船舶制冷系統(tǒng)的清潔船舶標志應用

夏善伍，胡企尤

（1.南通明德重工有限公司，南通 226361；2.上海滬東中華造船集團有限公司，上海 200129）

0 引 言

隨著綠色造船的啟動，《聯(lián)合國氣候變化框架公約》及《京都議定書》所確定的目標和框架，已成為共同遵守的行動準則。為此，各國船級社紛紛制定了一系列環(huán)保規(guī)范，要求在新造的船舶中強制執(zhí)行環(huán)保規(guī)定。保護大氣臭氧層不被破壞，保護人類，保護地球。

通過為丹麥船東 HERNING公司建造的多條8000載重噸級化學品船，總結(jié)出一些設(shè)計經(jīng)驗，希望能給今后入級 BV、且?guī)в懈郊迎h(huán)保標志“CLEANSHIP”的新船設(shè)計和建造提供一些借鑒。

1 BV船級社規(guī)范中的附加環(huán)保標志“CLEANSHIP”

BV船級社規(guī)范（2005版）增加了預防污染的章節(jié)，提出預防污染的附加環(huán)保符號“CLEANSHIP”，對焚燒爐、污水處理、垃圾管理和廢物處理等都作了嚴格的規(guī)定。而制冷劑和滅火劑的泄漏將會破壞大氣臭氧層，產(chǎn)生溫室效應，危及地球家園。為此，規(guī)范中明確規(guī)定附加環(huán)保標志“CLEANSHIP”的適用范圍：

1)適用于船舶集中制冷裝置和中央空調(diào)裝置；

2)適用于固定滅火裝置的哈龍滅火劑。

“清潔船舶”的內(nèi)容有：

1)集中制冷裝置、中央空調(diào)的制冷裝置，禁止使用鹵化物介質(zhì)，（但氟氯烴HCFCS例外，允許使用到2020年1月1日），制冷劑的全球變暖潛值（GWP）不得大于3000；

2)制冷系統(tǒng)必須設(shè)置制冷劑的回收裝置，并在出現(xiàn)緊急情況時能將全部制冷劑回收到容器中，容器應有能力儲存回收全部的制冷劑；

3)可能會出現(xiàn)泄漏制冷劑的空間，要用泄漏探測器連續(xù)不斷地監(jiān)測，探測器應是得到認可的類型；

4)任何一個泄漏探測器發(fā)現(xiàn)泄漏，都通過報警器發(fā)出聲光報警信號，報警器應位于通常有人的位置；

5)系統(tǒng)設(shè)計時，要增加一些必要的閥件，通過這些閥件，在維修時盡量減少制冷劑的釋放；

6)設(shè)置一個通岸裝置，必要時可將制冷劑釋放到位于岸上的回收裝置內(nèi)。

由于絕大部分船舶的伙食冷庫溫度都在-20℃以下，既要滿足低溫制冷，又要滿足GWP不大于3000，從目前常用的幾種制冷劑的性質(zhì)來看，只有R407C制冷劑符合要求[1]。

R407C制冷劑是HFC氫氟碳族的非共沸點混合物，能效比較高，屬于低毒不燃的A1類，它的組成成分為：R32（23.0%）、R125（25%）、R134a（52.0%）。臭氧消耗潛值（ODP）為0，全球變暖潛值（GWP）為1530，（制冷劑造成的溫室效應是二氧化碳的1530倍），對全球變暖雖然仍有較大影響，但最終也只能選用R407C制冷劑。

每一系統(tǒng)內(nèi)的制冷劑年泄漏率應小于其全部裝量的10%。

2 附加環(huán)保標志“CLEANSHIP”在船舶上的具體實施

按造船規(guī)格書要求，船舶在交船時，必須取得BV 船級社的附加標志“CLEANSHIP”。在設(shè)計中，將中央空調(diào)、冷藏設(shè)備和冷庫布置在同一層甲板，這樣有利于報警探頭和回收裝置的集中布置，也有利于設(shè)備的維護和制冷劑泄漏后的回收工作。

將氟利昂固定式泄漏報警探頭布置在制冷設(shè)備的下方或附近便于檢查的艙壁上。每套制冷設(shè)備和每個冷藏庫均配置1只探頭，該船2臺制冷機組和3個冷庫，共配置5套固定式鹵素報警探頭，1套便攜式鹵素氣體檢漏儀。其中 2套固定式鹵素報警探頭分別連接至駕駛室和機艙控制室控制臺的自動化報警面板上，5套鹵素報警探頭分別連接至官員餐廳、輪機長室、船長室、大管輪間和二管輪間，安裝在墻壁的自動化報警面板上。無論何處發(fā)生制冷劑泄漏，以上房間都會同時發(fā)出聲光報警信號[2]。

設(shè)備布置見圖1。

圖1 R407C制冷劑報警和回用系統(tǒng)原理和布置

制冷系統(tǒng)運行后，固定式鹵素報警探頭隨之自動工作，將試驗用的鹵素氣體對準探頭釋放，探頭會自動發(fā)出警鈴和亮起紅燈，報警速度和頻率隨漏泄量增大而增強，以此證明固定式探頭完好；固定式鹵素報警探頭和聲光報警指示燈安裝完畢后，應進行嚴格的調(diào)試和檢驗。

在中央空調(diào)和冷藏設(shè)備正常運行30min后，如探頭沒有發(fā)出報警，表示設(shè)備無泄漏。

采用移動式鹵素氣體檢漏儀來檢測系統(tǒng)管路所有的接頭。當檢漏儀挨近滲漏的制冷劑氣源時，會自動發(fā)出警鈴和亮起紅燈，報警速度和頻率隨漏泄量增大而增強[3]。

