能源隔离和机械防护在冶金企业的研究与应用

魏 猛

（唐山钢铁集团责任有限公司，河北 唐山 063000）

在冶金企业的产品生产过程中，加强本质化安全管理可以改善人的不安全行为和设备的不安全状态，从而在根本上解决生产过程中的安全问题。能源隔离和机械防护能全面提升安全本质化管理水平，能严格作业程序，提升设备的规范化和标准化管理，能建立起一套高效率、高稳定性的安全生产组织模式，实现安全管理和设备管理与工艺控制的深度融合，满足高端品种高效生产要求，实现产线效率再提升。

1 能源隔离和机械防护的重要性

利用系统工程的方法对钢铁企业生产、维修等存在的危险性和可能产生的后果进行风险识别、评价，找出设备、产线的介质能量释放可能引起事故的危险源点，并根据能量意外释放理论，利用现代化技术手段，通过能源隔离和机械防护等措施进行相应的、有针对性的、确实有效控制对策，持续优化安全生产作业环境，严格管控风险源点，切实强化设备设施运行和检查维修安全管理，进一步消除事故隐患，努力实现生产作业本质安全。

目前唐钢公司实行停电、停介质挂牌制度，由点检检修人员进行停电验电、停介质，并在阀门、电气开关部位悬挂“禁止操作，有人工作”的安全警示标牌。停电、停介质挂牌的方式不能对能源停送点进行强制管控，很容易发生误操作的情况的发生。实际检修过程中由于参修单位多，检修时长不一致，人员作业有交叉等导致的沟通不畅，提前作业完毕的人员直接将电源开关或各种介质阀门打开，危及正在危险区域内作业人员的生命安全。据美国OSHA（职业安全与健康）的数据显示，每年约3万例轻伤、3万例严重伤害、100-150例致命伤亡事故与能源隔离相关。绝大部分的事故就是因为对能源的管控不到位而发生的，因此,能源隔离管理是作业安全中的关键环节。从2017中国安全生产协会冶金安全专业委员会安全生产统计数据来看，钢铁企业发生伤亡事故原因最多的是违反操作规程或劳动纪律和其他原因，全部是直接或间接接触了意外能量的释放造成的缘故，能源隔离和机械防护理论主要能以标准化的管理防止人的不安全行为造成接触能量，从而实现本质化的安全管理。在冶金企业推进能源隔离和机械防护起步较晚，目前无生产线成熟的运用了能源隔离和机械防护，因此提高安全管理水平，降低生产安全事故，能源隔离和机械防护是迫在眉睫、急需推广的有效管控安全措施。

2 能源隔离和机械防护的基本概念

能源隔离是通过在能量隔离装置上安装上锁装置，用来隔离作业区域内所有危险能源，来防止由于危险能源意外释放而造成的人员伤害或财产损失。用锁定的方式来防止有人随便操作隔离的动力源或者设备，直到维修结束，锁具移除。挂牌即悬挂警示标识，使用吊牌来警告别人已经被隔离的动力源或者设备不能随便操作。

上锁挂牌:通过安装上锁装置及悬挂警示标签来防止由于危险能源意外释放而造成的人员伤害或财产损失的方法。

图1 上锁挂牌锁定能量源

机械防护是采取有效的防护措施，使人员与危险部位脱离接触。可以有效防止人员因为接触机器或设备相关危险导致的物理性伤害或飞出物件导致的死亡或严重伤害。有效的防护装置是指在机器正常工作期间，所有员工都无法进入到机器危害点的通路，包括上、下、四周以及通道。

机械防护通常采用壳、罩、屏、门、盖、栏杆等形式作为物理障碍，防止人接触机器设备，将人和设备有效隔离的装置。例如,用金属铸造或金属板焊接的防护箱罩,一般用于对齿轮、联轴器等传动装置进行防护；金属骨架和金属网制成的防护网,常用于皮带传动装置的防护（便于观察）；栏杆式防护适用机组区域性或整体设备的现场防护。

图2 机械防护隔离危险设备

3 能源隔离和机械防护在产线上的研究与应用

利用系统工程的方法对钢铁企业生产、维修等存在的危险性和可能产生的后果进行风险识别、评价，找出设备、产线的介质能量释放可能引起事故的危险源点，并根据能量意外释放理论，利用现代化技术手段，通过能源隔离和机械防护等措施进行相应的、有针对性的、确实有效控制对策，持续优化安全生产作业环境，严格管控风险源点，切实强化设备设施运行和检查维修安全管理，进一步消除事故隐患，实现生产作业本质安全。

