降低供熱管網受限空間作業風險的措施

顏 欣，母德軍，蔣繼黎，張大勇

(華能重慶兩江燃機發電有限責任公司，重慶 400722)

0 引言

近年來，國內集中供熱工業發展迅猛，為人民群眾生產生活提供了極大的便利。受城市建設要求限制，絕大部分供熱管網都采用地埋布置，在疏排水、檢修放水、分段隔離等重點部位設有閥門井，供運行維護人員進行操作。閥門井作為典型的受限空間，具有危險點多、風險高的特點，通過各項措施保障供熱管網運行維護過程中閥門井內工作安全穩定開展，對供熱企業的社會效益、經濟效益以及供熱管網的正常穩定運行有重大意義。

以下通過對某電廠供熱管網維護過程中的受限空間工作開展情況進行分析總結，為類似企業提供參考。

1 供熱管網受限空間作業風險

1.1 受限空間概念

受限空間是指進出口受限、通風不良，可能存在易燃易爆、有毒有害物質或缺氧，對進入人員的身體健康和生命安全構成威脅的封閉、半封閉設施及場所。受限空間辨識標準主要有：

(1) 物理條件(同時符合以下3 項)。

① 有足夠的空間，讓員工可以進入并進行指定的作業。

② 進入和撤離受到限制，不能自如進出。

③ 并非設計用來給員工長時間在內作業的。

(2) 危險特征(符合任一項及以上)。

① 存在或可能產生有毒氣體、缺氧窒息，水(淹溺)、汽(灼燙)等。

② 存在或可能產生掩埋進入者的物料。

③ 內部結構可能將進入者困在其中(如：內有固定設備或四壁向內傾斜收攏)。

④ 存在已識別出的有礙健康、安全的風險。

從上述受限空間標識標準可以確認供熱管網的閥門井屬于地下、內有設備式的受限空間，并由于供熱管網的運行和輸送介質特性，存在其特有的安全風險。

1.2 供熱管網受限空間作業安全風險

(1) 蒸汽泄漏風險。由于工作管道內輸送介質為額定參數300 ℃，1.0 MPa 的過熱蒸汽，導致在閥門井內工作時可能存在因蒸汽泄漏導致的燙傷風險。

(2) 人員窒息風險。在閥門井內工作時，可能會因為管道內蒸汽泄漏、閥門井內積聚其他氣體等原因導致井內氧氣含量低引發人員窒息風險。

(3) 人員中毒風險。管道采用鋼套鋼型直埋管道，工作管在小于DN500 管徑時使用20 號鋼材，大于等于DN500 管徑時使用鋼級L245 級鋼材。在管道檢修過程中，焊接完成后管道內可能存在焊接氣體殘留，并在疏排水過程中排出導致受限空間內人員中毒風險。

(4) 人員掩埋風險。熱網管道的閥門井均處在地下，存在因周邊地質情況改變導致閥門井被掩埋的風險。

2 降低作業風險的措施

在現場實際生產過程中，通過在管網設計階段優化疏排水閥門井的設計，對疏水及抽水方式進行優化，配備安全有效的防護用具，規范下井作業流程等手段，可以有效地降低供熱管網受限空間作業的風險。

2.1 雙井設計

對供熱管道疏水及排水閥門井采用工作井與操作井雙井進行設計(見圖1)。排水閥門井僅用于管網長時間停運期間排盡管內余水使用，在管道再次投運前不需恢復。而疏水井用于日常疏水操作，操作頻次較高。因此，將疏水井及排水井分開設計，并將疏水井需操作的位置與疏水排出的接口位置分開布置，可以極大地減少人員下井操作的頻次。

圖1 雙井布置供熱管道疏排水井

2.2 采用蒸汽抽水器進行日常抽水

工業供汽管網一般建設于工業園區內，在沿途中無法保證隨時配備電源。除了利用移動式柴油或汽油發電機發電驅動排水泵的方式進行閥門井內抽水作業外，還由于該管網日常運行期間疏水量大，可以通過疏水管道中的蒸汽，利用流體高流速下壓力低的特性，增加一個蒸汽噴嘴進行抽水。

