實驗廠房氣瓶的安全管理

高鵬(北京低碳清潔能源研究院 設備設施工程中心，北京 102209)

0 引言

實驗廠房作為高校和科研單位科研人員開展實驗工作主要平臺之一，是進行實驗、小試的主要場所，但實驗性工作因其工藝不成熟、安全措施不全面、配方配比處于探索階段等原因，和成熟工廠相比，存在著更大的不確定性。在石油化工、煤化工、光伏等相關領域的實驗中，需要用到各種類型的氣體，氣瓶的存放、使用、管理不當，極易帶來重大安全隱患和導致人員傷亡。2015年12月，某大學化學實驗室研究生在氣瓶使用過程中，發生氣瓶爆炸，引發實驗室著火，造成1人死亡[1]。因此，高度重視氣瓶的安全管理，及時發現并消除各種安全隱患，采取科學合理的措施，才能最大限度的防止各類氣瓶安全事故的發生，從而確保實驗廠房的安全、高效運行。

1 實驗廠房氣瓶管理存在的問題

氣瓶作為一種特殊的特種設備，種類繁多，實驗廠房使用的氣體種類包括氫氣、氮氣、氧氣、空氣、氦氣、氬氣、一氧化碳、二氧化碳、乙炔等，另外還有各個科研項目單獨要求供應商按照一定比例配置的混氣，實驗廠房和一般實驗室的區別之處在于，實驗廠房用氣量大，一般實驗室主要是用于色譜載氣、小型實驗設備載氣、反應氣等，實驗廠房內的設備處于工業化示范的前一階段，體量規模比實驗室的要大很多，導致其各種氣體的使用量大增，這給實驗廠房的氣瓶的安全管理帶來更大的挑戰。近年來，實驗廠房的安全事故時有發生，與氣瓶管理相關問題的主要有以下四個方面：

1.1 人員安全意識不高、操作熟練程度不夠

部分操作人員安全意識淡薄，對于特種設備尤其是氣瓶相關的專業知識匱乏，未接受完整的三級安全培訓和操作技能培訓就匆匆上崗操作，實操過程中出現的主要問題有：搞不清哪種氣瓶的接口是左旋或者右旋，盲目安裝，導致接口損壞、漏氣；氣瓶使用末尾階段，余壓用盡，可能導致氣瓶進入其他氣體，給氣瓶的再次充裝帶來困難和隱患。對氣瓶的不熟練的操作可能導致氣體的泄漏，更嚴重的可能會導致設備的爆炸、人員的重大傷亡。

1.2 氣瓶本身狀態不良

供應商提供的氣瓶中，有些氣瓶已經超期服役，部分氣瓶未在檢驗有效期內，這些氣瓶在使用過程中可能會出現裂紋、泄漏甚至爆炸；有些氣瓶的瓶閥的梅花手輪缺失，實操過程中使用扳手旋轉瓶閥，極易造成瓶閥損壞、泄漏和其他安全問題。

1.3 氣瓶存放環境較差

實驗廠房內各類型設備、裝置使用了大量的不同性質、種類的化學原料、試劑，部分氣瓶直接放置到設備旁邊，相互之間難以保證有效的安全距離[2]，原料、試劑、油品等易燃物一旦著火，置于裝置旁邊的氣瓶將成為最大的危險源，極有可能爆炸，造成人員傷亡。另外實驗區域人員進出頻繁，如果氣瓶的防傾倒措施不到位，也將導致氣瓶傾倒出現安全問題。

1.4 氣瓶統一管理欠缺

在氣瓶的采購環節，很多未經核查的供應商的氣瓶進入到實驗廠房，供應商未能提供相關的資質條件如危險品經營許可、充裝許可、道路運輸許可等；部分科研項目因其各種原因，采購后的氣瓶混放、混用現象存在，缺乏有效的統一管理。

