浅议自立式钢制烟囱安装安全风险控制

摘要: 本文结合石油化工装置自立式钢制烟囱安装工艺实际情况和特点，分析了安装过程中存在的主要安全风险，在确保安全的前提下，本着项目现场资源高效合理配置的原则，有针对性地阐述了简便快捷而又行之有效的安全防护措施，有利于促进自立式钢制烟囱安装施工的安全高效组织，可为类似作业的安全管理提供借鉴。

关键词：烟囱；安装；安全；控制

中国分类号：TH17文献标识码：A

一、前言

近几年来，我国炼油、石油化工工业迅猛发展，作为石油化工生产装置中工业炉排放废气的钢烟囱得到了广泛应用，其具有直径小、高度高、温度高、安装难度大、安全风险高等特点。其中最为显著的特点就是高度较高，以便烟囱内热空气聚集，增强空气的热膨胀上升效果，产生的浮力和压强越大，排烟能力就越强。自立式钢制烟囱高度一般为40m~120m，外形为圆锥形或圆锥形与圆柱形的结合体，多在项目现场进行分段预制、组对、安装。由于烟囱分段安装过程中存在的安全风险较高，按照塔容器设备分段安装的通用做法，即搭设落地式满堂脚手架作业平台进行高空组对操作以策安全，但成本高耗时相对较长。故结合本人实际参建中石油与美国AP公司合资的四川艾尔普10Nm3/h制氢（含合成气）装置转化炉烟囱的施工经验，浅谈一下在钢制烟囱分段安装过程中，如何采取安全可靠但又经济高效的控制措施和手段，在确保安全的前提下做到与进度、效益的和谐统一。

二、安装工序概述

烟囱预制完后分段拉运到现场，后续安装工作主要包括四个阶段，一是在地面做好每段烟囱的防腐衬里，将能安装的平台梯子安装完成，如有照明和避雷设施也尽量在地面敷设完成；二是基础验收、放线，进行吊装前准备，吊装钢烟囱第一段，标高、垂直度调整，底座固定，在烟囱接口处搭设作业平台；三是按照吊装方案吊装第二段烟囱就位，临时固定，调整找正，与第一段进行组对，螺栓连接或焊接（外部），爬梯平台安装，后续分段安装类推；四是整体组对完后， 完善平台梯子，烟囱筒体补漆，作业平台拆除。

三、主要安全风险分析

烟囱安装的每一阶段都有不同特点的安全风险，在第一阶段主要是地面工作，防腐衬里涉及到受限空间内作业，需搭设爬梯上下进出，有人员坠落风险。烟囱内衬里材料搬运、抓钉焊接，需进行动火及临时用电作业。进出通道不合格，将影响到烟囱内应急事件的处理；第二、三阶段的工作主要是烟囱分段吊装和组对，没按照方案吊装或吊装方案有误，机索具有缺陷，违反十不吊规定操作等，将导致吊车倾覆、吊物坠落等事故。烟囱组对高处作业频繁，作业人员从爬梯上下及在作业平台上操作，高处安全防护措施采取不当，工具物件随意摆放，极易发生高处坠落和物体打击；第四阶段烟囱筒体补漆，如果没有合格的平台或站位不当，存在高处坠落的风险。作业平台拆除，如果拆除顺序不当，安全防护措施不到位，高处坠落和物体打击的可能性极大。综上分析，根据各种风险发生的可能性、频率及后果的严重程度，烟囱安装的主要风险有三类，即吊物坠落、人员高处坠落和物体打击，其中高处坠落和物体打击是最大的风险，也是本文重点论述的控制对象。

四、安全控制措施

钢烟囱要在现场分段进行防腐衬里施工等地面作业，由于场地有限，需要抓紧完成前几段的地面作业，并尽快进行吊装，为后几段的安装腾出场地。而烟囱吊装一般需要大型吊车，为节约大型吊装费用，施工单位将结合项目大型设备的吊装计划，统筹安排烟囱与其它大型设备的吊装，在吊装周期内紧凑安排甚至穿行，对烟囱的地面作业及吊装提出了更高的进度要求及安全要求。针对上述特点，采取高效可行的安全控制措施，保证施工组织的快捷平稳实施。

