大型裝卸流動機(jī)械火災(zāi)的預(yù)防

■ 孫伯友 胡 鵬

大型裝卸流動機(jī)械火災(zāi)的預(yù)防

■ 孫伯友 胡 鵬

利用電子技術(shù)、網(wǎng)路監(jiān)控技術(shù)，進(jìn)一步完善大型機(jī)械火災(zāi)防控系統(tǒng)的“防”、“監(jiān)”、“消”等功能，最終為避免各類大型機(jī)械發(fā)生自燃事故，提供更有效的防范措施。

大型機(jī)械；火災(zāi)防控；對策措施

0 引 言

集裝箱作為現(xiàn)代物流業(yè)的先進(jìn)運(yùn)輸裝備，其作用和地位已經(jīng)得到世界范圍的普遍認(rèn)可，并將繼續(xù)引領(lǐng)世界交通和物流發(fā)展的方向和潮流。集裝箱裝卸運(yùn)輸作為上海港集團(tuán)的主業(yè)板塊，2016年上海港集裝箱（公司母港）吞吐量達(dá)到3 700萬TEU，位居全球第一，并呈逐年增長趨勢。然而，隨著集裝箱業(yè)務(wù)的迅速發(fā)展，生產(chǎn)機(jī)械化的不斷進(jìn)步，大型裝卸流動機(jī)械在各港口內(nèi)全面普及，大型機(jī)械發(fā)生自燃的火災(zāi)事故在全國范圍內(nèi)也頻繁發(fā)生。如何實(shí)現(xiàn)“預(yù)防為主、防消結(jié)合”，避免各類裝卸機(jī)械發(fā)生自燃事故，有效消除火災(zāi)隱患，港口消防安全的重要性必須進(jìn)一步凸顯。本文主要針對大型裝卸流動機(jī)械自燃事故的前期預(yù)防對策措施進(jìn)行探討。

1 導(dǎo)致大型機(jī)械自燃事故的主要原因

集裝箱正面吊運(yùn)起重機(jī)（俗稱正面吊）、集裝箱堆高機(jī)等大型裝卸流動機(jī)械已成為港口物流企業(yè)裝卸的主要生產(chǎn)設(shè)備，現(xiàn)上海港集裝箱碼頭、堆場共有集裝箱裝卸作業(yè)大型機(jī)械700余臺，特別是集裝箱正面吊運(yùn)起重機(jī)、集裝箱堆高機(jī)等大型裝卸流動機(jī)械的使用年限大多已達(dá)到或超過10 a，為滿足港口集裝箱裝卸任務(wù)需要而長時(shí)間運(yùn)轉(zhuǎn)，設(shè)備油路、線路老化情況嚴(yán)重，機(jī)械發(fā)動機(jī)艙內(nèi)因電路、油路故障發(fā)生自燃事故的概率較大，存在一定的火災(zāi)事故隱患。

1）電路發(fā)生嚴(yán)重短路，電線迅速發(fā)熱燒壞絕緣層，引起火災(zāi)。蓄電池的正負(fù)極電纜，或者是啟動電機(jī)大電流用電線路，受大電流沖擊，即使安裝了保險(xiǎn)絲（如保險(xiǎn)絲質(zhì)量的問題和其他隱患的存在），火災(zāi)還是無法避免。如大負(fù)荷產(chǎn)生的大流量長期接近保險(xiǎn)絲的容量，在機(jī)艙高溫的催化下加快了用電線路裂變，絕緣膠皮龜裂或熔化燃燒，雖然前端有保險(xiǎn)絲，但用電線路的綜合因素直接影響保險(xiǎn)絲的功效；啟動馬達(dá)的電路電纜或啟動馬達(dá)本身發(fā)生故障，在環(huán)境溫度的催化下同樣也會引發(fā)火災(zāi)事故。

