固定式在线智能复合气体检测仪在有限空间作业中的应用

李鹏，杨洪

(中国水利水电第五工程局有限公司，成都，610066)

近年来，地下有限空间作业、通风不良空间作业等施工过程中，急性中毒、窒息等安全生产事故频发，给人民群众生命财产造成严重损失。为切实做好有限空间作业生产管理，督促生产主体责任落实，明确有限空间安全生产监督管理工作职责和范围，填补监管空白，有效遏制此类事故发生，如何快速有效验证有限空间是否符合作业要求、如何稳定持续监测有限空间有毒有害气体是否超标就显得尤为重要。

1 有限空间作业常规气体检测设备优缺点

1.1 常规气体检测设备工作原理

通常由敏感元件和转换元件组成，通过传感器感受被测量气体，按照一定规律转换成可输出的信号，由微处理器进行采集、计算、数据处理产生浓度结果数据，并对数据结果进行超限比较，当被测气体的浓度超过仪器设定时，仪器产生报警并在显示屏显示报警状态[1]。

1.2 常规检测设备

有限空间作业通常选用便携式四合一气体检测仪、移动式气体检测预警仪、泵吸式四合一气体检测仪、可燃气体探测仪等。

1.3 常规气体检测设备优缺点

(1)优点：常规气体检测仪具有体型娇小、携带方便、操作简单、灵敏度高、重量轻等优点。

(2)缺点：①耗电快，需要定期更换电池；②不能24h持续稳定监测；③极易造成传感器堵塞及仪器外部污染，导致灵敏度降低、使用寿命缩短；④只能监测瞬时值，不能在显示屏固定检测数值。

2 固定式在线智能复合气体检测仪功能特点及参数

2.1 功能特点

有限空间作业固定式在线智能复合气体检测仪应用于现场多种气体浓度24h连续在线监测及温湿度的测量，现场显示浓度和输出标准信号，远程数据传输，超限声光警报响应，实时显示有毒有害气体浓度，及时预警[1]。

固定式在线智能复合气体检测仪有以下几个特点[2]：

(1)能24h持续稳定监测线性地下有限空间作业环境，实时传输、记录数据、自动声光报警、传感器灵敏稳定。

(2)可以有线或无线远程实时监控，将数据上传到手机或通过局域网传输到监控电脑，通过气体报警控制器实时监控现场的有毒有害气体浓度。

(3)具有大容量数据存储功能，可以记录实时浓度值、温湿度或只记录报警值及时间。

(4)同时显示多种气体浓度，可查看历史记录曲线图，方便现场安全监督随时查看。

2.2 检测仪参数

(1)检测气体：复合气体(一氧化碳(CO)、硫化氢(H2S)、氧气(O2)、可燃气体(Ex))。

(2)选配标准：最多可同时检测任意4～6种气体和温湿度。

(3)检测精度：≤±2%F.S(全量程内≤2%)，温度0.5℃，湿度3%RH。

(4)工作方式：固定式安装，在线检测，扩散式测量等。

(5)报警方式：现场声光报警。

3 工程实例应用

3.1 工程概况

2020年龙岗区龙岗河流域、深圳河流域、观澜河流域河流水质提升及污水处理提质增效工程(二阶段)-观澜河流域坂田街道河道暗涵工程，主要涉及坂田河暗涵、老坂田河暗涵、岗头河支流二暗涵整治，暗涵尺寸分别为6.1m×4.5m(单孔)、3.0m×3.7m(双孔)、2.6m×1.9m(双孔)，长度分别为3.6km、1.8km、1.9km，暗涵埋深8m～14m。施工内容包含：聚合物砂浆修补、垫衬法修复、化学灌浆修补、清淤工程等。

图1 坂田街道地下暗涵整治工程平面示意

3.2 固定式在线智能复合气体检测仪应用

本工程地下暗涵整治埋深深、施工干线长，施工工况复杂，随着清淤等工作开展，为保证工人良好的作业环境，采取先通风，再检测气体浓度、有害性，配备专用防毒面具，设定有毒有害气体监测报警系统，最后进入地下暗涵作业的原则。项目部为了24h全天候掌握地下暗涵施工环境动态，持续监测有限空间各工序各作业点气体情况，在各暗涵整治点配备固定式在线智能复合气体检测仪，通过实时监测，有效掌握地下暗涵作业环境，确保工人作业安全。

