一种电厂受限空间作业安全监测系统及方法

技术领域

本发明属于受限空间安全检测技术领域，具体涉及一种电厂受限空间作业安全监测系统及方法。

背景技术

受限空间是指进出受限，通风不良，易造成易燃易爆、有毒有害物质积聚或缺氧的封闭、半封闭设备、设施和场所。因受限空间作业环境复杂、危险有害因素多，容易发生安全事故；同时由于固有风险产生危害时，人员不便于逃离或救援。

近年来，受限空间安全事故频发，总量居高不下，受限空间作业安全受到高度重视。又由于电厂工作环境复杂、工作场所多样，受限空间中的设备场所类别多、数量大、难度大，包括各类锅炉、管道、容器、塔、槽、罐、坑(池)等。

目前，受限空间作业按照“先检测后作业”的顺序对受限空间内的环境进行检测，同时配合作业过程中的定期检测，但现有的检测手段不能做到连续测量，受限空间内作业人员与监护人员不能实时沟通，易产生安全漏洞，且受限空间内进行作业时由于空间密闭，易造成作业人员由于受限空间内有害气体聚集造成作业人员身体受到伤害，不能对受限空间内部的环境整体进行检测和调节，同时不能对受限空间内部的作业人员的健康进行检测，不能充分保障受限空间内的人员安全。

发明内容

为了解决现有技术中的问题，本发明提供了一种电厂受限空间作业安全监测系统及方法，能够持续对受限空间内环境和作业人员的检测，能够满足受限空间持续检测的要求。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种电厂受限空间作业安全监测系统，包括设置于受限空间外部的移动式通风检测装置、终端处理器和监控终端，以及设置于受限空间内部作业人员身体上的便携式检测装置，其中，

所述移动式通风检测装置与所述终端处理器电连接，用于对受限空间内的环境的空气通过管道进行监测、循环和置换；

所述便携式检测装置与终端处理器无线连接，用于检测受限空间内作业人员的生命体征，定位作业人员在受限空间内的位置，并将健康数据和定位位置信息无线传输至终端处理器上；

所述终端处理器用于接收所述通风检测装置和便携式装置的检测数据，反馈调节通风检测装置的通风量；

所述监控终端与所述终端处理器无线连接，用于实时监控受限空间内作业人员的作业环境，显示便携式检测装置检测得到的作业人员的身体数据信息，和受限空间内的作业人员进行对话和信息交流。

进一步地，所述移动式通风检测装置的本体上固定设置有检测口和通风口，所述检测口与外界风源相连接，所述通风口与受限空间密封连接。

进一步地，所述便携式检测装置包括可拆卸连接于受限空间内作业人员身体上的便携式气体检测仪和便携式生命体征检测仪。

进一步地，所述受限空间为内部通风不良的封闭或半封闭的设备或场所。

进一步地，在受限空间封闭或半封闭的设备或场所的一端固定设置有人孔门。

进一步地，所述人孔门上固定设置有人孔门固定报警器。

进一步地，还包括系统服务器，所述系统服务器与所述无线终端处理无线连接，用于对移动式通风检测装置和便携式检测装置所检测的数据进行计算、存储和输出。

进一步地，受限空间的外壁上设置有防爆无线摄像头，所述防爆无线摄像头与所述终端处理器无线连接。

进一步地，还包括无线控制器，所述无线控制器与所述终端处理器无线连接，用于控制设置于受限空间外部的终端处理器能够与监控终端、通风检测装置和设置于受限空间内的便携式检测装置之间实现无线连接和无线数据传输。