2）線路老化。發(fā)動機(jī)艙在發(fā)動機(jī)工作狀態(tài)下溫度較高，特別在夏秋兩季，機(jī)艙內(nèi)溫度達(dá)到100 ℃左右。在機(jī)艙內(nèi)工作的各種電線，耐溫分別在90 ℃～120 ℃，各種電線在夏秋兩季長期處于高溫下，承受滿負(fù)荷工作，容易使線束的絕緣膠皮加速老化龜裂或熔化；后期的維護(hù)上受制于各方面的因素，維修時(shí)基本上只能對有明顯故障痕跡的電線進(jìn)行處理，長年累月，各種電線的使用壽命參差不齊，容易引起供電線路發(fā)熱，造成電線短路或膠皮起火甚至燃燒。

3）線路磨損。發(fā)動機(jī)艙內(nèi)電路線纜錯綜復(fù)雜，經(jīng)過數(shù)年的使用，還因?yàn)榉N種原因，這些電線在機(jī)械震動過程中互相或受其他外力影響產(chǎn)生摩擦，大電流大負(fù)荷的用電設(shè)備線路磨損線芯外露或搭鐵造成短路，也會引起火災(zāi)。

4）漏油。發(fā)動機(jī)艙內(nèi)油管受高溫高壓、長時(shí)間使用、震動等因素影響，出現(xiàn)老化、破裂或接頭松動，油液發(fā)生泄漏，噴射至發(fā)動機(jī)高溫部件，如渦輪增壓器等，極易發(fā)生火災(zāi)。

2 大型裝卸流動機(jī)械火災(zāi)事故特點(diǎn)

集裝箱正面吊運(yùn)起重機(jī)、集裝箱堆高機(jī)等大型裝卸流動機(jī)械，這些大型機(jī)械工藝先進(jìn)、技術(shù)復(fù)雜且價(jià)值較高。然而，當(dāng)機(jī)械發(fā)動機(jī)艙內(nèi)部發(fā)生自燃火情時(shí)，由于大型機(jī)械發(fā)動機(jī)艙內(nèi)產(chǎn)生火點(diǎn)、火源的先兆無法及時(shí)捕捉、發(fā)現(xiàn)，而初期火災(zāi)現(xiàn)象不明顯，駕駛?cè)藛T容易疏忽。一旦發(fā)生火災(zāi)，火源通過發(fā)動機(jī)艙內(nèi)的油管、油垢、油泥等易燃物迅速蔓延，造成撲救困難、火災(zāi)損失大，特別是危險(xiǎn)貨物作業(yè)場所發(fā)生裝卸機(jī)械自燃事故后果不堪設(shè)想，造成的直接、間接經(jīng)濟(jì)損失、社會影響更是無法挽回。

3 大型機(jī)械自燃事故的防控措施

隨著自動化技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，市場上雖然相繼出現(xiàn)了品種繁多的大型機(jī)械自動滅火設(shè)備，但其主要功能僅是遇到明火后點(diǎn)燃導(dǎo)火索啟動滅火器，或通過緊急按鈕啟動滅火器。這兩種方式，在安全防火工作上無法達(dá)到“預(yù)防為主”，不能把發(fā)生自燃的隱患消滅在萌芽狀態(tài)，對自燃險(xiǎn)情的發(fā)生無法防控。如何提供更有效的預(yù)防措施，避免各類大型機(jī)械發(fā)生自燃事故，達(dá)到“預(yù)防為主、防消結(jié)合”的目標(biāo)，針對大型裝卸流動機(jī)械的起火部位主要集中在發(fā)動機(jī)艙內(nèi)的特點(diǎn)，進(jìn)一步完善機(jī)械發(fā)動機(jī)艙內(nèi)產(chǎn)生火點(diǎn)、火源先兆的預(yù)防對策措施，化被動為主動，把火險(xiǎn)的隱患消滅在萌芽狀態(tài)是控制大型機(jī)械自燃險(xiǎn)情的關(guān)鍵。