1、钢烟囱安装最突出的风险就是高处坠落和物体打击，防止此类风险应从方案优化入手，从本质上减少高处作业。笔者所在的四川艾尔普10Nm3/h制氢项目转化炉烟囱原设计方案是分段焊接组对，不但工作量大，高处作业也大大增多，安全风险也随之增加。在确保烟囱使用性能不受影响的前提下，经与设计沟通变更为分段螺栓连接，大大减少了高空作业量。其次，在地面尽量在分段烟囱上将平台爬梯安装好，不但高处作业减少，还可尽早为作业人员提供上下正式通道和平台，增大了安全保险系数。

2、地面作业风险控制。地面作业主要是防腐衬里及部分平台梯子安装，安全风险以受限空间及高处坠落为主。烟囱内防腐衬里作业由于顶部敞口，没有形成密闭空间，基本不会造成有毒有害及窒息气体的危害，主要危害体现在烟囱内抓钉焊接的临时用电、衬里施工作业平台及进出通道的设置上。为此要做好以下防坠落、防触电等安全控制措施：

2.1 可将地面上的分段烟囱内作业视为三级受限空间作业管理，进入前需要办理作业票，对烟囱内部脚手架搭设、进出通道、用电线路等进行检查确认，合格并办理作业票后进入作业。此项作业无须进行气体检测，也可不用在烟囱外设置监护人。

2.2 防腐衬里作业需搭设作业平台，为确保高处作业安全，搭设内外部落地式脚手架，经检查验收合格后使用。为减少脚手架重复搭拆量，可规划好各段烟囱地面的站位，在不影响吊装的情况下搭设整体式外部脚手架以便重复使用。

2.3利用内外部脚手架的上下爬梯，搭设合格的进出通道，在分段烟囱筒体顶部边缘铺设跳板过桥，连接内外脚手架形成完整的上下进出通道。

2.4 电焊机等用电设备放置在烟囱外面，电缆线路保持完好，电焊把线及二次线不得有破皮现象，在通过金属边缘时进行隔离防止损坏。如果烟囱内作业需要照明，应使用隔离变压器，保证照明电源为安全电压。

3、吊装作业贯穿烟囱安装的始终，其主要风险控制措施如下：

3.1做好吊装前准备工作，吊装前由技术人员和安全人员组织对现场所有作业人员进行交底。吊车到达指定位置并对吊车的各项性能进行检查，索具穿挂前对索具进行检查，并做好相关记录。在烟囱适当位置栓系溜绳，用其控制烟囱在吊装过程中过大的晃动。

3.2拉设好警戒区，签发吊装作业票。确认所有的准备工作完成及相关作业票办理之后，吊装工程师和安全工程师分别对现场人员进行最后技术和安全交底，做好交底记录。相关人员对各个吊装参数最后进行一次核对，确认无误后，授权人签署吊装命令书。

3.3 吊装前试吊。吊车指挥人员指挥吊车起吊设备，起升设备到离支撑约200mm的距离，保持该状态约10分钟。期间派专人检查设备、索具、吊车、路基箱和地基等，观察是否存在异常情况。一旦出现问题，立刻将设备放回原处并进行分析整改。

3.4 试吊过程检查无误后，正式吊装。吊装期间禁止无关人员进入警戒区，吊装严格执行十不吊规定，吊车在负重行走、旋转臂杆等一系列吊装过程中，指派专人观察吊车、设备、索具、超提配重、周边环境、地基等情况，一旦有异常情况及时与指挥人员取得联系。

4、烟囱组对风险控制。搭设合格的烟囱分段组对作业平台是削减高处坠落和物体打击风险的根本措施，塔容器设备组对的通用做法是搭设落地式满堂脚手架作业平台，安全可靠性高，但脚手架搭拆量大，周期长，与大型吊装配合紧凑型差，施工成本较高。为此，搭设安全可靠的临时组对作业平台不但方便快捷，而且经济合理。

4.1在地面对除首段与顶段不需设置临时组对作业平台外，在其它段每段对接面下移1.2米处搭设临时组对作业平台。搭设方法为：

在烟囱外壁划定标高处分别以30°环向均布竖向焊接槽钢支撑点（上下两排），上下间距为0.83米。

预制若干水平长度1.4米，竖面夹角为30°的封闭三角悬臂支架，支架两端部竖向焊接一段角钢作为插销。如右图示。

悬臂三角支架上下插销分部插在每层已焊接生根槽钢里，构成空间稳定结构。

用Φ25mm钢管制作П型水平护栏，在悬臂三角支架角钢水平端部竖直焊接1根长1.2米的角钢作为护栏立柱，在立柱角钢顶部及中下部两侧分别焊接Φ30mm钢管短接以承插П型水平护栏，在周圈立柱上拉设生命绳作为护栏中间护腰。

