Φ那闆r下，對管道上的閥門、法蘭等設(shè)備進(jìn)行更換、維護(hù)、保養(yǎng)等作業(yè)。
3.2.3功能實現(xiàn)
可以在作業(yè)坑G1實現(xiàn)帶氣接線功能。對學(xué)員進(jìn)行培訓(xùn)時，假設(shè)多種施工現(xiàn)場和下游情況，供學(xué)員選擇帶氣作業(yè)方式，可采用機械作業(yè)，或采用手工作業(yè)?？梢栽陂y門井中模擬帶氣不動火作業(yè)，模擬對閥門、補償器、法蘭等進(jìn)行維護(hù)、保養(yǎng)。以作業(yè)坑G，為例，以燃?xì)庵脫Q管道內(nèi)空氣操作步驟如下：
① 閥門1、2處于開啟狀態(tài)。
② 主閥門3、4、5、6處于關(guān)閉狀態(tài)。
③ 放散閥門f1、f2、f3、f4處于關(guān)閉狀態(tài)。
④ f5放散閥門設(shè)置放散點及測壓點。
⑤ 緩慢開啟調(diào)壓箱出口閥門，f5放散點觀測壓力，壓力為1000Pa時關(guān)閉調(diào)壓箱出口閥門。
⑥ 穩(wěn)定15min，水柱壓力表液面穩(wěn)定，即為合格。
⑦ 開啟調(diào)壓箱出口閥門繼續(xù)置換，控制壓力在1000Pa以下。
⑧ 利用球膽取樣3次，然后用分析儀器檢測，當(dāng)燃?xì)怏w積分?jǐn)?shù)達(dá)到100%時，即為合格，關(guān)閉f5放散點。
⑨ G1作業(yè)坑置換完畢。
3.3 應(yīng)急搶修
城鎮(zhèn)燃?xì)夤艿?、設(shè)施等會由于外力破壞、腐蝕、應(yīng)用不當(dāng)?shù)仍蛟斐尚孤?、斷氣、超壓供氣、爆炸、著火等意外事故。事故的發(fā)生地點、時間、原因等都是不確定的，燃?xì)鈱I(yè)人員接到報警后需要立即采取有效措施，最大程度減少損失一劃一。
由于應(yīng)急搶修作業(yè)條件都是突發(fā)事故，實驗室需要按照實際發(fā)生過的現(xiàn)場情況模擬現(xiàn)場，模擬搶修過程。面對各種類型事故的應(yīng)急搶修，專業(yè)人員應(yīng)具備較高的專業(yè)水平，能對事故原因作出正確的判斷，果斷采取正確措施，快速控制事故現(xiàn)場。
進(jìn)行搶修培訓(xùn)時，模擬下游用戶性質(zhì)，針對重要用戶、不能停氣用戶，根據(jù)現(xiàn)場情況選擇處理方式，或采用機械作業(yè)，或采用手工作業(yè)。模擬從接警開始，包括現(xiàn)場檢漏、作業(yè)、恢復(fù)等系統(tǒng)搶修過程，訓(xùn)練調(diào)壓專業(yè)人員、管道專業(yè)人員、焊工、電工、作業(yè)輔助工、現(xiàn)場指揮、技術(shù)人員、安全人員等人員的熟練配合，保證搶修安全、快速。
3.4 管道成環(huán)
管網(wǎng)成環(huán)有助于提高管網(wǎng)的供氣可靠性，但會加大管網(wǎng)造價。同時，也使管網(wǎng)結(jié)構(gòu)更加復(fù)雜。在制定作業(yè)方案時需要考慮更多的因素，增加了作業(yè)難度。
為了真實地模擬現(xiàn)場場景，在安全生產(chǎn)實驗室的建設(shè)上，由供氣管道和旁通管道構(gòu)成廠環(huán)網(wǎng)。環(huán)網(wǎng)的構(gòu)建，使帶氣作業(yè)時需要考慮更多的因素，使帶氣作業(yè)的方案更加復(fù)雜和多變。環(huán)網(wǎng)的建成，也完善了安全生產(chǎn)實驗室，增加了模擬仿真的可操作程度。
4 安全生產(chǎn)實驗室的日常管理
