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浅谈船舶大型CO2灭火系统的工作原理和维护要点

发表时间：2020/1/13 来源：《防护工程》2019年18期作者：王链升

[导读] 人为误操作事故多于设备故障事故。但愿本文能给船员和岸基管理人员起到启示作用，杜绝该类事故的发生。

中远海运散货运输有限公司广东广州 510220
　　摘要：船舶大型固定式CO2灭火系统是机舱、货舱、分油机房等处所发生火灾的灭火设备，由于个别船公司疏于支持把控，船员维护保养与操作专业知识匮乏，在操作不当情况下容易导致CO2气体泄漏的险情时有发生，甚至人身伤亡事故。本文简单介绍船舶大型固定式CO2灭火系统的组成和工作原理及平时维护保养的要点，避免不安全事故的产生。
　　关键词：CO2系统；组成；原理
　　
　　
　　一、前言
　　2019年5月25日16时许，某轮在船厂维修期间，发生固定CO2灭火系统泄露事故，造成10人死亡、19人受伤的事故报道在人的脑海中无法消失，事故惨状历历在目。船舶大型固定式CO2灭火系统是保护机舱等危险处所的灭火设备，使用不当一直是威胁船舶安全的重大隐患，该系统也是船舶安全检查的重要项目，但由于船员经常误操作而发生泄漏险情，导致船员谈CO2色变，不敢检查保养，只做简单外部检查，长此下去，设备存在故障隐患，无法保持随时可用状态。
　　二、船舶大型固定式CO2灭火系统组成和工作原理
　　船舶大型固定式CO2灭火系统一般由CO2气体储存系统和施放系统两部分组成，主要部件有气瓶、CO2气体、瓶头阀、管路、释放控制箱、释放控制阀、CO2气瓶释放控制气瓶、总阀控制启动气瓶、总阀（分配阀）、延时装置、报警装置、泄漏报警装置、吹通阀、喷嘴等组成。
　　（1）CO2气体：CO2是一种碳氧化合物，属于高压液化气体，常温下是一种无色、无味、低浓度时无毒、窒息性气体，临界温度为31℃，在标准状态下，密度为1.997KG/cm2，对空气的比重为1.529，溶解水中生成碳酸，当压缩液化成为液体密度为1.0101时，液体CO2蒸发时吸收大量的热量，凝成固体为干冰。在常温下，储存在CO2气瓶的CO2气液状态，当温度超过临界温度时，气体会气化，压力会增加，温度每升高一度，压力约增高1/273，因此超装气体很容易造成气瓶瓶头阀安全膜片爆破，如安全膜片不符合要求的，会引起气瓶爆炸。由于CO2是一种无色、无味的气体，比重又大于空气，因此常常积聚在低洼处，弥漫于生产和应用场所之中，当CO2浓度超过一定量时，往往会不知不觉地使人和动物中毒，甚至窒息致人死亡，所以进入CO2舱室之前要进行有效的通风。
　　（2）CO2气瓶：CO2气瓶为高压无缝钢瓶，按国际和国家标准，其设计压力为15MPa，有40L和68L两种容积规格，国内只生产40L/55KG，每一个气瓶均有合格证，瓶体上有清晰的气瓶容积、工作压力、试验压力、容器重量、壁厚、出厂日期、检验试验日期、检验标记和出厂编号等永久性标识。
　　（3）CO2瓶头阀：瓶头阀由锻造青铜或强度及耐腐性高于其它金属材料制成。有安全膜片或其它认可的安全装置，安全膜片应在压力达到18.6MPa时自行破裂。瓶头阀连接一根直径为10-12mm的钢质虹吸管并伸至接近容器底部10-15mm处。