抽水裝置為一個蒸汽噴射器，工作流體為供熱管道引出的蒸汽，引射流體為閥門井內積水，壓縮流體為汽水混合物。

噴射器的主要部件有工作噴嘴、接受室、混合室、擴散器。噴射器的作用是通過具有一定壓力和流量的工作流體(供熱蒸汽)，將靜壓能轉換為動能，經過噴嘴射出形成高速射流。由于射流和空氣之間產生卷吸作用和紊動擴散作用，把吸入室的氣體帶走，使該處產生局部真空狀態，在外界大氣壓力的作用下，使引射流體(井內積水)進入泵室，隨同工作流體混合成為壓縮流體被帶入喉管，進而排出。

噴射器的抽氣性能可由引射系數和壓縮比來描述，引射系數μ定義為被抽流體質量流量Gh與工作流體質量流量Gp之比，即μ=Gh/Gp。引射系數反映了噴射器的抽氣能力和效率，是噴射器工作的主要指標之一。壓縮比Y定義為噴射器出口壓力pc與入口壓力pp之比，即Y=pc/pp。壓縮比反映了噴射器的排氣能力以及可以獲得的工作真空度。由此可見，理論上挑選性能較好的抽水裝置，提高工作真空度，最高可實現近10 m 高差的抽水效果，但在實際應用中無法實現。經過目前的使用情況，抽水裝置最高可在8 m 左右的高差位置達到較好的工作效果，在閥門井深度超過8 m 的地方需采取其他有效的抽水方案。

2.3 配備長管呼吸器等防護用品

根據普遍的受限空間作業要求，進入受限空間前需進行氣體成分測量、受限空間通風等步驟后方可進入，即“先通風、再檢測、后作業”。但在近幾年的事故通報中，出現了按照上述步驟執行的工作過程中仍然發生了意外的情況，因為受限空間內的空間狀態是變化的，氣體成分也是不斷變化的。以本管網為例，在進入井內工作前，通過通風、測量后，確認氣體成分適合工作后進入。在開啟疏排水閥門后，因汽水混合物進入閥門井內，導致井內氣體成分變化，水蒸汽含量上升、空氣溫度上升、含氧量下降，同樣有造成作業人員窒息的風險。

建議為施工人員配備面罩式長管呼吸器，通過延長的呼吸管，將呼吸口保持在井外，降低受到井內氣體成分變化的影響。該措施的缺點是無法與監護人保持對話交流，可通過定期拉扯、抖動安全繩的方式與井外監護人保持溝通。

2.4 規范受限空間作業流程

目前國內對受限空間作業流程都已建立較為嚴格的審批、作業和管理流程，在實際執行過程中卻由于各種原因存在執行不到位的情況。通過上述措施已可較大程度降低人員下井作業頻次，在此基礎上，可在人員必須下井作業時，將管理的嚴格等級提至最高，具體如下：首先為手續方面的管理，需由工作負責人及管理人員共同確認工作必要性，然后辦理工作票及特殊作業措施票；其次為工器具檢查準備，根據制度及規范要求，對需帶入受限空間內的工器具進行檢查，必要時進行安全性能試驗；然后進行人員安排，受限空間作業要求作業人員至少為兩人，一人下井作業，一人井外監護，需確認安排的人員已經明確工作任務，知曉工作風險，具備安全作業能力。實際開工時，管理人員需到現場對現場工器具使用、人員作業情況進行檢查和監督，保障作業安全。

3 結論

供熱管網運行過程中，閥門井內的運行維護操作不可避免，為更好地保障供熱工作的社會效益和經濟效益，保障作業人員生命財產安全，要高度重視閥門井等受限空間作業。通過設計階段的優化和現場設備改造，加強管理和作業要求監督，可以明顯有效地保障供熱管網安全穩定運行，降低受限空間事故發生率。