一种电厂受限空间作业安全监测方法，包括，

在受限空间的外部分别设置移动式通风检测装置、终端处理器和监控终端；

在受限空间内部的作业人身体上设置便携式检测装置；

将终端处理器分别与移动式通风检测装置、监控终端和便携式检测装置电连接；

根据便携式检测装置对作业人员生命特征的检测，和在受限空间外部设置的监控终端和移动式通风检测装置对受限空间内环境的检测，完成受限空间的安全检测。

相较于现有技术，本发明的优点在于，

本发明的一种电厂受限空间作业安全监测系统，通过在受限空间的外部设置终端处理器，以及与终端处理器无线连接的便携式检测装置和管道连接的通风检测装置，以及在受限空间的内部作业人员的身体上设置便携式检测装置，使得当受限空间内的环境气体浓度和有害气体浓度上升时，通过作业人员身体上的便携式检测装置能够对受限空间内作业人员的生命体征数据进行采集，和对作业人员所处受限空间的内部气体的含量和浓度进行采集，根据采集数据的结果用于控制通风检测装置对受限空间内输入空气，使得受限空间内的空气能够快速循环和置换，保障了受限空间内的良好环境，同时保障了作业人员的健康；同时通过在受限空间的内部设置监控终端，能够实时监控受限空间内作业人员和操作设备的状况，并通过观察监控终端所监控的监控画面，和作业人员的生命体征数据和作业人员所处受限空间内环境的气体含量的大小，通过监控终端对受限空间内部作业的作业人员进行交流和提醒，进一步保障了作业人员的安全。

进一步地，通过在受限空间内的作业人员身体上设置便携式气体检测仪和便携式生命体征检测仪，使得通过生命检测仪和气体检测仪能够对受限空间的环境和作业人员的身体数据进行检测，进一步保障了环境的安全性和作业人员的健康。

进一步地，为了避免受限空间的人孔门关闭造成受限空间内的环境气体更加密闭和流通性变差，通过在人孔门上设置人孔门固定报警器，使得作业人员在进入到受限空间内时，通过人孔门固定报警器的检测和报警对人孔门的开闭进行报警，保障进入受限空间内作业的作业人员安全，避免了由于人孔门关闭造成作业人员在受限空间内由于环境气体造成身体损害，对受限空间内的作业人员的安全起到进一步的保障作用。

附图说明

构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。

在附图中：

图1为本发明一种电厂受限空间作业安全监测系统的整体结构示意图；

其中：1、移动式通风检测装置；2、检测口；3、通风口；4、受限空间；5、人孔门；6、人孔门固定报警器；7、系统服务器；8、显示器；9、便携式气体检测仪；10、便携式生命体征检测仪；11、防爆无线摄像头；12、终端处理器。

具体实施方式

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

以下详细说明均是示例性的说明，旨在对本发明提供进一步的详细说明。除非另有指明，本发明所采用的所有技术术语与本发明所属领域的一般技术人员的通常理解的含义相同。本发明所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而并非意图限制根据本发明的示例性实施方式。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

具体地，本发明中的受限空间为工厂的各种设备内部(炉、塔釜、罐、仓、池、槽车、管道、烟道等)和城市(包括工厂)的隧道、下水道、沟、坑、井、池、涵洞、阀门间、污水处理设施等封闭、半封闭的设施及场所(船舱、地下隐蔽工程、密闭容器、长期不用的设施或通风不畅的场所等)，以及农村储存红薯、土豆、各种蔬菜的井、窖等。通风不良的矿井也应视同受限空间。本发明中的受限空间以锅炉为例，说明本发明的技术方案。

具体地，本发明的锅炉并非传统意义上用于供暖的锅炉，可理解为在没有投入供暖前需要作业人员在圆形、矩形或其他形状内进行作业，且作业空间内通风和空气置换相对封闭、密闭或半密闭半封闭空间。可选地，本发明的方案在通风或空气置换等缓慢的空间，如厂房，仓库，地下室等均可理解为受限空间。

实施例1

本发明的一种电厂受限空间作业安全监测系统，如图1所示，包括移动式通风检测装置、便携式检测装置和终端处理器12，其中，便携式通风检测装置通过管道与受限空间4密封连接，用于对受限空间4内的环境的空气进行循环和置换；便携式检测装置设置于受限空间4内作业人员上，用于检测受限空间4内作业人员的健康状况，定位作业人员在受限空间4内的位置，并将健康数据和定位位置信息无线传输至终端处理器12上；无线终端与所述便携式通风检测装置和便携式检测装置无线连接，用于接收便携式装置的检测数据，反馈调节通风检测装置的通风量。

具体地，便携式通风检测装置为矩形结构且设置有检测口2和通风口3，用于实现气体检测功能和强制通风功能，根据作业需求可移动至受限空间4附近合适位置，均利用管道延伸至受限空间4工作区域，其中，检测口2与外界风源或空气相连接，通风口3与受限空间4密封连接，检测口2用于接收外界封源或气源，通风口3用于给受限空间4内输送检测口2输入的风源或气源，使得受限空间4内的空气能够循环和置换。

