船用大型二氧化碳系统的操作和管理

乔前防

一、引言

2019年5月25日，国内某航运公司“JHX”货轮在山东威海荣成龙眼港维修期间，由于主管人员操作不当造成大量二氧化碳被误放至机舱，造成10人死亡。可悲的是，大量二氧化碳被施放进入机舱，并不是船内发生火灾等紧急情况下的正常应急施放。事发当天，因船公司要求，船长安排三副到二氧化碳钢瓶间抄写二氧化碳钢瓶有关参数。三副在攀附二氧化碳钢瓶查看时，意外碰触开一个钢瓶的瓶头阀，导致该瓶内二氧化碳气体进入管道系统。为防止管道内的二氧化碳气体进入机舱，三副通过微信向船载灭火系统检修公司专业人员询问处置办法，试图将管道内的二氧化碳气体泄放掉，但操作过程中又误触开启了增压阀，导致管道内压力气体顶开了通往机舱的总阀门和其他二氧化碳钢瓶的瓶头阀，致使大量二氧化碳气体施放进入机舱，报警器同步报警。由于船载灭火系统是被意外启动的，没有实现提前报警，而当时船舶维修人员正在机舱内正常作业，高浓度二氧化碳造成人员窒息。

二、船用大型二氧化碳系统简介

船用二氧化碳灭火系统按照储存方式可分为低压二氧化碳灭火系统和高压二氧化碳灭火系统，高压系统是指二氧化碳在常温下储存的系统，低压系统是指二氧化碳在-20～-18 ℃的温度下储存的系统[2]。现代船舶上广泛采用的是高压二氧化碳系统。船用二氧化碳系统的灭火原理是对保护场所释放足够量的二氧化碳气体，降低氧气含量，达到窒息灭火。它可用于灭火前已切断气源的气体火，液体火或沥青、石蜡等可熔化物的固体火，棉花、织物等普通固体表面火，包括精密仪器的电气火灾等；不可用于硝化纤维、火药等含氧化剂的化学制品火，钾、钠、镁、钛、锆等活泼金属火，氰化钾、氰化钠等金属氰化物火灾。

（一）基本组件

大型二氧化碳灭火系统基本组件（见图1）包括船用遥控施放站、区域控制箱、延时器、施放器、安全阀、三通选择阀、储气气瓶组、施放箱、单向阀、喷嘴、泄气鸣笛等。通常该系统与火灾报警系统联合使用，能对船上发生的火灾进行自动报警并进行气动遥控或手动灭火。

1. 遥控施放站

遥控施放站（见图2）通常包括施放箱、启动钢瓶、气瓶压力表、延时器等。通过该装置可以对舱室进行灭火作业。

图1 大型二氧化碳系统基本组件

图2 遥控释放站

2.区域控制箱

区域控制箱由箱体、压力开关、声光报警器、控制阀、管路等组成，用于组合分配系统中，实现对多区的保护控制。

3.瓶头阀

瓶头阀是灭火系统的关键部件之一。该阀通过调整调节螺母达到密封，并达到自锁，通常将手柄扳过垂直位置即可启动。阀内设有安全膜片，当瓶

内压力超过设定压力时即自行爆破。

4.选择阀

选择阀是一种气体控制快开阀。其基本原理是：控制气体推动所属驱动汽缸活塞，带动曲柄动作，使柄转轴旋转，主阀处于可开启状态；在灭火剂自身压力作用下主阀打开，实施灭火剂释放动作。应急时也可直接扳动选择阀手柄，打开选择阀。当有人误动储气瓶瓶头阀而使二氧化碳气体误放时，由于选择阀处于关闭状态，可确保灭火剂不致被误放至被保护处所。

5.三通选择阀组

三通选择阀组由若干个三通选择阀组成，三通阀的个数按系统设计而定。每只三通选择阀有三个通气口，一个与二氧化碳集流管相通，一个与货舱相通，另一个与设在驾驶室的烟气探测报警器相通。正常状态下，三通选择阀与二氧化碳集流管的通道关闭。被保护货舱的抽烟管道通过三通选择阀与烟气探测火灾报警器相通，并不断采样，一旦货舱有火警并产生烟雾，火灾报警器发出声光警报，并指明火警舱名，此时扳下相应舱名的三通选择阀手柄，再操纵二氧化碳灭火系统施放装置，即可对该舱实施灭火。

6.储气瓶组装

储气瓶组装是船用二氧化碳灭火系统的主要组成部分，由瓶组支架、储气气瓶组、集流管、泄放管、瓶头阀等组成。可气动开启或手动开启。气动开启通过控制气体推动瓶头阀活塞打开气瓶；手动开启通过手拉瓶头阀开启手柄打开气瓶，完成二氧化碳施放。

7.泄气鸣笛

泄气鸣笛安装在二氧化碳泄放管路上，当二氧化碳泄漏，管路形成0.1兆帕压力时，该鸣笛能发出音响信号，声级大于65分贝。

8.安全阀与液流单向阀

安全阀安装在集流管上，当管道中压力大于允许值时，安全膜片将被爆破，可以起到保护系统的作用。液流阀是一个单向阀，通常安装在集流管与波纹金属软管之间，用来控制灭火剂的流向。