2 加強實驗廠房氣瓶安全管理

2.1 持續加強氣瓶操作人員的技能和安全培訓

在入廠人員三級安全培訓的基礎上，針對氣瓶操作人員開展氣瓶相關的技能和安全兩個方面的培訓：借助于供應商對氣瓶的深入了解，委托供應商定期開展氣瓶安全使用培訓。單位安全管理部門針對氣瓶使用開展專項培訓，培訓內容涉及因氣瓶原因引發的事故案例、氣瓶基礎知識、氣瓶正常使用狀態、氣瓶使用過程注意事項等。業務部門開展現場的使用技能培訓和現場考核，主要針對使用過程應關注的要點、實操過程中操作人員容易出現問題的關鍵部位，結合過往出現的各類型錯誤操作，為操作人員開展實操的技能培訓。培訓之后均要參加考核，考核合格后方能進行氣瓶的相關操作。

2.2 采用集中供氣方式

結合科研項目對氣體的具體需求，單獨建立了氣瓶間和壓縮機房，同時在實驗廠房內鋪設氣體管網，用戶接入管網預留的接口，從物理隔離上實現了“人瓶分離”。氣瓶間采用防爆設計，設有防爆氣體報警探頭、防爆攝像頭、防爆聯鎖排風機等。氣體探頭報警系統集成了各個探頭的數據采集、分析、實時顯示，同時連鎖防爆風機，采用兩級報警，用于提醒管理人員氣體泄漏情況和達到一定數值之后連鎖風機開啟強排模式。實驗廠房的控制系統將管網的壓力進行了采集和顯示，操作人員和管理人員在中控室可以觀察到各條管網、各個氣瓶的壓力，便于操作人員根據氣瓶壓力及時更換氣瓶。圖1、2為集中供氣系統的局部展示。集中供氣解決了傳統單獨鋼瓶供氣存在的鋼瓶放置于設備旁邊影響操作易傾倒、整體鋼瓶數量多、周轉量大、管理困難等問題。

圖1 氣瓶間氣排和報警以及排風系統

圖2 實驗廠房供氣管網系統

2.3 加強源頭管控

目前，市場上的氣體供應商良莠不齊，為加強源頭管控，從根源上把好質量關，采購部門牽頭開展了氣瓶供應商的遴選，建立和完善了遴選的標準，要求氣瓶供應商至少具有危險品經營許可、充裝許可、道路運輸許可、安全生產許可等證件，篩選出部分符合條件的供應商，再通過公開招投標的方式最終確定合格的供應商。要求供應商在及時響應提供氣瓶的同時，也要在氣瓶的日常管理、用氣咨詢和氣瓶安全使用培訓方面積極配合我單位開展相關工作。

2.4 建立和完善氣瓶間各項管理制度

在《實驗廠房管理制度》的基礎上，制定了《氣瓶間使用管理制度》，明確了管理人員和操作人員的具體職責；針對不同類型的氣瓶間，編制了《氣瓶間SOP》，用于指導操作人員進行氣瓶更換等相關操作，同時做好更換記錄；根據不同種類氣體的性質，制定了《氣體泄漏現場處置方案》，并組織氣瓶操作人員開展現場處置方案的演練，提高操作人員處理意外情況的能力和水平；建立了《氣瓶接收和清退規定》，要求供應商和操作人員按照接收程序開展外觀檢查、測漏、壓力檢查等各項事項[3]。在《實驗廠房巡回檢查制度》中，氣瓶間作為巡檢的重要一站，要求巡檢人員認真記錄氣瓶壓力，查看氣瓶狀態，核實氣瓶標識是否準確，即在用鋼瓶懸掛在用標識，滿瓶和空瓶分別懸掛對應的標識。

2.5 加強隱患排查整改

安全管理部門和業務部門組織對實驗廠房氣瓶間進行安全檢查，根據實際需要，開展日常檢查、雙周檢查、月度檢查、專項檢查等，檢查的范圍涉及到氣瓶使用的各個環節，對于檢查發現的問題和隱患，業務部門按照要求制定整改方案，及時進行整改，從技術措施、管理措施、教育培訓等方面積極整改發現的問題，促進氣瓶間運行和氣瓶使用的安全。

3 結語

實驗廠房的安全管理是確保各項科研項目順利開展的前提條件，氣瓶的安全使用關系到整個實驗廠房的安全運行，因此不斷加強氣瓶操作人員專業知識和安全知識的培訓力度，加大對源頭供應商的監督檢查，同時不斷完善氣瓶間相關管理制度，對于檢查發現的各項問題積極進行整改，才能從根本上解決氣瓶使用中的各項問題，降低因氣瓶使用原因引發的事故，從而保證各項科研項目的順利執行。