虎符牌在海外核電工程安全調(diào)試作業(yè)中的創(chuàng)新應(yīng)用

賀曉剛高級工程師 宋豐偉正高級工程師 尹遜華工程師 朱 東工程師 羅志強(qiáng)

(1.中國中原對外工程有限公司，北京 100044；2.中國核工業(yè)第五建設(shè)有限公司，上海 200540)

0 引言

“華龍一號”海外首堆K-2/K-3項(xiàng)目，作為我國核電走向世界的橋頭堡，其安全順利實(shí)施意義重大。調(diào)試作業(yè)作為保障核電站安全運(yùn)行的重要作業(yè)，貫穿于設(shè)備單體調(diào)試、系統(tǒng)移交、調(diào)試與試運(yùn)行各個(gè)階段，時(shí)間長達(dá)3～4年，作業(yè)內(nèi)容涵蓋啟泵、設(shè)備上電、流體介入等方面，加之面臨安裝與調(diào)試活動深度交叉、現(xiàn)場中巴方作業(yè)人員語言障礙、現(xiàn)場噪音大、通訊信號及其有效性較國內(nèi)同類電站差、可能存在的人因失誤等現(xiàn)實(shí)困難，稍有不慎，就可能引發(fā)能量意外釋放所帶來的人員傷害及設(shè)備損失事故事件。因此，在執(zhí)行常規(guī)的上鎖掛牌制度的基礎(chǔ)上，如何采取一種更可靠、更有效的輔助手段來保證信息、指令的精準(zhǔn)傳遞，從而杜絕因走錯(cuò)間隔、交流不暢所引發(fā)的誤啟泵、誤合閘等事故事件的發(fā)生，保障下游人員及設(shè)備的本質(zhì)安全，就顯得尤為重要。

基于此，本文借鑒古代“虎符”思想，結(jié)合二進(jìn)制編碼的唯一性和易辨識性，通過二進(jìn)制編碼與設(shè)備編號建立唯一的對應(yīng)關(guān)系及二進(jìn)制編碼的咬合比對，創(chuàng)新性地開發(fā)和應(yīng)用“調(diào)試虎符牌”，旨在提升K-2/K-3項(xiàng)目調(diào)試作業(yè)的本質(zhì)安全。

1 海外華龍項(xiàng)目調(diào)試作業(yè)的風(fēng)險(xiǎn)特點(diǎn)

K-2/K-3項(xiàng)目地處巴基斯坦卡拉奇，受當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)及社會發(fā)展制約，以及基于核電工程的現(xiàn)實(shí)特點(diǎn)，使得海外華龍項(xiàng)目調(diào)試作業(yè)存在如下風(fēng)險(xiǎn)特點(diǎn)：

(1)核電工程在土建和安裝階段中后期，安裝與調(diào)試活動深度交叉，多單位(含土建、安裝、調(diào)試承包商及廠家人員)交叉導(dǎo)致調(diào)試安全風(fēng)險(xiǎn)加大。

(2)調(diào)試作業(yè)由于涉及到的能量都是潛在的，如高溫高壓蒸汽、電能、機(jī)械能等，其安全風(fēng)險(xiǎn)并不像常規(guī)作業(yè)活動(如腳手架施工、吊裝作業(yè))那樣易于識別。

(3)巴籍雇員受教育程度普遍較低，對調(diào)試作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)及標(biāo)牌鎖具的重要性缺乏認(rèn)知。例如，現(xiàn)場曾發(fā)生一線巴籍雇員將閥門鏈條鎖鏈條私自拆除作為裝飾品的事件。

(4)中巴方員工之間的語言障礙、中方員工之間不同的方言口音使得指令、信息在傳達(dá)及接收時(shí)可能存在偏差、錯(cuò)誤。

(5)當(dāng)?shù)鼗A(chǔ)設(shè)施薄弱，網(wǎng)絡(luò)帶寬、手機(jī)信號與國內(nèi)同類核電站存在較大差距，導(dǎo)致現(xiàn)場布置的固定電話和手機(jī)信號較弱，且經(jīng)常出現(xiàn)故障。

(6)核電站混凝土隔墻等屏蔽物的影響、現(xiàn)場機(jī)械設(shè)備產(chǎn)生的噪音，消弱了常規(guī)溝通渠道(如電話、對講機(jī))的有效性。

(7)因當(dāng)?shù)鼐謩莶环€(wěn)，中方人員長期在廠區(qū)內(nèi)工作和生活，易引發(fā)員工的不良情緒，增加人因失誤率。

(8)安裝單位隔離辦公室及其調(diào)試作業(yè)人員的資源配置及專業(yè)力量與調(diào)試承包商相比，存在劣勢，也使得安裝單位更容易發(fā)生人因失誤導(dǎo)致的調(diào)試安全事件。

