集裝箱船載運危險貨物電氣聯(lián)鎖研究

黃家堯

摘 要： 集裝箱船是當前貨運主流船型之一，具有航速快，裝卸速度快，停港時間短等優(yōu)點，深受客戶的青睞，近年來，世界各國進出口雜貨有相當大比例采用集裝箱船運輸。集裝箱船所載貨物種類繁多，其中有一些屬于危險貨物，據(jù)統(tǒng)計，危險貨物占貨物總量比例能達到15%，為了經(jīng)濟效益，集裝箱船在設(shè)計的時候就會考慮讓一些貨艙適用于裝載危險貨物。裝載危險貨物對船舶設(shè)計及船舶運營管理等多方面都有特殊的要求，單從電氣設(shè)計的角度來說，是對船上相應(yīng)的電氣設(shè)備提出了特殊的要求，如在危險區(qū)域采用防爆設(shè)備，或者在裝載危險品時關(guān)閉非防爆設(shè)備，本文研究的就是在裝載危險品時如何有效的關(guān)閉危險區(qū)域內(nèi)的非防爆設(shè)備，此關(guān)閉方法不是簡單的關(guān)斷設(shè)備，而是要徹底杜絕這些設(shè)備在裝載危險品時被人為的誤開啟，并且此方法還要獲得船級社的認可。

關(guān)鍵詞：集裝箱船 危險貨物 電氣聯(lián)鎖 防爆設(shè)備

中圖分類號：U6 文獻標識碼：A 文章編號：1003-9082（2017）01-0302-01

一、意義

所謂危險貨物是指《國際海運危險貨物規(guī)則（IMDG Code）》所述的物質(zhì)、材料和物品，總共分為九大類，這里不再贅述。按照規(guī)范要求，裝載危險貨物時，貨艙內(nèi)，貨艙通風管道，貨艙出風口一定范圍內(nèi)等區(qū)域?qū)儆谝?guī)范定義的危險區(qū)域，危險區(qū)域內(nèi)安裝的電氣設(shè)備應(yīng)采用滿足相應(yīng)要求的防爆設(shè)備，然而，防爆設(shè)備價格昂貴，會在一定程度上增加的造船和維護成本，在不違反規(guī)范規(guī)定的基礎(chǔ)上，部分船型采用的方法是裝載危險品時利用電氣聯(lián)鎖的方式徹底關(guān)閉部分非防爆設(shè)備，這既節(jié)約成本，又能滿足規(guī)范要求，是一個很多船東理想的解決方案。

二、方法

集裝箱船貨艙區(qū)域常出現(xiàn)的電氣設(shè)備主要包括：照明系統(tǒng)的燈具、貨艙通風系統(tǒng)的風機、冷藏集裝箱供電插座、燃油、壓載、消防管系閥門遙控系統(tǒng)的遙控閥、液位遙測系統(tǒng)的液位傳感器和液位開關(guān)等，由于閥門遙控系統(tǒng)和液位遙測系統(tǒng)在裝載危險品的時候也不可避免的需要使用，因此這些電氣設(shè)備沒辦法關(guān)停，如果確實需要安裝在危險區(qū)域，只能采用防爆設(shè)備，本文主要講述燈具、風機和冷藏箱插座的電氣聯(lián)鎖。

首先，此電氣聯(lián)鎖功能是裝載危險品時使用的，涉及到船舶安全問題，使用不當會導致安全隱患的發(fā)生，所以這個聯(lián)鎖功能必須由專人負責，不能隨便什么人都可以操作，因此在關(guān)鍵控制器上必須設(shè)置有限制控制權(quán)限的措施，通常可以采用帶鑰匙的轉(zhuǎn)換開關(guān)，此轉(zhuǎn)換開關(guān)可以設(shè)置在貨控室的貨控臺上或者駕駛室的駕控臺上，也可以兩邊均有，如果兩處均設(shè)置控制權(quán)限時，為了解決同步問題，需在一處設(shè)置優(yōu)先權(quán)，比如貨控室優(yōu)先，那么貨控臺上的轉(zhuǎn)換開關(guān)應(yīng)為三檔，除了正常和危險品兩檔外，還需增加一檔駕駛室控制。由于集裝箱船分多個貨艙，在裝載危險品的時候也是按照貨艙區(qū)分，比如某個或者某幾個貨艙裝載危險品，其他貨艙不裝載危險品，所以危險品聯(lián)鎖開關(guān)應(yīng)該根據(jù)打算載運危險貨物的貨艙數(shù)量分別設(shè)置，分別關(guān)閉每個貨艙的電氣設(shè)備。

為了在裝載危險品的時候徹底關(guān)斷相關(guān)電氣設(shè)備，避免有人因為誤操作開啟相關(guān)設(shè)備，我們可以通過轉(zhuǎn)換開關(guān)控制繼電器，輸出多付常開觸點徹底斷開相關(guān)設(shè)備的控制回路，正常情況下，這些觸點閉合，轉(zhuǎn)至危險品時，這些觸點斷開，也可以經(jīng)過中間繼電器轉(zhuǎn)換常開或常閉觸點。

