淺談船舶制冷空調(diào)安全技術(shù)

蔡秀安

(福建船政交通職業(yè)學(xué)院，福建 福州350007)

1 引言

船舶是水上活動的建筑物，是一種高度綜合性產(chǎn)品，涉及的專業(yè)繁多?，F(xiàn)代設(shè)計(jì)建造的船舶幾乎都配備制冷空調(diào)裝置。制冷空調(diào)系統(tǒng)承受著一定的壓力。有的制冷劑具有低溫、易燃、易爆的特點(diǎn)。在船舶制冷空調(diào)施工、安裝、操作和維

護(hù)過程中，存在著爆炸、中毒、窒息、腐蝕、凍傷、火災(zāi)、燒傷、電擊等一系列危險(xiǎn)。這就要求相關(guān)專業(yè)人員認(rèn)真貫徹國家安全生產(chǎn)法規(guī)，提高安全生產(chǎn)意識，進(jìn)行必要的技術(shù)培訓(xùn)和安全教育，將安全技術(shù)至始至終貫穿于船舶制冷空調(diào)設(shè)計(jì)、施工、操作等每一環(huán)節(jié)中。

2 船舶制冷空調(diào)設(shè)計(jì)上的安全技術(shù)

2.1 設(shè)計(jì)依據(jù)與相關(guān)規(guī)范

設(shè)計(jì)依據(jù)是按照船舶設(shè)計(jì)建造規(guī)格書，并根據(jù)船舶類型、大小和用途，以及船東的具體要求。簽訂船舶設(shè)計(jì)建造合同時，大多數(shù)合同都明確規(guī)定了凍結(jié)間和魚艙的設(shè)計(jì)溫度、凍結(jié)時間以及每次的凍結(jié)量，空調(diào)艙室根據(jù)不同的航區(qū)也設(shè)定了溫度范圍，對于達(dá)不到相應(yīng)要求的部分，按照合同細(xì)則進(jìn)行相應(yīng)的國際賠罰。因此，設(shè)計(jì)者應(yīng)遵循所在國《鋼質(zhì)海船建造規(guī)范》，貫徹國家標(biāo)準(zhǔn)與國際標(biāo)準(zhǔn)，精心細(xì)致地把好制冷空調(diào)系統(tǒng)安全設(shè)計(jì)這一關(guān)。另外，規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)對防火等相關(guān)安全要求均有詳盡的規(guī)定，設(shè)計(jì)上應(yīng)嚴(yán)格遵照執(zhí)行。

2.2 制冷空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)上的安全技術(shù)

2.2.1 制冷壓縮機(jī)的選用

制冷壓縮機(jī)必須適應(yīng)各個航區(qū)和不同季節(jié)的環(huán)境，不能超過制冷機(jī)規(guī)定的使用條件，否則機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)可靠性降低，效率和壽命也要下降，甚至發(fā)生危險(xiǎn)。比如，筆者設(shè)計(jì)的超低溫印度漁船，選用的制冷機(jī)須在設(shè)計(jì)的-65℃的蒸發(fā)溫度下能正常工作。船用制冷壓縮機(jī)在體積、重量以及安全可靠等方面的要求高于陸用?！朵撡|(zhì)海船入級與建造規(guī)范》規(guī)定：制冷機(jī)組其制冷能量在一臺制冷壓縮機(jī)停止工作時，其余機(jī)組能在24小時連續(xù)工作的情況下維持冷藏艙內(nèi)由設(shè)計(jì)所規(guī)定的最低溫度。制冷空調(diào)熱流量計(jì)算必須精確，冷機(jī)制冷量選定的裕度也要適中。制冷量太小，達(dá)不到設(shè)計(jì)參數(shù)，裕度取值太大，相應(yīng)的船舶發(fā)電機(jī)和其他配套的設(shè)備也隨之?dāng)U增，從而導(dǎo)致機(jī)艙容積的增大，直接提高了船舶的造價(jià)。

制冷空調(diào)壓縮機(jī)除了常規(guī)設(shè)置高壓超壓、低壓過低、油壓差保護(hù)和冷凝水?dāng)嗨踩Ｗo(hù)之外。還應(yīng)設(shè)置冷凍機(jī)油加熱裝置，防止在冬季或寒帶航區(qū)，制冷機(jī)剛起動時，溶入機(jī)油的制冷劑因蒸發(fā)沸騰，出現(xiàn)潤滑惡化現(xiàn)象。

