从电气角度谈船舶大型CO2系统的管理心得
“525”福建某轮CO2泄漏事故如一声惊雷,敲响了所有航海人的警钟。原本用于保护生命的消防设备,为何成为“杀人凶手”?究其原因,根本在于管理上疏忽和操作上失误。船舶固定CO2灭火系统及其各种辅助电气设备的管理和维护保养,主要由电子电气员负责。下面笔者从电气管理的角度谈谈船舶固定CO2灭火系统的管理心得。
一、对船舶固定CO2灭火系统不必“谈虎色变”
船舶固定CO2灭火系统是扑灭船舶火灾的重要设备,被视为灭火自救的最后依靠手段,普遍应用于机舱、货舱、泵舱、油漆间、厨房等处。CO2灭火剂是一种惰性气体,虽然无毒,但对人体有窒息作用,因此CO2灭火剂设置了多重保护措施,配有延时装置、声光报警、泄漏报警等辅助设备,以使得CO2保护场所内工作人员的安全有保障。船舶灭火时,设备故障失效或是不正常释放操作等现象时有发生,从而酿成重大损失,以至每每谈起固定CO2灭火系统,很多人就会“谈虎色变”,甚至在日常的维护保养中因怕不小心误触发而减少维保力度。实际上,只要详细了解整个系统的工作
原理,进行规范管理,就能避免误操作,确保固定CO2灭火系统安全有效。
二、船舶固定CO2灭火系统的组成
船舶固定CO2灭火系统是目前国际上广泛普及的船载消防设备,其主要是在发生火灾的情况下用来向着火区域释放CO2,以达到灭火的目的。它一般由CO2钢瓶、瓶头阀、管路、释放控制箱、区域释放阀POD、报警装置等组成,其主要的辅助设备则包括通风系统、货舱烟雾探测系统、CO2释放报警系统等。
(一)通风系统
1974年 SOLAS公约规定,CO2气瓶的存放处所要安全方便并有效通风,在任何情况下其都应与保护处所分开。2002年生效的MSC.99(73)决议更是要求位于开敞甲板下或未设从甲板进出布置的处所,应设有每小时最少换气6次的机械通风系统。为了安全起见,有的船舶直接将CO2间认定为B类封闭舱室,进入前执行封闭处所作业审批程序。由此可见,CO2间的通风系统多么重要!我轮CO2间处于主甲板左舷后侧,水密门向外开启,风机由水密门上的行程开关控制,打开水密门后风机自动启动:通风10分钟后进行气体检测仪测试,正常后方可进入检查:风机应急停止开关设置于水密门外。在日常维护保养中,要做好风机的绝缘测量和轴承更换,注意行程开关的活络保养。
(二)货烟雾探测系统
SOLAS公约第Ⅱ-2章G部分19.33规定,滚装处所应装设1个符合FSS规则要求的固定式探火和失火报警系统:所有其他类型的货物处所应装设1个符合FSS规则要求的固定式探火和失火报警系统或1个抽烟探火系统。我轮装配了型号为 Safetec SDS-48由抽风系统、监测系统、控制屏等组成的货舱烟雾探测系统,日常抽风机保持开启(装卸货时关闭),抽取各个货舱中的空气:如果空气中含有烟雾将发出火警警报,抽风管路堵塞则会出现断流警报在日常维护保养中做火警报警测试时,可将抽风管路拆下喷入烟雾测试剂,随后本地控制屏、驾驶台分显屏和机舱监控系统就会发出警报。
(三)CO2释放报警系统
该系统在固定CO2灭火系统中有着至关重要的作用。它由行程开关、监控元件和辅助继电器组成了简单的开关电路,并将开关信号送至声光报警系统、监控报警系统,配电板和VDR,以实现CO2释放时的报警、风油切断和记录功能。
1.声光报警系统
FSS规则第2.1.3条对船舶固定CO2灭火系统操作控制的规定是:任何滚装处所、装有整体式冷藏集装箱货舱、由门或舱口进出的处所、通常有人员工作或进出的其他处所,都应设有释放灭火剂的听觉和视觉自动报警装置:声音报警装置的报警,应能在所有机器工作的状态下在整个被保护处所内被听见:通过调节声音压力或声调使该报警装置与其他声音报警装置区分:释放前报警,应自动启动,如通过打开释放箱的门:警报鸣响时间,应根据撤离该处所所需要的时间确定,但无论如何在灭火剂释放前不得少于20秒。
(1)机舱报警灯柱装置。我轮将机舱区域CO2释放时触发机舱报警灯柱装置的释放信号设为连续单声调长声并伴有红色旋转灯,以有别于通用报警信号、火警信号、机械故障信号和电话信号(如图1所示)
(2)延时装置。为实现警报时间不少于20秒的设定,大部分船舶都在固定CO2灭火系统的瓶头阀驱动管路上加装了一个延时装置。延时装置的种类较多,一般分为机械式和电磁式。机械式有高压延时器、气瓶式延时器等:电磁式延时器则由时间继电器和电磁阀组成,在新型船舶上较为多见。