圖2 GP-SA固定式氣體探測器

圖3 EA10208D固定式氣體 探測器試驗工具

圖4 SF6-LS790B便攜式鹵素 氣體檢漏儀

固定式鹵素報警探頭和試驗工具選用丹麥的GEOPAL 公司生產(chǎn)的 GP-SA 氣體探測器和EA10208D試驗工具；便攜式鹵素氣體檢漏儀選用美國CPS公司生產(chǎn)的SF6-LS790B氣體檢漏儀見圖2～4。即使在污染嚴重的情況下，兩者都能探測出最小7克/年的泄漏。

船舶在航行過程中，一旦制冷劑發(fā)生泄漏，駕駛室等7個房間將同時發(fā)出聲光報警信號，船員可立即進入泄漏的房間，迅速關(guān)閉運行中的設(shè)備，將制冷劑回收到氣罐中，再利用移動式的鹵素氣體檢漏儀對管路接頭進行檢測。當發(fā)現(xiàn)泄漏點，快速進行修理，防止制冷劑繼續(xù)泄漏至大氣中。

固定式和便攜式的制冷劑回收裝置都要求具有BV或EC產(chǎn)品證書。船廠在與供貨商進行技術(shù)談判時，應提出回收裝置必須同中央空調(diào)、冷藏設(shè)備配套供貨，并由供貨商事先進行模擬試驗。

整套的制冷劑回收裝置由電子秤、回收氣罐、回收機（含閥件、壓力表）和管路等組成；回收機通常是由全封閉的壓縮機、空氣冷凝器和過濾器組成。該船使用的是美國CPS公司生產(chǎn)的CR700制冷劑回收裝置，具體產(chǎn)品如圖5～8所示。

圖5 電子秤

圖6 回收氣罐

圖7 回收機

圖8 制冷劑回收裝置

圖9 制冷劑回收原理

制冷劑回收裝置的工作原理是用快速接頭將回收機的吸氣管與系統(tǒng)的充注管（制冷劑充注管必須安裝在回氣管上）連接好，回收機中的全封閉壓縮機將制冷劑輸經(jīng)回收機內(nèi)的干燥過濾器，干燥過濾后經(jīng)冷凝器放熱冷凝后，再收入到回收氣罐中，見圖9。

在回收過程中應特別注意：

1)回收機吸入管只能吸入制冷劑氣體，不能連接到儲液器或任何液體管路上?；厥諝怏w中一旦存有液體，回收機中的壓縮機將會發(fā)生嚴重故障；

2)不能將不同的制冷劑充灌在同一回收氣罐中。因為制冷劑的混合物無法再循環(huán)、再利用；

3)回收氣罐一般應放在電子秤上，回收制冷劑的同時，應密切注意回收氣罐中的重量變化。充入氣罐的制冷劑不要超過回收氣罐的容許灌入量，以免發(fā)生危險。還應在回收氣罐上標明是何種制冷劑。

4)回收氣罐的總?cè)莘e應按制冷劑的總裝量1.2～1.5倍配置。

5)為了防止回收氣罐內(nèi)壓力過大，壓縮機的排出口必須裝有高壓開關(guān)，設(shè)定值必須根據(jù)管路和回收氣罐所承受的壓力，一般不超過1.7MPa，或在回收氣罐上安裝壓力表來控制壓力。如有可能，回收機上還應裝有防止液體制冷劑進入壓縮機的裝置及油分離器。

回收后的R407C制冷劑貯存于回收氣罐中，在系統(tǒng)修復完畢后，重新充灌到系統(tǒng)中，從而可重復利用，節(jié)約能源，并減少對大氣的污染[4]。

為了獲得交船證書，船廠必須按BV船級社規(guī)范中的附加環(huán)保標志“CLEANSHIP”的相關(guān)規(guī)則，提交一整套送審手冊至BV審圖中心，具體的資料包括：該船中央空調(diào)、冷藏設(shè)備的R407C制冷劑管系原理圖和布置圖、制冷劑的具體參數(shù)及性能指標、制冷劑處理程序及操作手冊等等，經(jīng)審核認可，BV當局將出具一份帶“CLEANSHIP”標志的證書，該船才能順利交付船東使用。

3 結(jié) 語

目前入級法國BV船級社的化學品船，如果還沒有附加環(huán)保標志“CLEANSHIP”的要求，對制冷劑選用、泄漏報警系統(tǒng)和回收裝置都也沒有特別的要求，可不安裝這些裝置。但是，隨著世界各國對環(huán)境保護的不斷升級，估計近幾年就會追加安裝。歐盟已經(jīng)規(guī)定，2011年1月1日起，在歐盟成員國新車的空調(diào)制冷劑，臭氧消耗潛值(ODP)為0，全球變暖潛能值（GWP）不能超過 150[5]。而該船采用的R407C制冷劑，臭氧消耗潛值(ODP)雖然為0，但全球變暖潛能值（GWP）卻是1530，都在必須淘汰之列。

該化學品船具有法國BV船級社的附加環(huán)保標志“CLEANSHIP”，可以進入歐盟的任何港口，以及其他國家對環(huán)保要求高的港口，從事運輸和貿(mào)易工作。

[1] BV規(guī)范.附加環(huán)保標志“CLEANSHIP”[S].2005.

[2] Geopal SYSTEM A/S for Danmark.Detector GP-SA instruction and maintenance manual[S].

[3] CPS USA for America .Operation Manual of Portable Gas Leaking Detector[S].

[4] CPS USA for America.Operation Manual of Refrigerant Recovery System[S].

[5] 日本空調(diào)供暖和制冷信息(JARN)[J].2010, 7.