受限空間實訓裝置的設計制造及在教學中的應用

傅建新

摘要：受限空間作業是化工行業一項很重要的操作，為了避免安全事故的發生，受限空間作業之前必須經過很嚴格的安全培訓，受限空間實訓裝置的設計制造就是為了解決化工專業學生的訓練需要。學生在訓練的過程中有一種身臨其境的感覺，教學效果也能達到預期目的。并且通過受限空間實訓裝置的設計與制造，使教師的專業能力得到了鍛煉，提高了教師的專業水平。建成的受限空間實訓裝置得到了企業的高度贊譽，設計建設經驗具有推廣價值。

關鍵詞：受限空間;設計;人孔;制造;應用

受限空間作業是指工廠的各種設備內部（爐、塔釜、罐、倉、池、槽車、管道、煙道等）和城市（包括工廠）的隧道、下水道、溝、坑、井、池、涵洞、閥門間、污水處理設施等封閉、半封閉的設施及場所（如船艙、地下隱蔽工程、密閉容器等場所），以及農村儲存各種蔬菜的井、窖、通風不良的礦井等空間或場所的作業?？傊磺型L不良、容易造成有毒有害氣體積聚和缺氧的設備、設施和場所的作業都叫受限空間作業。

受限空間作業存在很大的安全風險，受限空間危害因素有：氣體危害、窒息危害、有毒有害氣體、可燃氣體和爆炸性氣體、被淹沒/埋沒、機械危害及其它傷害（如電擊、溫度、輻射、噪音）等。全國每年都用這類安全事故發生，因此進入受限空間作業的人員必須經過嚴格的安全培訓，培訓內容包括即將進去作業的受限空間中可能存在的危險介質，作業風險與控制措施，監測監控設施、通訊設施及個體防護裝備的正確使用，應急處置措施及自救互救方法等。

一、受限空間實訓裝置的建設意義

隨著我國石油化工領域迅猛發展，各類檢維修工作量也隨之增加。檢維修涉及的特種作業也逐漸增加，其中受限空間作業尤為重要，但受限空間作業的風險也最高。通常作業空間較為狹小，工作不便，通風不理想，聚積的有害氣體無法擴散;另外作業空間可能存在危險化學品，處理不完全或者隔離措施不當也將引發危險，有毒有害氣體液體濃度過高，引發危險。我們上海石化工業學校地處杭州灣，周邊有上海石化股份有限公司和上海漕涇開發區兩大化工基地，我們學校的龍頭專業是化工專業，我們的每年的畢業生有一部分會進入到化工企業，在工作中也肯定會有受限空間作業。但是我們原先這方面的教學只能借助于圖片和視頻，學生沒有身臨其境的感覺，教學效果也達不到預期的效果。基于這方面的考慮，我們需要建造一個這樣的受限空間實訓設備，它可以提供和化工生產相似的實踐教學環境，從而實現了實訓、實習的安全?，F在相關的一些學校很少有這樣的教學裝置，如果建造成功，它不但可供本校學生實習使用，還可以用于化工企業的培訓。最后學校經過討論把這個任務交給了我，這對我來說這既是挑戰，也是一次很好的鍛煉機會。

二、受限空間實訓裝置的設計原則及要求

1、受限空間實訓裝置的設計原則

為滿足化工專業實訓、實習教學和化工企業員工技能培訓需要，且體現質量、安全、健康、環保的現代生產理念，設計受限空間實訓裝置時要遵循以下原則。

（1）真實性原則。鑒于化工生產的特殊性，以及應急狀態下的情況處理，受限空間實訓裝置應給受訓者提供真實生產場景，給與受訓者有一種“身臨其境”的感覺，以增強對化工生產氛圍的體驗和化工生產裝置的認知。

（2）全面性原則。既能使學生掌握正常工況下各類設備、容器的操作和維護，又能進行裝置應急狀態下的事故處理等方面的技能操作訓練。

（3）降低成本的原則。為了使設備更接近于實戰，也為了節約成本，決定用舊設備進行改造，利用廢棄的灌設備和容器來加工制造實訓設備。聯系石化股份公司后得到大力支持，無賞提供了兩臺舊設備，如圖1、圖2所示。