2 調(diào)試虎符牌的提出及應(yīng)用

由于K-2/K-3項(xiàng)目調(diào)試作業(yè)的以上風(fēng)險(xiǎn)特點(diǎn)，決定在常規(guī)的上鎖掛牌、“兩票三制”等管理制度的基礎(chǔ)上，創(chuàng)新性地開發(fā)一項(xiàng)更可靠、更有效的輔助手段，來保障信息、指令的精準(zhǔn)傳遞，保障海外華龍項(xiàng)目的調(diào)試作業(yè)安全。為此，中國中原對外工程有限公司K-2/K-3項(xiàng)目部(以下簡稱項(xiàng)目部)主要領(lǐng)導(dǎo)于2019年9月份借鑒古代調(diào)兵遣將用到的“虎符”的絕妙思想，開創(chuàng)性地提出在K-2/K-3項(xiàng)目各承包商調(diào)試作業(yè)期間應(yīng)用“調(diào)試虎符牌”的舉措。隨后，項(xiàng)目部安全保衛(wèi)部組織承包商對“調(diào)試虎符牌”的雛形和思路進(jìn)行深度挖掘、豐富和細(xì)化，制定完善的《調(diào)試虎符牌指導(dǎo)細(xì)則》，開展理論和實(shí)操培訓(xùn)，拍攝制作首套虎符牌現(xiàn)場試用全過程的專項(xiàng)視頻，開發(fā)自動化的虎符牌生成及打印軟件，為調(diào)試虎符牌的推廣應(yīng)用奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

2.1 調(diào)試虎符牌的提出

虎符最早出現(xiàn)于春秋戰(zhàn)國時(shí)期，當(dāng)時(shí)采用銅制的虎形作為中央發(fā)給地方官或駐軍首領(lǐng)的調(diào)兵憑證?；⒎趁婵逃秀懳?，分為兩半，右半存于朝廷，左半發(fā)給統(tǒng)兵將帥或地方長官，并且從來都是專符專用，一地一符，絕不可能用一個(gè)兵符同時(shí)調(diào)動2個(gè)地方的軍隊(duì)，調(diào)兵譴將時(shí)需要兩半勘合驗(yàn)真，才能生效。而虎符的絕妙之處就在于將虎符劈為兩半后能夠產(chǎn)生足夠復(fù)雜的隨機(jī)信息。

項(xiàng)目部創(chuàng)新開發(fā)的“調(diào)試虎符牌”其精妙之處在于每張虎符牌長邊兩側(cè)均有對應(yīng)設(shè)備的唯一的二進(jìn)制碼。為此，調(diào)試虎符牌上印有虎符牌的編號、聯(lián)號、設(shè)備9位編碼及名稱、公司名稱、17位二進(jìn)制碼(由待操作、待上電設(shè)備的編號的序列號決定，一個(gè)設(shè)備對應(yīng)一個(gè)唯一的二進(jìn)制碼)；虎符牌按顏色分為紅牌、綠牌2種；且虎符牌根據(jù)電源與終端設(shè)備之間有無中間開關(guān)控制箱，分為五聯(lián)虎符牌和三聯(lián)虎符牌。

以三聯(lián)虎符牌舉例，分別是1號紅牌、2號綠牌、3號紅牌，如下圖。紅色代表禁止操作；綠色代表允許操作/合閘。作業(yè)時(shí)，作業(yè)人員事先將3號紅牌掛在待維修/待操作的泵體上，將1號紅牌懸掛在該泵對應(yīng)的上游啟動開關(guān)/盤柜上。當(dāng)需要對該泵進(jìn)行維修時(shí)，先根據(jù)作業(yè)票找到該泵的位置，再將2號綠牌與3號紅牌通過二進(jìn)制碼比對，確認(rèn)無誤后，將2號綠牌懸掛在3號紅牌上，然后才可以對該泵進(jìn)行維修或操作。當(dāng)泵體安裝維修完成，需要啟泵時(shí)，人員須將2號綠牌送至上游端與1號紅牌比對、覆蓋后，才能對泵進(jìn)行啟動。2號綠牌位置的唯一性，決定了同一時(shí)刻上游或下游僅有一側(cè)允許操作；每個(gè)設(shè)備被賦予的唯一的二進(jìn)制碼，決定了多個(gè)作業(yè)不會互相混淆，最大限度減少人因失誤；而提前放置好紅牌，當(dāng)作業(yè)人員將綠牌與其進(jìn)行比對時(shí)，如果走錯(cuò)間隔/看錯(cuò)設(shè)備就會找不到對應(yīng)的綠牌。