具体地，移动式通风检测装置设置有强制通风功能，利用送风机通过通风口3对受限空间4进行强制通风，以尽快降低有害物质浓度，有手动开启和自动开启两种模式，当气体浓度超过阈值自动开启强制通风，当恢复到一级报警范围内，停止强制通风，另外，根据需要工作人员可进行手动强制通风。移动式通风检测装置上设置有气体检测仪，用于对受限空间内的环境气体进行持续检测，在作业人员进入到受限空间内部时，气体检测仪首先检测受限空间内部的空气，待受限空间内部的气体浓度正常后作业人员进入受限空间，移动式通风检测装置上集成设置有检测口和通风口，且检测口与通风口之间不进行气体交换，检测口设置于移动式通风检测装置的一侧，在检测口的内部固定设置有气体检测仪，检测口通过管道与受限空间的内部固定密封连接，检测口对受限空间内的空气进行检测时，受限空间内的气体通过管道传入检测口中，气体检测仪对气体进行检测；通风口设置于移动式通风检测装置的另一侧，通过风口用于对受限空间内部进行通风，对受限空间内部的气体进行置换。

优选地，移动式通风检测装置的载体可选为受限空间内部的在线监测设备，如PTM600-S。

优选地，通风口通过管道与受限空间的内部相密封固定连接，可选吹吸式吹灰机或吹吸式吹风机，或具有吹吸功能的空气机等。

具体地，本发明的受限空间4设置有人孔门5，人孔门5的数量包括但不局限于一个，或两个，人孔门5的优选为密封式的人孔门，优选为圆形结构的人孔门5，优选人孔门5设置为受限空间4的下方，便于作业人员进入到受限空间4内。

具体地，人孔门5上设置有人孔门固定报警器6用于固定打开的人孔门5防止其关闭，并对意外关闭进行报警，安装于人孔门5处。优选设置于人孔门固定报警器6设置于人孔门5的门框处，与人孔门5的门框可拆卸连接。

具体地，便携式检测装置设置于受限空间4内作业人员上，用于检测受限空间4内作业人员的健康状况，定位作业人员在受限空间4内的位置，并将健康数据和定位位置信息无线传输至终端处理器12上；便携式生命体征检测仪10用于实时监测人体心率和血氧，异常情况自动报警，佩戴于工作人员手腕处。

具体地，便携式检测装置包括可拆卸连接于受限空间4内作业人员身体上的便携式气体检测仪9和便携式生命体征检测仪10。具体地，便携式气体检测仪9可拆卸设置于作业人员的服装或随身携带的工具上，如将便携式气体检测仪9设置于作业人员的上衣口袋，肩膀，腰带或设置于固定在腰带的工具袋和工具上，或将便携式气体检测仪9设置于作业人员携带的安全帽上等，用于检测作业人员所处受限空间4内的气体环境，如检测受限空间4内的二氧化碳浓度，有害气体浓度，当受限空间4内的二氧化碳浓度和有害气体浓度过高时，终端处理器12可强制控制移动式通风检测装置对受限空间4进行通风和换气，使得受限空间4内的二氧化碳浓度和有害气体浓度处于正常水平或低于正常水平。具体地，生命体征检测仪设置于受限空间4内作业人员的手腕处，生命体征检测仪直接与作业人员的手腕直接接触，用于检测受限空间4内作业人员的身体健康，如主要检测的指标有作业人员的体温，心率，心电图和血压等基础指标，并将基础指标上传至终端处理器12上。

具体地，对受限空间内部环境进行检测时和调节时，根据作业人员所处环境中气体浓度的高低来确定受限空间整体的环境气体浓度的高低，即当受限空间内的作业人员检测到其所述环境气体含量浓度超过预先设置的浓度时，控制终端处理器自动启动移动式通风检测装置的开关，对受限空间内的整体环境进行置换和循环，加快受限空间内部气体的循环速度，使得受限空间内部环境的气体浓度快速降低，达到保护受限空间内部作业人员健康的目的；对作业人员的生命体征进行检测时，根据便携式检测装置所检测和采集的数据反馈至监控终端的显示器上，根据显示器上的实时数据和历史数据作为依据，当作业人员所检测的气体含量浓度和生命体征明显增高，或持续增高，或变化幅度较大时，处于监控终端室中的监控观察人员对处于受限空间内的作业人员通过监控终端就行提醒，保护受限空间内的作业人员安全。