9.自锁压力开关

压力开关在组合分配系统中安装在出管组件上，在单元独立系统中安装在集流管上。施放灭火剂，使其动作，发出反馈信号给报警灭火控制器，显示灭火剂已施放至相应的防护区。

10.储气气瓶（组）

该储气瓶（组）用于储存二氧化碳灭火剂。火灾时，启动气体将瓶头阀打开，二氧化碳灭火剂通过管道施放到发生火灾的保护区，实施灭火。

（二）船用二氧化碳灭火系统动作程序

船上大型二氧化碳灭火系统主要用于机舱、货舱、油漆间等处所的灭火。以国内JQY系列为例，其灭火步骤如图3所示。具体到船舶，可遵照厂家操作说明或船上二氧化碳间操作指示铭牌。需要特别强调的是，二氧化碳气体没有毒性，新鲜空气中，二氧化碳气体的含量通常为0.03%，当其含量达到1%时，人会感到气闷、头昏、心悸；含量达到4%～5%时，人会感到气喘、头痛、眩晕；而含量达到10%时，人体机能会严重混乱，人会丧失知觉、神志不清，甚至呼吸停止而死亡。灭火系统喷射灭火剂前，所有工作人员必须撤离现场。二氧化碳喷射后灭火应有足够的抑制时间，以防止火灾在打开货舱时复燃；须慎重考虑，直到船到达港口，并在地方消防队到后才能打开舱门。当火灾熄灭后，被保护处所要进行彻底通风，人员进入该处所时必须使用呼吸器具，直到舱内含氧量达到正常值为止。

三、船用大型二氧化碳系统的维修保养

（一）常规保养

常规保养，是船上主管人员按维修保养周期进行的保养。固定式二氧化碳灭火系统是一种高效无毒的灭火装置，对密封性能要求很高，因此必须建立相应的维护保养制度，并有专人负责进行经常性维护、检查，以保持其良好的工作状态。主管人员必须熟悉该设备的各项性能参数、操作程序，以及各阀件的结构原理。

（1）每个月要对其内部清洁，不堆放杂物，确保通风设施良好，检查储气瓶的支架是否松动，管道的吊架、挂钩或压板是否牢固。

（2）每半年对装置进行检查，若发现灭火剂净重减少10%，应及时补充；若发现启动钢瓶的充装氮气压力指示值低于额定值的90%时，应重新充装。

图3 被保护处所灭火流程图

（3）每年应对本装置各阀件进行维护检查，确保无异常。

（二）特殊保养

特殊保养，又称专业保养，通常由船上主管人员提出申请，船公司或管理公司指派有资质的专业机构进行。通常包括：

（1）每两年（或厂方建议的周期）对管道、喷嘴用压缩空气（或氮气）进行吹通试验，吹通可分段进行。

（2）每五年对软管进行指定压力的气密性试验，性能合格才能继续使用，如发现老化，应更换。

（3）一旦该装置灭火启用后，应将下列各部件恢复到初始状态，使其处于良好的备用状态。包括但不限于：

①将自锁压力开关复位；

②将施放器复位；

③延时器膜片换新，恢复其原工作状态；

④对启动钢瓶重新充装启动气体，并达到其工作压力；

⑤将被释放过的选择阀压臂放下，使活门轴下移，再将活塞压下，使其复位；

⑥检查单向阀是否复位；

⑦使瓶头阀恢复原工作状态；

⑧按设计要求重新充装灭火剂；

⑨检查所有软管和启动管道连接处气密性，保证密封。

（三）记录

每次检查、维修保养之后，必须将工作内容，包括各种试验做详细记录，记录应保持连贯和客观，严禁做假。

四、船用大型二氧化碳系统安全管理

船用大型二氧化碳灭火系统是船上专业化程度较高的设备，为科学有效管理，笔者认为应注意以下几点：

（1）船舶领导应熟悉主管人员的业务能力。船上大型二氧化碳系统通常由船上三副负责。三副一般比较年轻，管理经验有限，加上又要管理船上的救生设备，工作任务繁重。他们对大型二氧化碳系统的了解也仅仅是在船上实习期间和/或交接班中获得的，有可能一知半解，甚至是根本不清楚，一旦遇到紧急情况，可能不知所措，甚至酿成大祸。可以从引言中得到印证。船舶领导应经常督促主管人员除加强自身业务学习外还能定期培训船上其他人员。

（2）有力的岸基支持。船岸双方应加强信息沟通，对设备检查或操作有任何疑问时，随时有畅通的联系渠道。同时，船公司应积极安排休假船员学习关键设备的原理和操作。设备厂家或专业维修机构的服务也应作为重要常备选项。

（3）健全监督检查和考核制度是提高制度执行力的关键。监督检查和考核的手段要以激励为主，要充分调动年轻驾驶员“主动学习，我要学习，为安全而学习，学习为安全”的良好心态。同时，公司可以通过多途径考核手段，比如派船前考核、安全检查考核，切实让船员对自己的工作有紧迫感和适度的压力感。

（4）加强应急应变演习。通过模拟不同二氧化碳保护场所火灾演习可以提高利用大型二氧化碳系统灭火应急应变的反应能力。演习应该认真执行，要做到假戏真做，注重实战。演习结束后，认真总结演习中的不足。

五、结束语

船上大型二氧化碳灭火系统作为一项重要的灭火设备，尽管长期备而不用，但必须保持其良好的工作状态。广大海员要具备良好的安全意识和锲而不舍的工作精神，坚持正确的操作和规范的管理，确保大型二氧化碳系统随时能用、船员会用。