圖 三聯(lián)虎符牌示例Fig. A sample with three tiger signs

需要指出的是調(diào)試虎符牌是現(xiàn)有隔離制度的一個(gè)有效補(bǔ)充，其不能替代“兩票三制”“上鎖掛牌”等已有規(guī)定和“三向交流”等防人因失誤工具。且需要達(dá)成共識的是虎符牌的使用可能會不太方便，但卻能最大限度減少人因失誤，提升本質(zhì)安全。

2.2 調(diào)試虎符牌的試運(yùn)行

當(dāng)一個(gè)安全創(chuàng)新應(yīng)用于安全管理實(shí)踐時(shí)，必要的培訓(xùn)、試用、意見收集、優(yōu)化提升是必需的。為此，項(xiàng)目部安全保衛(wèi)部相繼組織完成《調(diào)試虎符牌使用指導(dǎo)書》的編制發(fā)布、調(diào)試虎符牌的實(shí)操培訓(xùn)、三向交流宣傳畫及小卡片的制作發(fā)放、首套虎符牌現(xiàn)場試用全過程專項(xiàng)視頻拍攝制作、一線人員使用意見收集、調(diào)試虎符牌優(yōu)化提升專題會議等。五聯(lián)調(diào)試虎符牌，就是在收集一線人員的意見后，在三聯(lián)虎符牌的基礎(chǔ)上研發(fā)出來的，專門適用于上下游設(shè)備中間有轉(zhuǎn)接控制箱的情況。

2.3 調(diào)試虎符牌自動化軟件的開發(fā)

為解決人工輸入設(shè)備位號、設(shè)備名稱及二進(jìn)制編碼的不便，項(xiàng)目部開發(fā)調(diào)試虎符牌智能設(shè)計(jì)程序模塊，為現(xiàn)場承包商使用好虎符牌奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

虎符牌制作初期，在Excel表格中統(tǒng)計(jì)虎符牌中所需要的設(shè)備信息，并建立臺賬，見下表。根據(jù)虎符牌的特性，三聯(lián)、五聯(lián)虎符牌在每聯(lián)之間都有其對應(yīng)上游設(shè)備和下游設(shè)備的獨(dú)有信息，數(shù)據(jù)信息的正確錄入是保證虎符牌與現(xiàn)場設(shè)備關(guān)聯(lián)的基礎(chǔ)準(zhǔn)則。K-2/K-3項(xiàng)目現(xiàn)場的每一臺設(shè)備都有一副唯一的虎符牌，它在Excel臺賬中有虎符牌編號“十進(jìn)制碼”、17位二進(jìn)制碼、相關(guān)聯(lián)的設(shè)備(上游設(shè)備或者下游設(shè)備)。十進(jìn)制碼和二進(jìn)制碼是相互轉(zhuǎn)換的關(guān)系。“上游設(shè)備”為送電控制設(shè)備，需明確電壓等級，詳細(xì)的設(shè)備編碼?！跋掠卧O(shè)備”為機(jī)械設(shè)備，有設(shè)備9位編碼、中文名稱。

建立好臺賬后制作虎符牌的聯(lián)動效果，提高制作效率。在Excel表格中開啟錄制宏，(點(diǎn)擊“錄制宏”按鈕)創(chuàng)建“宏名”，保存在當(dāng)前工作薄。復(fù)制臺賬中設(shè)備位號名稱及二進(jìn)制編碼在工作薄中“上游設(shè)備二進(jìn)制”列二進(jìn)制數(shù)字，粘貼到第一聯(lián)虎符牌左側(cè)和右側(cè)、第二聯(lián)虎符牌左側(cè)；復(fù)制臺賬中設(shè)備位號名稱及二維碼編號在工作薄中“下游設(shè)備二進(jìn)制”列二進(jìn)制數(shù)字，粘貼到第三聯(lián)虎符牌左側(cè)和右側(cè)、第二聯(lián)虎符牌右側(cè)；復(fù)制虎符牌臺賬中相關(guān)數(shù)據(jù)設(shè)備名稱粘貼到虎符牌相應(yīng)位置；然后停止錄制宏。每聯(lián)虎符牌的編號應(yīng)用接引用函數(shù)Indirect，五聯(lián)虎符牌可采用相同的宏應(yīng)用。如果填充“設(shè)備信息數(shù)據(jù)”工作薄中“三聯(lián)虎符牌”的內(nèi)容，無法實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)聯(lián)動時(shí)，運(yùn)行剛才錄制的“宏名”即可。

最后，在Excel表格中直接將填充完成的虎符牌進(jìn)行設(shè)備數(shù)據(jù)核對檢查，無誤后將工作簿轉(zhuǎn)化為PDF版進(jìn)行打印、塑封。這樣不但簡化了虎符牌中設(shè)備信息錄入流程，且極大提高了虎符牌的制作效率和準(zhǔn)確性。