在每层悬臂三角支架上铺设3m钢脚手板作为平台，部分区域要重叠铺设以保证平台上没有空隙，每块跳板均绑扎牢固。同时，在平台外缘绑扎踢脚板与立柱固定。

临时组对作业平台安装如下图：

4.2 构成临时组对作业平台的悬臂三角支架、支撑槽钢等焊接部分均要进行着色检查，检查合格后投入使用，以确保焊接性能满足要求。支撑槽钢的尺寸选择要以平台受力计算书为准，与烟囱外壁一般为满焊，烟囱安装完毕后槽钢可不用拆除。

4.3 烟囱组对操作时，作业人员在临时平台上必须系挂好安全带，在地面可坠物的范围外拉设警戒绳，禁止人员入内，并设置监护人监督。

4.4 在临时平台上作业，必须配备工具桶，将易坠落的小件工具物件放入桶内，并将工具桶用铁丝固定，使用的手持工具必须系上绳索固定，防止脱手坠落。临时平台上严禁放置较大材料，必须将多余材料及时清理回地面。

5、上下通道的设置。在地面尽量安装好具备安装条件的爬梯和平台，以提供正式的通道。每一段安装就位后，应随之安装地面未能安装的梯子平台，做到安装一段完善一段。在组对处不能连续设置爬梯的部分，应与临时作业平台配合设置，保证人员到临时平台具有合格的通道。在高空安装爬梯时，由于无法搭设作业平台，可采用爬梯吊装后在正式平台上先固定爬梯下端，上端用吊车吊起就位，作业人员攀登并站在爬梯（带护笼）上将上端固定，同时从吊车吊钩上单独设置一根生命绳放下，作业人员将安全带系挂在生命绳上，确保人员上下及作业时安全带的100%系挂。

6、烟囱组对安装完毕阶段的风险控制措施。烟囱组对完毕，梯子平台、照明避雷设施安装完毕，余下工作就是筒体补漆及临时作业平台的拆除。筒体补漆作业人员可利用正式平台、爬梯及临时作业平台进行长杆作业，必须保证安全带100%系挂。临时作业平台的拆除风险性极高，必须稳妥审慎实施。

6.1 临时平台拆除必须按由下而上顺序进行。拆除作业人员不宜过多，作业伙一般由4人组成，而且只能由一伙作业，严禁上下多层同时拆除。作业方案是一人在临时平台上拆除并捆绑材料，两人在上一层平台用绳索下放材料到地面，一人在地面接收材料并监护。地面设置警戒区，严禁无关人员进入。

6.2临时平台拆除作业不涉及动火动焊，只是手工拆除，故临时平台上一人作业即可，不宜多人作业。事先从上一层平台固定一防坠器（15m），下层拆除作业人员将安全带系挂在防坠器绳钩上，可方便在平台上来回移动。按每一跨区域分片拆除，每跨拆除顺序为拆护栏跳板悬臂三角支架。

6.3在拆除层的上一层固定好绳索，拆除人员先将待拆件用绳索捆绑牢固，防止拆除时坠落。拆完后由上一层平台的两人利用绳子将拆除件材料缓慢下放至地面，全过程必须系挂好安全带。

6.4 拆除作业前应进行专项安全交底，每天作业前对使用的安全工具、设施、绳索等进行检查确认，合格后才能使用。拆除示意图如下：

7、烟囱组对作业必须办理高处作业票，临时作业平台安装完成后必须由技术、安全、施工相关负责人联合检查确认合格后挂牌使用。

五、结束语

自立式钢制烟囱安装安全风险控制的核心是防高处坠落和物体打击，要切实做到防范事故发生，必须结合施工工序查找出主要的作业风险点，采取可行的安全风险削减和控制措施，既要保证安全可靠又要尽量满足施工进度要求。事实证明，笔者所在的项目按照本文所述方法采取安全控制措施，强化过程管理，不但安全风险可控，安装施工平稳有序，而且节约了施工周期，节省了脚手架材料，减少了大型吊车的占用时间，有效降低了施工成本，安全经济效益明显。

作者简介：张毅（男，生于1971年12月19日）目前就职于中石化南京工程公司，任公司安全总监，长期从事工程企业安全管理工作。