3.1 機(jī)械自燃事故的預(yù)防對策措施

利用電子技術(shù)、網(wǎng)路監(jiān)控技術(shù)，進(jìn)一步完善大型機(jī)械火災(zāi)防控系統(tǒng)的“防”、“監(jiān)”、“消”等功能，最終為避免各類大型機(jī)械發(fā)生自燃事故提供更有效的防范措施?？梢栽诖笮蜋C(jī)械上安裝自動滅火裝置的同時(shí)，增設(shè)火災(zāi)隱患防控系統(tǒng)，分別對發(fā)動機(jī)艙的集束電纜溫度、工作電流、明火等進(jìn)行動態(tài)防控。防控系統(tǒng)在自身具備的聲光報(bào)警信息、自動切斷電源、自動滅火功能外，同時(shí)將火災(zāi)報(bào)警信息、滅火信息通過無線網(wǎng)絡(luò)自動發(fā)送至中央控制室儲存和報(bào)警，對調(diào)用儲存的信息指導(dǎo)搶修人員快速故障定位、排除火災(zāi)隱患，并對每臺大型機(jī)械的實(shí)時(shí)工作電流數(shù)據(jù)進(jìn)行管理，為每臺大型機(jī)械運(yùn)行狀態(tài)提供歷史數(shù)據(jù)的支持。

3.2 自燃事故防控原理

1）發(fā)動機(jī)艙集束電纜溫度防控。

在大型裝卸作業(yè)機(jī)械發(fā)動機(jī)艙內(nèi)設(shè)置溫度檢測器，對相關(guān)部位的溫度進(jìn)行監(jiān)測，部位包括：靠近發(fā)動機(jī)、氣缸、排氣管、啟動馬達(dá)等處的集束電纜。

警戒溫度的設(shè)置。以集裝箱正面吊運(yùn)起重機(jī)為例，通過前期對轄區(qū)一定數(shù)量的集裝箱正面吊運(yùn)起重機(jī)發(fā)動機(jī)艙內(nèi)集束電纜溫度監(jiān)控測試，機(jī)械在正常工作狀態(tài)下，發(fā)動機(jī)、水箱、啟動馬達(dá)監(jiān)控到的溫度相對其他設(shè)備較高，達(dá)到86 ℃左右，特別在夏秋兩季，受到外部高溫等因素的影響，發(fā)動機(jī)艙內(nèi)的最高溫度可達(dá)到100 ℃左右。同時(shí)電線膠皮的不同材質(zhì)，其燃點(diǎn)也不同：橡膠燃點(diǎn)為130 ℃、PVC燃點(diǎn)為255 ℃、硅膠燃點(diǎn)為350 ℃。警戒溫度不應(yīng)≥橡膠的燃點(diǎn)130 ℃，同時(shí)考慮到盡量降低誤報(bào)概率，警戒溫度宜設(shè)置為120 ℃為宜。

當(dāng)發(fā)動機(jī)艙內(nèi)溫度≥120 ℃時(shí)，防控系統(tǒng)通過聲光報(bào)警器報(bào)警提示，并將報(bào)警信息無線發(fā)送至中央控制室，駕駛員接到警報(bào)后，立即手動切斷電門，對故障進(jìn)行檢測分析，及時(shí)將火災(zāi)隱患消滅在萌芽狀態(tài)。如果報(bào)警信息發(fā)送后，駕駛員未及時(shí)采取應(yīng)急措施，當(dāng)發(fā)動機(jī)艙內(nèi)溫度≥130 ℃（橡膠燃點(diǎn)130 ℃）時(shí)，防控系統(tǒng)自動切斷電門，啟動自動滅火功能，并將火災(zāi)信息發(fā)送至中控室。中央控制室操作人員可根據(jù)采集的信息開展相應(yīng)補(bǔ)充措施。