2.2.2 輔助設(shè)備和系統(tǒng)閥件的選用

船舶制冷附屬設(shè)備的設(shè)置與陸上相比力求簡單，占用空間小。冷凝器若采用海水直接冷卻，其材質(zhì)須采用能耐海水腐蝕的鋁黃銅或海軍銅。設(shè)計(jì)布置時，重點(diǎn)注意機(jī)艙舷側(cè)線型、橫梁和肋骨結(jié)構(gòu)，留出冷凝器與貯液器必要的液位差。即使在船身搖擺顛簸時，也能保證冷凝后的制冷劑液體順暢地流入貯液器。冷卻水排舷外閥門，必須用銅質(zhì)或鑄鋼的截止止回閥，以防舷側(cè)碰撞造成閥體的破裂和海水的倒流。冷凝器、貯液器高壓部分應(yīng)設(shè)有安全閥或易熔塞，還應(yīng)裝有從系統(tǒng)引至舷外的專用泄放管，以便在發(fā)生事故時能迅速將制冷劑排除。

制冷機(jī)房或機(jī)艙必須設(shè)有應(yīng)急抽風(fēng)機(jī)。其風(fēng)機(jī)的排量相對制冷機(jī)室的換氣次數(shù)不得少于30次/時。制冷機(jī)室的機(jī)械通風(fēng)機(jī)，應(yīng)能在兩個地點(diǎn)進(jìn)行控制，其中之一必須位于機(jī)房外的適當(dāng)?shù)攸c(diǎn)。

船舶制冷大多采用簡捷的直接膨脹冷卻系統(tǒng)，而此類型系統(tǒng)供液不當(dāng)，易出現(xiàn)液擊現(xiàn)象。對于溫度波動較大的凍結(jié)間，尤其是超低溫凍結(jié)間，上下溫差竟達(dá)80～90℃，用常規(guī)的熱力膨脹閥，難以適應(yīng)艙溫的急劇變化，必須采用高精度的電子膨脹閥來自動調(diào)節(jié)制冷劑的供液量。

船舶空調(diào)新風(fēng)入口處必須遠(yuǎn)離柴油機(jī)排氣管口、廚房排煙處、衛(wèi)生間排風(fēng)氣流以及油艙透氣口等污濁氣體排放場所。空調(diào)風(fēng)管穿過各層甲板處或防火隔離艙壁均須設(shè)置船用擋火閥。對影響環(huán)境衛(wèi)生的醫(yī)務(wù)室、廚房、衛(wèi)生間、浴室、洗衣房等艙室必須機(jī)械排風(fēng)，保持室內(nèi)處于負(fù)壓狀態(tài)。向醫(yī)務(wù)室送風(fēng)的送風(fēng)管，應(yīng)裝止回閥。設(shè)置在駕駛室內(nèi)的空調(diào)布風(fēng)器、螺旋風(fēng)管以及固定隔熱層的噴釘，必須用不銹鋼材質(zhì),避免干擾磁羅經(jīng)，影響船舶通信安全。

此外，還須遵循船舶規(guī)范，在冷藏間門里的旁側(cè)設(shè)置人員被誤關(guān)的呼救按鈕，在制冷機(jī)房或機(jī)艙布設(shè)制冷劑泄漏監(jiān)測報(bào)警儀。

3 船舶制冷空調(diào)施工安裝上的安全技術(shù)

3.1 施工安裝上的實(shí)際安全案例

從事船舶制冷空調(diào)施工安裝人員要持證上崗，嚴(yán)格按圖施工安裝。焊接壓力管道的還要相應(yīng)的焊工證書。沿海某省有一家船廠，曾經(jīng)安排不懂制冷空調(diào)專業(yè)的人員，對冷凝器進(jìn)行試壓，結(jié)果誤將水系統(tǒng)當(dāng)作制冷系統(tǒng)，而造成試驗(yàn)壓力過高，冷凝器端蓋飛出砸人。幾年前，還有一家船舶企業(yè)，進(jìn)行艙室聚氨酯噴涂隔熱施工時，有關(guān)人員不按嚴(yán)禁周圍有明火作業(yè)的規(guī)定，麻痹大意，居然對臨近艙室有人正在焊接鋼件的情況，視而不見，仍我行我素，照常噴涂施工，結(jié)果引起現(xiàn)場爆炸。以上兩起事故均導(dǎo)致人員的重大傷亡。這些慘痛的教訓(xùn)，須引以為戒，常敲響安全警鐘。