先說照明系統(tǒng)，集裝箱船貨艙的照明系統(tǒng)，為了控制方便，通常設(shè)有多地控制功能，最方便可靠的控制方式是脈沖繼電器加接觸器控制照明分路（如圖），脈沖繼電器用于遙控照明，接觸器用于帶動照明負載，在脈沖繼電器控制線路上并接多個非自鎖常開按鈕，任何一個按鈕動作均可以改變脈沖繼電器狀態(tài)，從而實現(xiàn)控制照明系統(tǒng)的通斷。聯(lián)鎖觸點應(yīng)接至接觸器的控制線路上，當轉(zhuǎn)至危險品狀態(tài)時，觸點變成常開狀態(tài)，這樣能立即切斷照明回路，且其他任何地方的控制都無法開啟照明。但是需注意，這里只能關(guān)閉正常照明，應(yīng)急照明是逃生必須使用的，不能聯(lián)鎖關(guān)閉，所以應(yīng)急照明燈具如果在危險區(qū)域，只能選用防爆設(shè)備。還有，正常照明一個分路上往往包含十幾盞燈，如果有一盞非防爆燈在危險區(qū)域內(nèi)，那么整個分路都需要聯(lián)鎖切斷，或者將其更換為防爆燈。

再說貨艙風機，集裝箱船貨艙通風量在裝載冷藏箱和裝載危險品時不同，裝載危險品時需要的通風量少，可以參考輪機專業(yè)貨艙通風計算書，在裝載危險品時不需要使用的風機通常選用非防爆風機。我們知道，船上電機的控制方式是利用接觸器控制，外部控制系統(tǒng)只控制接觸器控制線路的通斷，因此危險品聯(lián)鎖觸點需接至接觸器的主控制線路上，類似于外接的應(yīng)急停止按鈕，觸點斷開時，風機無法啟動。這里需注意，貨艙風機往往設(shè)有本地控制和遙控控制，遙控控制啟動回路并接于本地啟動回路上，因此聯(lián)鎖觸點必須串接在主停止回路上，否則會導致遙控系統(tǒng)無法啟動但是就地仍然可以啟動的情況，筆者曾經(jīng)遇到過這種情況，當時配電板原理設(shè)計時因為設(shè)計人員粗心導致的錯誤，現(xiàn)場調(diào)試發(fā)現(xiàn)問題后，驗船師意見非常大，最后導致現(xiàn)場大量的修改。

最后說冷藏集裝箱插座，集裝箱船裝載冷藏集裝箱需要船上給冷藏集裝箱供電，使用冷藏插座是最常用的方法，由于冷藏插座直接由分電箱供電，沒有相關(guān)的控制線路，沒辦法像照明或者風機那樣聯(lián)鎖，我們可以直接在供電斷路器上想辦法。不管船上選用的是什么品牌的斷路器，只要是塑殼斷路器，均可以加裝分勵脫扣線圈，在給線圈通電的時候，斷路器會被強制切斷，所以可以從聯(lián)鎖開關(guān)繼電器上引出常開觸點至冷藏插座斷路器的分勵脫扣線路上，當轉(zhuǎn)換開關(guān)轉(zhuǎn)至危險品狀態(tài)時，觸點閉合，分勵脫扣線圈通電，相應(yīng)的斷路器會被強制切斷，從而切斷冷藏插座的電源。但是此做法其實有一個缺陷，分勵脫扣線圈雖然能切斷斷路器，但是人為手動還是可以合閘相關(guān)斷路器，只不過手放開的時候斷路器還是能自動斷開，筆者曾碰到有船檢當時提出此做法還是存在安全隱患，只是考慮到目前行業(yè)上都是這么做的，而且也沒有其他合適的方法，船檢最終沒有過于糾結(jié)這個問題。

還有一個經(jīng)驗分享，船上設(shè)備安裝及定位受到很多現(xiàn)場因素的影響，設(shè)備實際的安裝位置往往與圖紙上的理論位置有偏差，這就導致了一些設(shè)備本來在圖紙上不在危險區(qū)域，但現(xiàn)場實際測量時發(fā)現(xiàn)卻在危險區(qū)域內(nèi)，這就需要臨時增加額外的聯(lián)鎖線路，所以在圖紙及原理設(shè)計時，預留備用的聯(lián)鎖觸點及電纜線路很有必要，能很好的避免現(xiàn)場返工。

三、結(jié)語

筆者在船廠負責過多種集裝箱船型的電氣設(shè)計及項目主管工作，看到過多家配電板廠關(guān)于此聯(lián)鎖系統(tǒng)的原理設(shè)計，由于很多配電板原理設(shè)計人員對貨艙危險品聯(lián)鎖概念理解不夠透徹，往往將原理設(shè)計搞錯，導致現(xiàn)場的修改量非常大，而且現(xiàn)場修改往往線路混亂，一塌糊涂，船東和船檢在這方面也被弄得非常頭疼，希望此文所述能加深相關(guān)人員對此概念的理解。

參考文獻

[1]《國際海上人命安全公約》，2004

[2]《國際海運危險貨物規(guī)則（IMDG Code）》