2、受限空間實訓裝置的設計要求

實踐教學、崗位培訓、技能考核相結合。受限空間實體實訓裝置既要能滿足相關專業學生應用型專業技能實訓、實習的要求，又要能滿足企業員工崗位培訓、技能考核的需要。

三、受限空間實訓裝置的設計方案

1、整體設計：采用舊罐改造，豎罐與臥罐采用焊接拼接，但焊縫不需要太高的要求，只要不泄露就行。豎罐直接與基座相連接，臥罐安放在裙式支座上，結構緊湊，便于搬運。筒體上有管接頭，可以連接管道，但不需要通水和通氣（但需要有模擬管道，以接近真實場景）。

2、人孔設計：人孔是指用于人員進出設備以便安裝、檢修和安全檢查的開孔結構。主要由短筒節（或短管）、法蘭和帶把手的人孔蓋組成。受限空間作業需要穿戴一些勞動防護用品（如佩戴供氣式呼吸器、逃生氣、安全帽、防護服、安全鞋、防護手套等其他常規的勞動防護裝備），因此人孔直徑不能太小，否則無法進入，但也不能太大，太大不符合實際情況。

人孔結構和尺寸一般都已標準化，可參照有關手冊選用或設計。人孔直徑通常為600mm。人孔中心距地板一般為750mm左右。便于工作人員在安裝、清洗、維護時進出油罐或通風。立式油罐的容量在5000m3以下時設置1至2個人孔，5000m3以上的設置2個人孔。由于是實訓設備，還要考慮在實訓教學過程中的意外狀況，故在豎罐的下部與臥罐的封頭處各設一個人孔便于在緊急狀態下使用。

3、攀爬與安全保護設計：為了便于實訓教學時學生的攀爬，在豎罐與臥罐的內、外共設有五個樓梯，并在豎罐與臥罐的頂部設有保護欄桿。每完成一稿設計都去征求化工科老師和學校領導的意見，經過多次修改后，最終完成了設計方案，效果如圖3所示。

4、材料選用：豎罐與臥罐采用不銹鋼材質設計，目的是防腐蝕，延長設備使用壽命。石化股份公司提供的豎罐與臥罐都是不銹鋼材質（牌號304），具體設計圖紙如圖4所示。

四、受限空間實訓裝置的制造與安裝

學校與上海藍濱石化設備有限責任公司商量后決定由他們來完成設備的制造和安裝，最后在上海石化股份公司、上海藍濱石化設備有限責任公司和學校的三方努力下，在2014年8月建設完成了受限空間實訓裝置，圖5是受限裝置改造地基預埋件圖，圖6是受限空間實訓裝置建成后的實物圖。

五、受限空間實訓裝置在教學中的應用

從2015年3月開始這個受限空間實體實訓裝置就發揮了很大的作用。學校每年都有化工科的學生在任課老師的帶領下進行模擬受限空間作業的培訓，主要培訓內容從工作程序、受限空間作業安全管理制度等方面的模擬操作。例如：作業前按要求正確填寫作業申請表，了解受限空間內的危害因素，并準備相應的安全防護用品，落實安全防護措施。作業開始前受限空間進出口清理，保證人員順利進出，受限空間與其他系統連通的可能危及安全作業的管道應采取有效隔離措施。監護人須隨時保持與受限空間作業人員的聯絡，作業開始前檢查安全措施落實情形，統一聯系信號等。

六、結語

隨著受限空間發生安全事故的頻率不斷增加，進入受限空間作業的人員必須經過嚴格的安全培訓。我校自主設計的受限空間實訓裝置為學生提供了一個模擬化工生產現場受限空間作業的實踐學習機會，使學生在進入企業之前就對化工企業中受限空間作業的工作程序、安全管理制度等有了一定的認識。該實訓裝置應用到教學中，提高了學生學習的積極性，增強了教師理實一體教學的主動性。同時建成的受限空間實訓裝置得到了企業的高度贊譽，設計建設經驗具有推廣價值。

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