3.2 船舶隔熱層施工上的安全技術(shù)

制冷空調(diào)專業(yè)的施工，大部分工作量是船舶下水后，在碼頭邊的水上進(jìn)行。安裝搬運(yùn)設(shè)備管閥時，人員頻繁活動在甲板面，要防止落水事故。

艙室隔熱層施工時，對聚氨酯泡沫塑料的原料配方和施工工藝，要嚴(yán)加控制，須加上阻燃劑，保證其物化指標(biāo)和防火性能。制冷管道不允許貫穿船員生活艙室。冷管穿過艙壁保溫層，以及強(qiáng)橫梁、縱桁凸出部分隔熱，要特別注意細(xì)節(jié)，按節(jié)點(diǎn)詳圖施工。否則，任何的疏忽都會使后期空艙保冷試驗(yàn)超出船舶檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，繼而造成返工，延誤交船周期。

施工貯存食品的艙室壁面覆蓋層及其油漆涂料，要查驗(yàn)是否有食品安全證書和船級社證書。

制作冷艙內(nèi)冷盤管的吊掛點(diǎn)，既要防止出現(xiàn)冷橋漏冷，更要注重吊頂牢靠堅(jiān)實(shí)。

3.3 制冷空調(diào)施工安裝上的安全技術(shù)

制冷空調(diào)工程的安裝是一項(xiàng)專業(yè)性較強(qiáng)的工作。安裝人員須經(jīng)專業(yè)培訓(xùn)，掌握相應(yīng)的專業(yè)知識。制冷管道(除氨外)用紫銅管或無縫鋼管，鋼管之間用電焊連接，紫銅管用喇叭口接頭。-60℃的魚艙用超低溫鋼管以及特殊鋁合金翅片冷卻排管，要求開坡口焊接。局部穿過隱蔽處用整根管道，盡可能將管道的連接處安排在明處。施工者要按施工技術(shù)細(xì)節(jié)要求，安裝制冷閥件，確保安裝質(zhì)量。

制冷系統(tǒng)的排污、試壓、檢漏、抽真空和充注制冷劑這一安裝后的調(diào)試過程，環(huán)環(huán)相扣，每一工序都要按試驗(yàn)大綱要求，嚴(yán)格把關(guān)，并對下一工序負(fù)責(zé)。系統(tǒng)排污要保證潔凈干燥，試壓保壓和抽真空要達(dá)到規(guī)定的數(shù)值和持續(xù)的時間。充注制冷劑前，須查驗(yàn)瓶裝制冷劑的合格證，注意其標(biāo)定的水分和雜質(zhì)是否超標(biāo)，曾有一家船廠的船舶制冷系統(tǒng)充入含水率過高的制冷劑，造成系統(tǒng)癱瘓無法運(yùn)行的后果。

另外，制冷吸氣過濾器，國內(nèi)與國外產(chǎn)品內(nèi)部結(jié)構(gòu)形式相反，筆者曾設(shè)計(jì)過的一艘法國船舶，安裝工人習(xí)慣地按國產(chǎn)的吸氣過濾器進(jìn)出口流向接管，而后檢驗(yàn)人員也外行，忽略這一細(xì)節(jié)，這給制冷系統(tǒng)留下安全隱患。船舶航行作業(yè)一段周期后，因吸氣過濾不良，雜質(zhì)進(jìn)入嬌貴的半封閉制冷壓縮機(jī)氣缸，導(dǎo)致拉缸毀機(jī)的事故。從國外航區(qū)發(fā)回的事故圖片細(xì)致分析，最后查出正是系統(tǒng)不夠潔凈加之過濾器安裝不當(dāng)原因造成的。

4 船舶制冷空調(diào)操作維護(hù)上的安全技術(shù)