优选地，气体检测是利用抽吸式气体检测仪通过检测口2抽取样气并检测，检测的气体包括氧气、甲烷、氢气、一氧化碳、一氧化氮、硫化氢、氯气、氰化物、二氧化碳等，超过气体浓度阈值进行报警，根据相关标准，可分为一级报警和二级报警，二级报警为更高级别报警，当任一气体检测仪检测异常，该工作范围内所有气体检测仪均发出报警信号，提醒受限空间4内所有工作人员。

终端处理器12将便携式通风检测装置所实时监测数据进行统计，输出为图表信息显示于显示器8上，用于对受限空间4内作业人员的健康检测指标，根据健康检测指标对受限空间4内的作业人员进行健康检测。

系统服务器7无线连接于无线终端上，用于对信号进行处理、分析、计算，实现气体浓度实时监测、生命体征实时监测、报警联动、强制通风、远程监控通话等功能。

优选地，生命体征检测仪为一个集成的检测仪。

优选地，终端处理器12为无线终端处理器，终端处理器12与所控制的单元无线连接。

具体地，本发明的一种电厂受限空间作业安全监测系统，在作业人员进入到受限空间4内的作业流程为，打开人孔门5，安装人孔门固定报警器6，若在作业人员进入到受限空间4内的时间人孔门5意外关闭立即发出报警；在充分通风后，将移动式通风检测装置1的检测口2与通风口3放置到位并固定；利用移动式通风检测装置1连续测量受限空间4内可燃气体、有毒有害气体，若超过设定的浓度阈值范围，发出报警信号(一级、二级)并联动通风设备强制通风，气体浓度恢复正常后停止通风；若气体浓度检测合格，工作人员佩戴便携式气体检测仪9、便携式生命体征检测仪10进入受限空间4，安装防爆无线摄像头11后，开始作业；在工作过程中，任一气体检测仪，便携式和/或移动式气体检测仪检测到异常时，均向系统内所有用户发出报警信号，停止作业，并发出报警信号(一级、二级)并联动通风设备强制通风，气体浓度恢复正常后停止通风；接收到任意报警信号，如便携式气体检测仪9和/或移动式气体检测和生命体征检测，均提醒外部监控室中显示器8和监测器前的检测人员，作业人员中断作业，离开受限空间4，同时作业人员提醒受限空间4内所有人员，进一步保障受限空间4内所有的作业人员的安全。

具体地，防爆无线摄像头11用于视频监控，带有语音通话功能用于实时沟通，利用固定装置安装于受限空间4内部视野开阔位置。

监控终端包括电脑端监控终端、移动监控终端端和监控单元，供实时查看监测数据、趋势变化、视频监控、报警信息等。

具体地，在进行受限空间4内的空气循环和置换时，受限空间4内的排出的气体经过净化处理后排放至空气中，避免了环境的污染，如在受限空间4的人孔门5处设置抽风机，通过抽风机将受限空间4中排出浓度较高的气体或其他有害气体吸入到空气进化器中进行净化，净化后排入空气，避免了环境空气的污染。在进行受限空间4内的空气循环和置换时抽风机和空气净化器或空气净化单元为配套结构，均设置于受限空间4的外部，通过管道与受限空间4的出气口连接，或与受限空间4的人孔门5接触连接或间隔设置。

实施例2

一种电厂受限空间作业安全监测方法，包括，

在受限空间的外部分别设置移动式通风检测装置1、终端处理器12和监控终端；

在受限空间内部的作业人身体上设置便携式检测装置；

将终端处理器12分别与移动式通风检测装置1、监控终端和便携式检测装置电连接；

根据便携式检测装置对作业人员生命特征的检测，和在受限空间外部设置的监控终端和移动式通风检测装置1对受限空间内环境的检测，完成受限空间的安全检测。

由技术常识可知，本发明可以通过其它的不脱离其精神实质或必要特征的实施方案来实现。因此，上述公开的实施方案，就各方面而言，都只是举例说明，并不是仅有的。所有在本发明范围内或在等同于本发明的范围内的改变均被本发明包含。

最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求保护范围之内。