我轮使用的是高压延时器,延时时间为30秒(如图2所示)该延时器设有进气管端和出气管端一进气管端连接释放控制箱,出气管道连接CO钢瓶上瓶头阀驱动管路:当打开释放控制箱内瓶头阀驱动瓶和手柄后,驱动气体进入延时器推动柱塞运动,经过30秒后,压力弹簧控制柱塞运动到预定位置,驱动气体与出气管端连通,固定CO2钢瓶上瓶头阀被打开,CO2灭火剂释放。延时装置是固定CO2灭火系统中的关键装置,其涉及CO2保护场所内工作人员能否安全撤离的时间问题,必须予以高度重视。由于FSS规则等法规对延时装置的检查和保养未做明确的规定,加上船上也缺少对其检测的条件,所以只能在日常维护中对其进行清洁并检查其管路接头是否松动。为此建议,在固定CO2灭火系统年检中提醒服务商对其进行检验。需要注意的是,个别船舶的延时装置还装有旁通阀。该阀平时应保持关闭状态,仅在延时装置故障或是手动释放CO2时打开(打开的前提是保证释放区域的人员已经全部撒离)
(3)全船广播系统,大部分船舶的全船广播系统中都设有CO2释放报警,目的是为了通知警示全船人员。我轮全船广播系统的CO2释放报警按钮设置在本地控制箱上,一按便会发出全船CO2释放警报。该警报有别于弃船信号和火警信号等(如图3所示)。
2.机舱监控报警系统
我轮装配了 -CHIEF-600机舱监控报警系统,以对船舶固定CO2灭火系统等各种设备进行监控该系统是确保CO2灭火系统安全性的重要设备,其主要的监控点是泄漏报警、CO2间温度高报警、相关区域释放报警和CO2释放报警箱电源故障等。
(1)泄漏报警。关于CO2泄漏警报装置,FSS规则中虽没有明确规定,但大部分船舶都安装了一安装在总管上:当总管内有气压(我轮为14±2Bar)时,压力开关动作触发CO2泄漏警报其电路原理(如图4所示)。
①压力开关动作时K10继电器得电:2K10辅助常开触头闭合,CO2报警箱上L3红色警报灯亮:3K10辅助常闭触头断开,机舱监控系统DPU检测到信号变化后触发CO2泄漏警报:4在K10继电器的供电线路上串联有K3-2、K4-1的辅助常闭触头,当机舱主释放阀或遥控控制箱打开时,行程开关动作,K3-2、K4-1继电器得电,辅助常闭触头断开,这时哪怕真正释放CO2、总管上压力上升、泄漏压力开关动作,K10继电器仍然无法得电(这种设计,有效避免了CO2真正释放时出现CO2泄漏的错误警报)CO2泄漏警报至关重要,在我任职的船舶中就曾有过CO2泄漏事故:发生CO2泄漏警报时,正在值班的轮机部安全员一一大管轮马上通知机舱人员撒离并清点人数,我则马上通知轮机长、船长,并和三副对CO2间进行检查,发现一瓶CO2钢瓶泄漏。在公司的指导下,我们通过管路吹洗阀将总管内的CO2泄放至露天甲板,有效地避免了事态的进一步扩大。“525”CO2泄漏事故的起因,就是因为一瓶CO2钢瓶被误释放这种情况虽然不会出现释放报警,但仍会触发CO2泄漏警报。这时,值班轮机员就要高度重视,不能等一系列误操作后酿成悲剧。在日常维护保养中,应注意压力开关的清洁和管路接头的紧,有条件的船舶可以使用压力检测仪对其进行效用测试(如图5所示)。
(2)CO2间温度高报警。有关规定要求CO2灭火剂存放处所的温度不低于0℃、不高于45℃我轮CO2间除有普通的温度计外,还装配了一个温度感应开关:当室内温度超过45℃时开关闭合,机舱监控系统DPU检测到信号变化后就会触发CO2间温度高报警,在日常维护保养中,应注意温度探头(可放入温度超过45℃的热水中对其进行效用测试)的清洁。
(3)相关区域释放报警。我轮释放区域包括机舱、1~5货舱和厨房。区域释放阀打开后,其上的行程开关动作,机舱监控系统DPU检测到信号变化后就会触发相应区域的CO2释放警报。
3.配电板上的风油切断控制线路
大部分船舶的释放控制箱或者区域释放阀打开后,在声光报警的同时还会触发风油切断。在日常的维护保养中,要避免出现全船失电:个别没有设置风油切断的船船,CO2释放前必须先停止风机、关闭防火风闸和燃油速闭阀。我轮在机舱释放阀上设置了风油切断功能,管路吹洗阀则设在机舱释放阀前。如果在年检中做管路吹洗,就必须打开机舱释放阀,主配电板应急配电板这时要先拔下主配电板和应急配电板和应急配电板应急停止控制线路上的保险丝FU165.21和FU161.7,以免触发风油切断(如图6所示)
(四)压力释放阀
《11检验规则》要求,如果因阀门的布置导致管路区段内形成封闭管路时,那么在这些封闭管路上就应配置压力释放阀,并通向露天甲板。对于固定CO2灭火系统来说,封闭管路是不可避免的,而且在CO2钢瓶与各释放阀之间的集合管、总管都是封闭管路。我轮的压力释放阀设置在总管上,连接一条泄放管路通向露天甲板:当管路内气体压力超过128Bar时阀门开启,将CO2泄放至露天甲板,以保证固定CO2灭火系统的管路安全总之,规范的管理既提高了船员对设备的操作熟练度,也确保了设备的安全有效,更增强了主管人员的应急处理能力,从而做到“防风险、除隐患、通事故”,确保船舶的安全形势稳定向好。
作者:程启炜,中远海运散货运输有限公司电子电气员