浅谈船舶固定二氧化碳灭火系统安全管理

胡成刚

摘 要：CO2灭火剂在消防领域应用广泛， CO2灭火剂具有价格低廉、毒性低，破坏性小，使用方便等优点，对环境影响小，符合环保要求。特别适合船舶舱室内的灭火，目前在船舶上普遍使用。但是由于日常管理操作不当，造成的安全事故时有发生，为了提升从业人员对船舶固定式二氧化碳灭火系统的认识，掌握日常管理要求，本文从船舶固定式二氧化碳灭火系统的灭火原理、日常安全管理以及定期维修保养三个维度来阐述船舶固定二氧化碳灭火系统日常安全管理的要点。

关键词：船舶;CO2;管理

中图分类号：698           文献标识码：A            文章编号：1006—7973（2021）07-0036-04

船舶固定CO2灭火系统作为一种普遍应用的船舶消防系统，近几年来，由于安全管理原因在一些船上出现了安全问题。2019年，一艘大型货轮在港维修期间，船载消防系统发生二氧化碳泄漏，造成重大伤亡事故。船舶固定CO2灭火系统的日常安全管理引起了业界的高度关注，船舶固定CO2灭火系统作为船舶一种高效、安全、稳定、成熟的消防系统，为什么会发生如此大的安全事故，其日常安全管理值得我们进行深入的研究。为了系统地梳理船舶固定CO2灭火系统的日常安全管理的要点，本文从以下几个方面进行分析。

1船舶固定 CO2灭火系统原理及组成部分

1.1 CO2灭火原理

众所周知，物体燃烧需要三个必要条件，可燃物、氧气、温度达到着火点。CO2常温常压下是一种无色无味气体，密度为1.997g/L，是空气密度的1.5倍，CO2灭火剂一般通过加压成液态形式储存在特制的耐压钢瓶中，火灾发生后，开启钢瓶阀门，释放储存在钢瓶中的CO2灭火剂，液态的CO2会立即汽化，由于密度比空气小，释放之后迅速下沉至燃烧物体的表面或分布于较密闭的空间中，排除周围空气，降低燃烧物体周围或被防护空间内燃烧所需要的氧气，从而达到灭火作用。同時，高压液态二氧化碳灭火剂从储存容器中释放时，液体汽化成气态，汽化过程中吸收大量环境热量，降低环境温度，抑制火灾蔓延，争取了宝贵的灭火时间和人员逃生时间。由于CO2灭火具有价格低廉，灭火效果好等优点，通过CO2灭火后对被保护处所没有破坏性，船舶上通常采取固定式CO2灭火系统来保护机舱、泵舱、货舱等重要舱室场所。

1.2 船舶固定 CO2灭火系统的组成部分

由于船舶舱室的消防保护需要储存大量CO2灭火剂，船舶采取若干个储气瓶储存CO2灭火剂，以应对可能发生的舱室火灾。这些储气瓶和必要的管理系统就组成了船舶固定CO2灭火系统。如何安全管理船舶设置的固定CO2灭火系统，首先需要详细了解系统主要组成部分。按照船舶技术规范要求，船舶固定CO2灭火系统一般由CO2灭火剂储存装置、安全管理系统、释放控制系统以及释放管路等组成，各主要组成部分如下图所示。

（1）储气瓶：储气瓶是CO2灭火剂储存装置，储气瓶一般使用无缝钢瓶，钢瓶应能承受所需要的压力，船舶技术法规要求其液压试验压力为 24.5MPa。每一钢瓶在出厂前均应经船舶检验机构检验，并持有船用产品合格证书。气瓶瓶体上应永久标记标明钢瓶容积、液压试验压力、试验日期、出厂编号等重要安全技术参数。

（2）瓶头阀：瓶头阀是控制CO2灭火剂释放的控制阀，瓶头阀连接 1 根钢质或铜质金属管，直径为 10～12mm ，因为CO2灭火剂密度较大，金属管应通向气瓶底部附近，端部为斜切口状。瓶头阀另一个重要的安全装置就是安全膜片，安全膜片在达到设计压力后会自行击穿，是保证储气瓶内压力不超过储气瓶的许用压力，因此安全膜片设计压力应小于钢瓶的许用压力，国内船舶技术法规要求的是 18.6±1MPa，安全膜片应经专业机构认可。当储气瓶里压力高于安全膜片设计压力后，安全膜片就会被击穿，储气瓶里面CO2灭火剂从瓶头阀安全膜片释放至室外大气环境中，在船上一般引至舱室外部。

（3）释放控制箱：释放控制箱就是控制CO2灭火剂从储气瓶到被保护处所的装置。通常由阀件、压力表、电源触电，控制空气瓶等组成，控制空气瓶一般为两个，一个用于驱动控制到各保护处所的分配阀，另一个用于控制CO2储气瓶头阀。压力表主要检测释放管路压力，电源触电用于联动声光报警装置。