唐钢以高强汽车板公司5、6#镀锌线为试点，探索能源隔离和机械防护在两条生产线的运行情况。镀锌线为连续性生产线，检修完成后，需要单体调试，各检修任务时长不一致，在保证安全的基础上，兼顾检修效率，探索出一条产线多个隔离区的能源隔离特色。确立了能源隔离的实施主体思路，并制定了实施方案：根据生产线特点进行区域划分；进行能源种类识别和能源图绘制；风险及隔离点识别；编制分机隔离指导书及全机隔离指导书，根据现场评估确认隔离形式及锁具。

图3 能源隔离程序设计图

按照检修单体试车、作业频率等实际情况，将一条生产线合理划分为多个隔离区，作业时单独进行能源隔离，互不影响，提高作业效率。

利用系统工程理论，辨识生产线涉及的能源主要为电能、机械能、液压能、气动能、化学能、热能、势能、放射能、或其它能（电离辐射或非电离辐射、蒸汽等）、或潜在能（储存或残存的能量）的源头。

将各条生产线中存在的全部能源全面识别出来，不能有遗漏。将识别出来的能源进行细致梳理，绘制能源图，从能源的起点到用能点的部件（如：液压缸、马达等），中间经过可切断能源的隔离点标识出来，将该条生产线的能源分布情况清晰地表现出来。

根据全部工作内容与识别出的隔离点进行统计分析，确定全机隔离指导书（该区域所有危险能源全部识别和隔离，具备实施任何工作的条件）。根据各区域工作任务清单，参考对应区域设备能源隔离的可实现性，确认能源隔离指导书的数量和名称：针对全机隔离状态下无法实现的工作任务、满足某项工作任务的特殊能源需求；不用全机隔离便能满足工作需求的工作任务，便于提高工作效率。将全机、分机隔离指导书隔离点按照能源类型进行分类汇总，建立清单，确定现场隔离点对应的隔离形式及锁具种类、数量。

根据唐钢镀锌生产线设备结构特点，确定机械防护方式为整体防护与局部防护相结合，实现危险部位防护门与设备启停安全联锁。机械防护推行方案为制定机械防护标准；绘制机组布置图；对需要进入防护区的工作任务进行统计、筛选；确定机组防护门的详细方案；对防护区内部的危险点进行识别和统计；对识别出的危险点进行评估，制订有针对性的防护方案。

图4 镀锌线隔离点清单

依据国家和行业标准，制定机械防护模块的设计标准，确定机械防护装置的种类、防护强度等要求，防护装置制作材料规格、防护安全距离、联锁防护装置的使用种类和方法，制定警示标识悬挂标准和警示语填写要求，为后续机械防护的推进工作提供标准依据。

绘制机组防护图，建立统一规范图例，封闭区域尽量小，将危险部位全部划入防护范围，不允许任何人进入防护区域，实现人与设备的物理隔离。唐钢镀锌生产线长度跨度范围大，自动化程度高，设备运转速度快，采取将整条机组划入防护范围。

经与工艺技术专业人员和生产班组岗位人员调查调查后，统计需要半身进入和全身进入防护区域内的全部工作任务，确定这些工作任务的来源、周期、频次，及各个工作任务在进行时可能遇到的风险等，最终形成《机械防护工作任务清单》。

在全机防护基础上开设防护门，便于操作人员进入防护区域实施工作任务。防护门开设的位置应靠近工作任务实施点位，尽量减少防护门数量。防护门开设完成后，由工艺技术专业和自动化专业确定防护门的联锁程序的设定，确定启停条件，最终形成联锁防护门开设方案。

根据岗位职工作业活动，采用LEC法对防护区设备进行危险源点辨识，辨别其防护装置的可靠性，使用OHA分析工具，判断风险点位在现有状态下的风险等级，根据风险等级制定整改方案和顺序。

通过在唐钢镀锌线实施机械防护,形成外有防护网、门禁联锁装置隔离无关人员靠近设备；内有防护栏杆、防护罩保护岗位及点检工作人员的双重机械防护机制，同时根据产线设备的实际优化设备控制程序，实现设备安全联锁和智能化控制技术的运用，最大程度的减少人员误入、操作错误等违章行为。

4 结语

随着唐钢公司高端品种比例的不断提升，公司深入推广“两个隔离”，即能源隔离和机械防护，全面提升安全本质化管理水平。从严格作业程序，提升设备的规范化和标准化管理；建立起一套高效率、高稳定性的安全生产组织模式，实现安全管理、设备管理与工艺控制的深度融合，满足高端品种高效生产要求，实现产线效率再提升。