制冷系統(tǒng)承受著中低壓壓力，船舶上常用的制冷劑一旦泄漏能使人窒息且遇明火會分解出有毒的氣體。若操作不當(dāng)，將造成制冷機(jī)液擊、制冷劑泄漏等一系列危及周圍人身和生命財(cái)產(chǎn)的安全事故。因此，操作維護(hù)人員要有扎實(shí)的制冷空調(diào)技術(shù)知識，嚴(yán)格執(zhí)行安全操作規(guī)程和崗位責(zé)任制，熟悉各機(jī)器設(shè)備的正確配置和制冷管路閥件流程圖，確保各種儀器儀表、測量元件顯示的溫度、壓力、液位等數(shù)值均在允許誤差范圍內(nèi)。同時，還要掌握有關(guān)安全預(yù)防措施和急救知識，防止和杜絕事故的發(fā)生。

大部分中小型的船舶制冷系統(tǒng)設(shè)有二套制冷機(jī)組，互為備用。有一艘冷凍漁船，曾發(fā)生一例因設(shè)計(jì)欠妥加之輪機(jī)人員操作不當(dāng)，造成機(jī)毀人傷的大事故。事故的起因是：兩臺制冷機(jī)高壓排出管段沒有設(shè)置止回閥，制冷系統(tǒng)在運(yùn)行時，有一位對制冷流程不熟悉的輪機(jī)值班人員，從靜止制冷機(jī)的油分離器手動閥放出油后，忘記關(guān)上此閥，而帶有安全保護(hù)，只在調(diào)試才關(guān)閉的多個閥門仍然處于關(guān)閉狀態(tài)，結(jié)果，高壓氣體通過油分離器手動閥，進(jìn)入靜止的壓縮機(jī)曲軸箱，造成低壓箱體超壓爆炸傷人的事故。

船舶制冷系統(tǒng)大修時，須將系統(tǒng)內(nèi)的制冷劑抽出，暫時貯存回收，制冷劑少量殘余部分若泄漏在機(jī)艙，要待開啟抽風(fēng)機(jī)排除后，才能進(jìn)行系統(tǒng)維修。在維修方面，筆者也曾經(jīng)目睹過一幕慘劇，有一個輪機(jī)長，在船舶維修時圖方便違規(guī)地將制冷系統(tǒng)內(nèi)殘余部分制冷劑，直接泄放在機(jī)艙，并且未在入口處設(shè)置警示牌，結(jié)果造成一個工人進(jìn)入機(jī)艙而被窒息死亡的大事故。因此，維修方面的安全問題也要引起足夠的重視，防止同類悲劇重演。

大中型制冷系統(tǒng)需要人工停機(jī)操作時，須先關(guān)閉貯液器出口閥，待系統(tǒng)內(nèi)制冷劑回收到貯液器后再關(guān)閉供液閥門，防止制冷管段中灌滿了高壓制冷劑液體，使管內(nèi)壓力隨外界溫度變化而急劇升高，導(dǎo)致“液爆”事故。帶有平板速凍的制冷系統(tǒng)，大部分都采用熱氣融霜方式。這種融霜操作技術(shù)難度較高，稍有疏忽，就會產(chǎn)生液擊危險(xiǎn)。筆者設(shè)計(jì)的此類船舶，有的還對個別輪機(jī)人員進(jìn)行現(xiàn)場沖霜操作示范，以提高其操作技能。

5 結(jié)語

船舶制冷空調(diào)的安全工作，是專業(yè)活動的重中之重。首先以預(yù)防為主，在制冷空調(diào)系統(tǒng)的前期設(shè)計(jì)、設(shè)備選型、安全監(jiān)測保護(hù)元件的設(shè)置、管材閥件的選用采購以及后期的保養(yǎng)維修等方方面面，應(yīng)及時發(fā)現(xiàn)事故的潛在性，根除其隱患，不使之發(fā)生成事故。其次，加強(qiáng)對上崗人員的專業(yè)安全培訓(xùn)，提高其制冷空調(diào)專業(yè)知識和安全意識，以安全強(qiáng)化技術(shù)質(zhì)量管理，確保船舶制冷空調(diào)設(shè)備和系統(tǒng)的安全運(yùn)行。

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