图2 固定式在线智能复合气体检测仪

图3 气体监测智能显示屏

3.2.1 固定式在线智能复合气体检测仪安装

(1)首先要弄清楚安装哪种气体的报警器，根据地下河道暗涵情况及特点将报警器安装在合适的位置。

(2)安装及操作过程必须严格遵照国家相关标准要求。

(3)不能在通电情况下打开报警器机壳、接线盒或更换传感器。

(4)正确地安装报警器，才会使其正常地发挥作用。报警器在使用过程中，一定要及时检验其是否正常工作。

(5)传感器及报警装置线路布置，尽可能固定在地下暗涵侧墙，不得拖地，安装位置要便于观测、操作及维护。传感器更换时，应先切断电源，卸下固定块和传感器，再将新的传感器插入对应的插座，装上固定块和传感套筒，不得扭动传感器，确认传感器已紧贴电路板即可。

(6)在线气体检测显示器要安装在阴凉易观测区，方便现场安全监督随时查看。显示器避免直接暴露，做好防水措施。

(7)注意各种不同传感器间的检测干扰，每种传感器都对应一个特定的检测气体，因此，在选择一种气体传感器时，都应当尽可能了解其他气体对该传感器的检测干扰，以保证它对于特定气体的准确检测[3]。当被检测气体比空气轻时，报警仪应安装在高位；当被检测气体比空气重时，报警仪应安装在低位，报警仪防尘网需要不定期检查和清洗，防止堵塞。

(8)注意各类传感器的寿命，各类气体传感器都具有一定的使用年限。因此，要随时对传感器进行检测，尽可能在传感器的有效期内使用，一旦失效，及时更换。传感器使用期限达到时，应从环保的角度，依照地方废物管理及环境法规要求进行安全处理。

3.2.2 固定式在线智能复合气体检测仪使用

(1)气体检测仪为精密仪器仪表，在使用过程中，尽量防止仪器掉落或碰撞，以免影响检测效果，导致检测数据异常。

(2)在使用过程中，仪器出现故障，禁止私自拆卸机器，应及时联系厂家进行维修，并更换备用设备，确保地下河道暗涵内工人的工作环境工况得到有效监测。

(3)使用过程中还要做好清理维护工作，防尘罩、进气孔要定期清洁，对暗涵内传感器安排专人定期保洁，确保设备有效运行。

(4)当长时间不使用仪器时，应关机，并将仪器存放在干燥、无尘、适温的环境中，而且存放的位置也应避免仪器出现坠落的情况。

3.3 运行管理中存在的问题及对策

3.3.1 运行管理过程中存在的问题

(1)在使用过程中，经常会出现报警器密封件损坏、松动等设施损坏而无人及时维护的现象，报警器的安装地点主要位于地下河道暗涵内，特别是在实施暗涵清淤阶段，底泥清疏扰动有毒有害气体超标，如果报警器不能及时维修保养，就会存在极大的安全隐患。

(2)在地下河道暗涵施工过程中，由于工序需求，不考虑检测器的作用和检测范围，随意改动检测器的位置，造成检测器灵敏度降低或装置出现检测死角。

(3)在实际施工过程中，检查不全面或者检查周期长，没有实时掌握系统运行情况。

3.3.2 对策

(1)加强安全技术交底，熟练掌握固定式在线智能复合气体检测仪报警装置的结构及工作原理。

(2)定期、专人对报警装置及线路进行检查，对损坏的及时维修或者更换。

(3)在改动检测装置位置时，由专人负责，同时充分考虑检测仪的有效检测范围、释放源的位置等因素。

(4)对现场安全监督及地面监护人员定期进行相关知识考核，充分发挥固定式在线智能复合气体检测仪可实时对地下河道暗涵内有毒有害及含氧量的动态监测。

3.4 应用效果

深圳龙岗项目暗涵整治工程共计地下河道暗涵8km已全部完工，无任何安全事故发生。通过此次固定式在线智能复合气体检测仪的应用，整个施工过程，对暗涵内工人作业环境实施在线监控，对不利环境及时采取相应措施，圆满地完成了地下河道暗涵整治。

4 结语

深圳龙岗项目暗涵整治工程已全部完成并通过验收。项目部采用固定式在线智能复合气体检测仪监测系统对暗涵内的空气进行连续、实时监测，无论是在暗涵内，还是在地面的监测控制平台，都能直观地通过电脑显示器读出暗涵内氧气、可燃气体、有毒有害气体的含量，通过主机的数据储存功能，能将监测数据和报警信息储存到计算机，定期打印存档。项目部也充分利用便携式气体检测仪随身携带检测，通过两种气体检测设备的配合与验证，确保在暗涵内清淤时扰动淤泥出现的有毒有害气体能被迅速监测到，人员可迅速撤离，启动相应的应急措施，积极开展应急工作。