表 虎符牌臺賬(示例)Tab.Tiger sign ledger sample

2.4 調(diào)試虎符牌的應(yīng)用效果

國內(nèi)核電項(xiàng)目也曾多次出現(xiàn)因人因失誤、走錯(cuò)設(shè)備間隔、設(shè)備代碼混淆等因素造成該設(shè)備上游電源錯(cuò)誤，導(dǎo)致下游設(shè)備誤啟動；下游設(shè)備正在檢修，而上游人員未接到明確信息對下游設(shè)備送電，造成檢修人員人身傷害；現(xiàn)場環(huán)境復(fù)雜，部分同系統(tǒng)的設(shè)備編碼類似，又或者是該設(shè)備存在雙路上游電源導(dǎo)致電源送錯(cuò)，造成設(shè)備損壞等安全事故?；⒎频脑O(shè)計(jì)充分考慮現(xiàn)場施工過程中的施工工序，合理分解可能存在安全隱患的工序，通過安全色的運(yùn)用，安全管控施工工序，將因指令傳達(dá)失誤造成的安全風(fēng)險(xiǎn)降到最低?；⒎粕系脑O(shè)備信息與現(xiàn)場設(shè)備信息比對，再次明確施工邊界，消除因人員思想松懈、走錯(cuò)間隔、設(shè)備代碼混淆等因素引發(fā)的安全事故。

自調(diào)試虎符牌制度于2019年10月執(zhí)行以來，截止2021年9月底，K-2/K-3項(xiàng)目部各承包商已累計(jì)使用虎符牌2 000多套，確保了K-2/K-3項(xiàng)目500kV倒送電、132kV倒送電、500多臺電儀控制柜首次上電、全場1 000多臺中/低壓轉(zhuǎn)動設(shè)備安全首啟及運(yùn)行的順利實(shí)施，并順利完成K2機(jī)組冷試、熱試、臨時(shí)驗(yàn)收及K3機(jī)組冷試等重大節(jié)點(diǎn)。且截至2021年11月1日，K-2/K-3項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)自開工以來無重傷及以上生產(chǎn)安全事故2 789天。

2.5 其他安全措施

建安調(diào)試階段現(xiàn)場施工環(huán)境復(fù)雜，各專業(yè)施工存在大量交叉作業(yè)，很容易誤碰其他專業(yè)施工邊界，存在較高安全隱患；且用電設(shè)備上游電源大多是控制盤柜，設(shè)備布置密集。為避免誤操作，項(xiàng)目部高度重視施工邊界的區(qū)域管控，還通過在送電作業(yè)區(qū)域拉設(shè)警戒區(qū)、嚴(yán)格執(zhí)行上鎖掛牌及作業(yè)票證制度、采購磁吸式警示燈對待操作的盤柜和設(shè)備進(jìn)行明示等方式來保證調(diào)試作業(yè)安全。

3 結(jié)論

(1)為克服海外核電工程語言及溝通障礙、作業(yè)人員安全意識參差不齊、通訊信號差等問題，在常規(guī)上鎖掛牌、兩票三制等管理制度基礎(chǔ)上，研究和應(yīng)用一種輔助手段來保障指令和信息的精準(zhǔn)傳達(dá)，確?，F(xiàn)場調(diào)試作業(yè)(尤其是安裝單位主導(dǎo)的啟泵和盤柜上電等作業(yè))安全。

(2)充分借鑒古代“虎符”的絕妙思想，結(jié)合現(xiàn)代二進(jìn)制編碼的唯一性和易辨識性，通過二進(jìn)制編碼與設(shè)備編號建立唯一的對應(yīng)關(guān)系、二進(jìn)制編碼的咬合比對以及便捷化制作等手段，“調(diào)試虎符牌”有效保證調(diào)試作業(yè)信息、指令的精準(zhǔn)傳遞，可有效杜絕因走錯(cuò)間隔、交流不暢所引發(fā)的誤啟泵、誤合閘等事故事件的發(fā)生。

(3)調(diào)試虎符牌的創(chuàng)新應(yīng)用，為K-2/K-3項(xiàng)目各類調(diào)試作業(yè)安全進(jìn)展提供積極保障，取得自開工以來無重傷及以上生產(chǎn)安全事故2 700多天的良好績效，為國內(nèi)外其他電力項(xiàng)目提供一定經(jīng)驗(yàn)借鑒。

(4)調(diào)試虎符牌在K-2/K-3項(xiàng)目主要應(yīng)用于安裝承包商系統(tǒng)移交前的各類調(diào)試作業(yè)。因調(diào)試承包商的人力資源配置及安全素質(zhì)普遍高于安裝承包商，故調(diào)試承包商可根據(jù)自身能力評估結(jié)果、作業(yè)的復(fù)雜度等方面，可選擇性地在一些調(diào)試作業(yè)中予以應(yīng)用。