2）發(fā)動機(jī)艙工作電流防控。

設(shè)置電流檢測器對大型裝卸流動機(jī)械的電瓶充電電流、工作電流、啟動馬達(dá)狀況進(jìn)行電流檢測。

警戒電流值可根據(jù)機(jī)械發(fā)動機(jī)實(shí)際額定電流的過流保護(hù)值進(jìn)行設(shè)定。以額定電流60 A為例，過流保護(hù)值應(yīng)為60 A×1.3=78 A，可將警戒電流設(shè)置為78A。當(dāng)電流檢測器探測到設(shè)備電流≥78 A（警戒電流值）時(shí)，防控系統(tǒng)通過聲光報(bào)警器向駕駛?cè)藛T發(fā)出報(bào)警提示，報(bào)警信息無線發(fā)送至中央控制室，駕駛員接到警報(bào)后，立即手動切斷電門，停止作業(yè)，通知維修人員進(jìn)行檢修，排除故障。如在設(shè)定時(shí)間內(nèi)未及時(shí)人工切斷電門時(shí)，防控系統(tǒng)自動切斷電門，異常電流數(shù)據(jù)無線傳送至中控室儲存，為檢修人員提供數(shù)據(jù)分析，實(shí)施檢修提供依據(jù)。

3）發(fā)動機(jī)艙內(nèi)明火防控。

在發(fā)動機(jī)艙內(nèi)鋪設(shè)導(dǎo)火索，作為發(fā)動機(jī)艙工作電流防控、集束電纜溫度防控的補(bǔ)充。當(dāng)發(fā)動機(jī)艙內(nèi)有明火產(chǎn)生時(shí)，點(diǎn)燃導(dǎo)火索觸動滅火裝置、切斷電門、啟動聲光報(bào)警信息。駕駛員和中控室操作人員接到火災(zāi)警報(bào)后，立即啟動滅火應(yīng)急預(yù)案開展施救。

通過對發(fā)動機(jī)艙的集束電纜溫度、工作電流、明火初期階段進(jìn)行有效防控，同時(shí)嚴(yán)格落實(shí)機(jī)械維護(hù)保養(yǎng)、操作規(guī)范等消防安全管理措施和制度，可以從根源上消除火災(zāi)隱患，控制大型機(jī)械自燃險(xiǎn)情的發(fā)生，實(shí)現(xiàn)“預(yù)防為主、防消結(jié)合”的目標(biāo)，力爭將火災(zāi)隱患消滅在萌芽狀態(tài)（見圖1）。

圖1 發(fā)動機(jī)艙內(nèi)明火防控圖

4 結(jié) 語

根據(jù)自動化技術(shù)和無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，探討大型機(jī)械火災(zāi)事故的防控措施，提高火災(zāi)預(yù)防能力，對大型機(jī)械的自燃事故可以化被動為主動，實(shí)現(xiàn)“預(yù)防為主、防消結(jié)合”的消防目標(biāo)。利用電子技術(shù)、網(wǎng)路監(jiān)控技術(shù)，設(shè)置火災(zāi)防控系統(tǒng)，對大型機(jī)械發(fā)動機(jī)艙內(nèi)產(chǎn)生火點(diǎn)、火源的先兆進(jìn)行實(shí)時(shí)捕捉、控制，可以實(shí)現(xiàn)事前報(bào)警、切斷電源，及時(shí)消除火災(zāi)隱患。同時(shí)，可以通過數(shù)據(jù)采集裝置，利用車載無線網(wǎng)路系統(tǒng)向中央控制室發(fā)送相關(guān)信息；通過中控室的管理，對歷史記錄保存、查詢和工作電流數(shù)據(jù)、報(bào)警信息提供歷史數(shù)據(jù)的支持；通過大型機(jī)械操作者、中央控制調(diào)度的雙重管理，為監(jiān)控、防消大型機(jī)械自燃現(xiàn)象的源頭，提出了一種新的防控措施，使集裝箱物流企業(yè)在消防安全能力建設(shè)方面上一個(gè)新臺階。