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二氧化碳灭火剂以液态的形式储存在气瓶，当发生火灾时，来自驱动瓶组的控制气体推动小气缸内的阀芯将手柄快速弹开，进而打开瓶头阀的自锁装置，CO2气瓶内CO2气体顶开瓶头阀阀芯，使瓶头阀开启，二氧化碳通过虹吸管从瓶头阀出口施放至CO2总管。
　　（4）释放控制箱：释放控制箱里由两个控制气瓶、控制阀、压力表和电源触点等组成，两个控制气瓶组成两套独立的控制装置单元，分别用于驱动控制分配阀（CO2管释放总阀）和CO2气瓶瓶头阀，为符合《国际海上人命安全公约》（SOLAS）“应采取切实可行的措施以确保系统按照顺序操作”的要求，多数船舶采取硬件联锁方式，保证以公约要求的顺序操作，少数船舶也有不是联锁方式设计的，但要求标明操纵杠的操纵顺序先后。控制气瓶的气体可以是N2或压缩空气，一般压力6.0MPa以上，容积4L；当打开控制释放箱门时电源触点弹出，就会触发报警装置发出警报信号并触发风油应急切断（部分船舶只触发警报不切断风油），对于2002年7月1日前建造的船舶，只要求声响警报信号；对于2002年7月1日后建造的船舶，要求听觉和视觉警报信号，该听觉警报信号与其他听觉警报信号必须不同。
　　（5）延时装置：延时装置主要是气包和释放器组成，作用就是在释放CO2之前，给在被CO2保护处所的人员足够时间逃离，保证气源瓶开启滞后于管路控制总阀开启，从而保证不会将CO2气体阻碍滞留在管路中造成危险，因CO2气体瞬间膨胀吸收大量热量，易造成结冰阻塞管子及冻死阀门打不开，另外万一当延时器气包打不开时（因气包里有保险膜片不能冲开或在应急情况下），可直接开启延时装置旁通阀，使启动气体不通过气包延时直接去开启CO2气瓶，按照《国际海上人命安全公约》（SOLAS）的要求，CO2释放前的预报警时间长短应为人员撤离CO2保护处所所需的时间，但无论如何在CO2灭火剂被释放前应不少于20秒，现在多数船舶的延时报警时间有40秒。
　　三、大型CO2灭火系统检查维护要点
　　1、分配阀（总阀）：阀杆长期不动容易产生卡阻，每月必须检查该阀的安装正确性和螺丝的紧固、操作阀杆的启闭灵活性，为防止误操作，活络试验前一般先拆开操作阀杆与气缸的连接插销。
　　2、释放控制气瓶：由于船上震动，铜管接头或垫片难免会返松出现漏气现象；再加上经常开关，阀座磨损也会轻微漏气，所以检查后最好用肥皂泡沫检验一下各个接头、空气阀是否关紧，当有气泡发生时要查找原因消除。控制气瓶压力每月必须检查，当压力下降10%以上必须重充装，一般6.0MPa就满足要求。气瓶压力的检查如果安全措施不足，是最容易产生误操作险情事故，为了安全起见，检查前，先把与启动气瓶连接的两支铜管松开并挪移接口，拔出配电箱的保险丝，这样情况下检查气瓶压力就不会产生CO2误释放和引起风机停止事故险情。
　　3、接头：CO2气瓶施放管与总管之间连接接头处极易漏气，管路密性试验过程中经常出现瓶头阀出口漏气、施放管上部与总管连接处接头漏气，甚至出现从瓶头阀阀芯处漏气现象，这就要求平时保养过程中要定期（一般两年）对CO2管路进行气密检查，发现问题及时处理。检查瓶与瓶之间连接的启动小铜管完好状况，接头有否松动和管子是否变形压扁，焊口有否爆裂等现象出现。
　　4、吹通阀：平时检查CO2管路畅通和气密、阀杆的活络性时要注意该阀始终处于常关闭状态，否则施放CO2气体时就会使CO2气体从该阀处放出，导致事故。
　　5、延时开关：平时维护保养时要检查延时开关的旁通阀，正常情况下，该旁通阀要处于关闭状态；只有当延时开关故障情况下才开启延时开关旁通阀。
　　6、CO2喷嘴、瓶头软管：每月检查CO2喷嘴畅通和软管状况，若软管老化、裂纹等不良状况，必须马上更换。
　　7、CO2气瓶：船上所有C02瓶每两年进行称重检查（或液面测量），若每瓶CO2的净重减少达原重的10%时，应予填充。CO2气瓶水压试验，不同的船级社要求的试验日期、试验气瓶的瓶数和试验压力不同，但重充装的气瓶要重新水压试验，并重打实验日期和压力的钢印。
　　四、结束语
　　船舶大型CO2灭火系统是船舶机器处所等危险区域发生火灾时的灭火设备，但由于船员等对该系统的不了解，而常发生误操作致人员伤亡事故，人为误操作事故多于设备故障事故。但愿本文能给船员和岸基管理人员起到启示作用，杜绝该类事故的发生。
　　参考文献：
　　[1]国际海上人命安全公约SOLAS/II-2
　　[2]国际消防安全系统规则FSS CODE/第5章
　　[3]IACS统一解释SC252
　　[4]中国船级社CCS/GUIDELINE NO.F-06（201510）