（4）释放延时装置：释放延时装置主要由气包和释放器组成。按照国际公约和国内船舶技术法规要求，在释放CO2灭火剂之前应给保护处所人员足够的逃生时间，使气瓶开启滞后于管路控制总阀，总控制阀开启后，被保护处所声光报警开启，人员紧急逃离，一段时间后气瓶瓶头阀开启，CO2气体灭火剂才释放到被保护处所。

（5）分配阀：分配阀是从释放总管到各被保护处所管路上的控制阀。

（6）吹通阀：吹通阀是用于对CO2灭火剂总管进行吹通的一个重要阀件，安装在CO2灭火剂总管与压缩空气管之间，防止释放总管被杂物堵塞。

2 船舶固定CO2灭火系统的日常管理

2.1检查的周期和项目

船舶固定CO2灭火系统属于船舶消防关键性设备，航运企业应根据厂家提供的维修说明和公约要求制定详细的检查清单和检查计划，一般应至少包括：

（1）每周对船舶固定CO2灭火系统控制站进行例行检查，检查门窗是否能正常开启，通风装置是否正常。

（2）每周检查释放控制箱控制面板功能是否正常、总释放阀和分配阀是否处于正常位置;

（3）每月检查释放控制箱内压力表是否正常，检查测试声光报警系统是否正常;

（4）每年对系统进行一次全面检查，包括储气瓶、控制箱、释放阀、声光报警、释放管路、管路末端喷嘴等;

（5）按照公约要求，船舶固定CO2灭火系统每两年应由主管机关认可的专业检测机构对全系统进行检验检测并出具检测报告。

（6）按照公约要求，CO2灭火剂储气瓶每5年应由主管机关认可的专业检测机构进行液压试验。

2.2日常检查常见的问题和处理方法

经过多年的实践，国内船舶安装的固定CO2灭火系统在日常检查中常见问题有：

（1）气体释放主阀打不开，船上潮湿环境会经常导致主阀锈蚀卡死，CO2灭火剂无法正常释放。应及时更换气体释放阀。

（2）气瓶组钢丝拉绳卡死，CO2灭火系统钢瓶瓶头阀操纵杆上的拉启钢绳索从灭火站室内穿过舱室至控制箱途中，如果安装不好，船舶在长期摇晃和振动过程中容易卡住或不畅， 导致开启困难。查找原因，消除卡点。

（3）直流集合管堵塞或破裂，一些老龄船未安装吹通压缩空气，由于直流集合管容易堵塞，释放灭火剂就会因堵塞发生管路爆裂，灭火剂泄漏，严重会导致人员伤亡事故发生。

（4）报警按钮失效，老龄船舶由于船舶报警系统存在年久失修，在释放灭火剂前无法第一时间启动报警按钮通知被保护处所人员及时撤离，容易造成被保护处所人员来不及逃生而窒息。

2.3船舶固定式CO2日常检查注意事项

（1）进入CO2室需要有防范措施。船上固定CO2灭火系统所在的舱室，船舶正常营运期间，门是常闭的，因此人员在进入CO2室检查前应先对CO2室进行充分的自然通风或机械通风，防止CO2泄露引起人员窒息。

（2）船舶固定二氧化碳消防系统应指定专业人员检查保养，船上一般由甲板部三副进行日常检查，检查人员不仅要熟悉二氧化碳系统各个组成部分的功能和基本情况，还需熟悉二氧化碳管系图，掌握各管系连接的保护处所。

（3）船舶公司应制定CO2释放人员撤离演习制度，定期开展船舶CO2释放人员撤离演习，让每个在船人员熟悉撤离路线，特别是船员更换后应及时开展此类演习。CO2释放报警开启后20秒内保护处所内的所有人员全部撤离到安全处所。

（4）船舶公司还需根据厂家的技术说明书和船舶的技术图纸，制定CO2灭火系统发生意外泄漏或者操作失误的处理程序和操作指南，指导CO2灭火系统在发生紧急情况时正确处理。

（5）船舶在厂修期间，如果CO2系统不属于维修项目，应控制好CO2间和消防控制站的入口，无关人员不得进入。如果要对CO2系统进行维修，应由专业机构开展，在CO2间、消防控制站和保护处所设置安全警示标志。

3 船舶固定二氧化碳系统专业检修

船舶固定CO2系统是船上重要的消防设施，承担着船舶机舱、发电机舱、泵舱等重要的机械处所和货舱的消防任务，按照SOLAS公约以及国内船舶技术法规要求，每间隔两年应经主管机关认可的专业机构进行检修检测，并出具检测报告，检测的内容主要有以下几个方面。