實驗室在進(jìn)行日常教學(xué)時，需要設(shè)專業(yè)人員管理，啟動前后要置換、吹掃，使用過程中要監(jiān)控。教學(xué)活動結(jié)束后要檢查各處儀器及工具歸位情況，檢查各處燃?xì)怏w積分?jǐn)?shù)達(dá)到相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)后方可離開。
5 安全生產(chǎn)實驗室的風(fēng)險規(guī)避
① 法蘭連接處泄漏風(fēng)險規(guī)避。管道法蘭經(jīng)多次拆卸操作后，將影響法蘭的密封性能。實驗室管理人員或教師在每次教學(xué)開始之前，具體檢查每個法蘭連接處的連接情況，確認(rèn)法蘭連接符合要求，并沒有漏氣現(xiàn)象，方可進(jìn)行實驗室教學(xué)工作。
實驗室管理人員或教師在每次教學(xué)結(jié)束之后，具體檢查每個法蘭連接處的連接情況，確認(rèn)法蘭連接符合要求并沒有漏氣現(xiàn)象，方可進(jìn)行置換或吹掃等關(guān)閉實驗室工作。
② 現(xiàn)場放散造成的燃?xì)鉂舛确秶瑯?biāo)風(fēng)險規(guī)避。實驗室管理人員或教師要做好實驗室的監(jiān)督管理工作。在實驗室周圍做好警戒標(biāo)志，建立作業(yè)區(qū)域，非教學(xué)人員和非作業(yè)人員禁止進(jìn)入。未穿防靜電服和防靜電鞋及其他不符合安全標(biāo)準(zhǔn)的人員禁止進(jìn)入。在教學(xué)過程中，要時刻對實驗室的可燃?xì)怏w進(jìn)行檢測，達(dá)不到要求，禁止進(jìn)行帶氣動火作業(yè)。
③ 手工作業(yè)時管道內(nèi)燃?xì)鈮毫Σ▌语L(fēng)險規(guī)避。在手工開孔作業(yè)時，掀開管道焊口準(zhǔn)備焊接的瞬間會造成管道內(nèi)壓力降低。由于實驗室空間有限，管道長度較短，壓力波動比較明顯。為了降低壓力波動的幅度，我們在主閥門下游安裝一段大口徑管道，增加了管道中的儲氣量，對管道的壓力波動可起到一定的緩沖作用。
④ 從教學(xué)安全角度考慮，實驗室內(nèi)采用低壓燃?xì)狻?/span>
6 安全生產(chǎn)實驗室的現(xiàn)實意義
我們興建的安全生產(chǎn)實驗室填補了燃?xì)庑袠I(yè)多工種實操聯(lián)合教學(xué)的空白，從真正意義上把管道、調(diào)壓、巡檢、方案制定、危險源辨識、現(xiàn)場分析、帶氣作業(yè)管理標(biāo)準(zhǔn)、帶氣作業(yè)操作技術(shù)、現(xiàn)場人員職責(zé)、警情分析、現(xiàn)場風(fēng)險分析、臨時應(yīng)急安全措施方案制定、搶險作業(yè)技術(shù)、后期處理、搶險搶修工作標(biāo)準(zhǔn)、應(yīng)急管理流程、PE管維護(hù)搶修流程等工作有序安排在同一空間及時間內(nèi)對學(xué)員進(jìn)行集中培訓(xùn)、考核。這種教學(xué)模式對于燃?xì)馄髽I(yè)職業(yè)技術(shù)培訓(xùn)工作具有重要現(xiàn)實意義。
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(本文作者：李金波 史磊 董亮 李子馳 于朋 岳雷雷 王恒 北京市燃?xì)饧瘓F(tuán)燃?xì)鈱W(xué)院 北京 100006)
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