3.1 CO2气瓶的检测

CO2气瓶属于压力容器，长期处于高压、高湿的工作环境中，CO2气瓶检测是整个系统检测的重要环节，检测的项目包括气瓶的外观检查、内部检查，瓶头阀检查、声响检查、检测标志核对、气瓶重量和容积的测定、标准水压试验、气瓶的干燥处理、气瓶的壁厚测定和强度校核、瓶阀的检验与安装、气瓶的涂装、灭火剂的充装。经上述一系列程序检查、检验、测试及试验后合格的气瓶由检验员负责签发认可标志并粘贴在气瓶醒目位置，报废的气瓶必须拆除换新。

3.2 CO2灭火剂量的测定

船上CO2灭火剂量的测量通常采用液位仪测量或电子秤直接测量。用液位仪测出CO2瓶内的液面高度，并逐一标识记号，根据不同液位仪厂家提供的液位高度与重量换算表，计算出每瓶CO2药剂的重量并记录。用电子秤测量时，先关闭CO2管上的各个施放阀，再用电子秤分别对每个CO2钢瓶进行称重。经称重合格的气瓶，可进行复位安装。药剂不足的必须检查原因修复后补足药剂。称重完工后，称重数据由操作者签名负责，检验员检验合格后贴上认可标识。

3.3管路的密性试验

管路的密性试验主要检验释放管路是否存在破损情况，通常与管路的泵压试验联做，先对管路进行泵压试验，通过一定时间检验合格后，用0.49Mpa压缩空气吹干管系中的水分，复位后再做0.69Mpa的气密试验，管路密性试验方法通常是对灭火剂释放集合管路加压0.69Mpa的压缩空气，关闭所有阀件，在管路接头及拆装处涂上起泡剂（肥皂水），压力保持一段时间，观察压力表压力是否明显降低，管路接头和拆装处是否产生起泡。压力无明显降低，没有产生起泡则视为合格。

3.4管路畅通试验

管路畅通试验主要是检验释放管路是否存在堵塞，影响灭火剂的释放。主要做法是对总管或分配阀箱上所设压缩空气吹洗接头引入压缩空气，中间加装控制阀，阀后加装压力表。试验时开启压缩空气控制阀，当表压达到0.49Mpa后，打开管路上快开阀，吹通各路支管，检查各分路排出口是否有空气排出，气流是否舒畅，气流顺畅说明管路正常。

3.5气瓶及阀的动作试验

做气瓶及阀的动作试验可采用手提式CO2来操作，操作时，为保证试验安全，一定要先将CO2储气瓶移出CO2站室，确认CO2瓶头阀与瓶头阀上的开启装置完全脱离。然后將手提式CO2灭火器与气动管路连接牢固后，开启手提式灭火器的瓶头阀，CO2气体即进入气动管路，启动施放总阀和气瓶，检查施放总阀和气瓶的开启状态，确认其是否完全开启。如果施放总阀和气瓶不能完全开启，检查气动管路及各连接处是否有渗漏和变形，如果存在问题应及时修复处理。

3.6压力表校正检测

CO2灭火系统遥控集合管路上和遥控释放控制箱的氮气储气瓶上安装有压力表，用来监测系统内的压力。为了保证压力的作用，压力表应每两年进行专业检测或换新。

3.7效能试验

效用实验是检验CO2灭火系统完整性和效用性，是模拟真实的释放环境和释放工况的一个重要试验。效用试验包括阀件动作试验、灭火剂的释放、施放声光报警、泄露报警、故障报警、风油遥切试验、站所联动、人员撤离等一系列程序。

通常CO2施放报警试验及风油遥切试验同步进行。手动打开施放控制箱箱门（或手动打开施放阀），行程开关无源触点断开，检查控制室和保护处所声光报警装置是否开始工作，保护处所设置的风机、燃油驳运泵是否同时切断。

做泄漏报警试验时，可以将一具手提式MT3 CO2灭火器出口与泄漏管连通，打开灭火器瓶头阀，CO2药剂即进入泄漏管，信号笛发出报警声，同时泄漏管上压力讯号器输出讯号提示驾控台泄漏管内有压力。

4 结语

本文通过查阅相关文献资料再结合工作实际经验，对船舶固定CO2灭火系统的灭火原理、重要部件日常的检查以及检修的注意事项等内容进行了阐述，有助于航运企业制定船舶固定CO2灭火系统日常安全管理制度，有助于船员开展船舶固定CO2灭火系统的检查、保养，有助于船舶消防检查机构更加专业、全面地开展船舶消防检测。为减少船舶固定CO2灭火系统的安全隐患，保证人命和财产安全作出绵薄之力，由于作者时间和能力有限，本文所阐述内容还不够全面，有待进一步研究探讨。

参考文献：

[1]彭陈.船舶固定二氧化碳的操作与改进措施[J].广州航海学院学报，2020，28（03），69-72.