淺談船舶固定二氧化碳滅火系統(tǒng)安全管理

胡成剛

摘 要：CO2滅火劑在消防領域應用廣泛， CO2滅火劑具有價格低廉、毒性低，破壞性小，使用方便等優(yōu)點，對環(huán)境影響小，符合環(huán)保要求。特別適合船舶艙室內(nèi)的滅火，目前在船舶上普遍使用。但是由于日常管理操作不當，造成的安全事故時有發(fā)生，為了提升從業(yè)人員對船舶固定式二氧化碳滅火系統(tǒng)的認識，掌握日常管理要求，本文從船舶固定式二氧化碳滅火系統(tǒng)的滅火原理、日常安全管理以及定期維修保養(yǎng)三個維度來闡述船舶固定二氧化碳滅火系統(tǒng)日常安全管理的要點。

關鍵詞：船舶;CO2;管理

中圖分類號：698 ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A ? ? ? ? ? ?文章編號：1006—7973（2021）07-0036-04

船舶固定CO2滅火系統(tǒng)作為一種普遍應用的船舶消防系統(tǒng)，近幾年來，由于安全管理原因在一些船上出現(xiàn)了安全問題。2019年，一艘大型貨輪在港維修期間，船載消防系統(tǒng)發(fā)生二氧化碳泄漏，造成重大傷亡事故。船舶固定CO2滅火系統(tǒng)的日常安全管理引起了業(yè)界的高度關注，船舶固定CO2滅火系統(tǒng)作為船舶一種高效、安全、穩(wěn)定、成熟的消防系統(tǒng)，為什么會發(fā)生如此大的安全事故，其日常安全管理值得我們進行深入的研究。為了系統(tǒng)地梳理船舶固定CO2滅火系統(tǒng)的日常安全管理的要點，本文從以下幾個方面進行分析。

1船舶固定 CO2滅火系統(tǒng)原理及組成部分

1.1 CO2滅火原理

眾所周知，物體燃燒需要三個必要條件，可燃物、氧氣、溫度達到著火點。CO2常溫常壓下是一種無色無味氣體，密度為1.997g/L，是空氣密度的1.5倍，CO2滅火劑一般通過加壓成液態(tài)形式儲存在特制的耐壓鋼瓶中，火災發(fā)生后，開啟鋼瓶閥門，釋放儲存在鋼瓶中的CO2滅火劑，液態(tài)的CO2會立即汽化，由于密度比空氣小，釋放之后迅速下沉至燃燒物體的表面或分布于較密閉的空間中，排除周圍空氣，降低燃燒物體周圍或被防護空間內(nèi)燃燒所需要的氧氣，從而達到滅火作用。同時，高壓液態(tài)二氧化碳滅火劑從儲存容器中釋放時，液體汽化成氣態(tài)，汽化過程中吸收大量環(huán)境熱量，降低環(huán)境溫度，抑制火災蔓延，爭取了寶貴的滅火時間和人員逃生時間。由于CO2滅火具有價格低廉，滅火效果好等優(yōu)點，通過CO2滅火后對被保護處所沒有破壞性，船舶上通常采取固定式CO2滅火系統(tǒng)來保護機艙、泵艙、貨艙等重要艙室場所。

1.2 船舶固定 CO2滅火系統(tǒng)的組成部分

由于船舶艙室的消防保護需要儲存大量CO2滅火劑，船舶采取若干個儲氣瓶儲存CO2滅火劑，以應對可能發(fā)生的艙室火災。這些儲氣瓶和必要的管理系統(tǒng)就組成了船舶固定CO2滅火系統(tǒng)。如何安全管理船舶設置的固定CO2滅火系統(tǒng)，首先需要詳細了解系統(tǒng)主要組成部分。按照船舶技術(shù)規(guī)范要求，船舶固定CO2滅火系統(tǒng)一般由CO2滅火劑儲存裝置、安全管理系統(tǒng)、釋放控制系統(tǒng)以及釋放管路等組成，各主要組成部分如下圖所示。

（1）儲氣瓶：儲氣瓶是CO2滅火劑儲存裝置，儲氣瓶一般使用無縫鋼瓶，鋼瓶應能承受所需要的壓力，船舶技術(shù)法規(guī)要求其液壓試驗壓力為 24.5MPa。每一鋼瓶在出廠前均應經(jīng)船舶檢驗機構(gòu)檢驗，并持有船用產(chǎn)品合格證書。氣瓶瓶體上應永久標記標明鋼瓶容積、液壓試驗壓力、試驗日期、出廠編號等重要安全技術(shù)參數(shù)。

（2）瓶頭閥：瓶頭閥是控制CO2滅火劑釋放的控制閥，瓶頭閥連接 1 根鋼質(zhì)或銅質(zhì)金屬管，直徑為 10～12mm ，因為CO2滅火劑密度較大，金屬管應通向氣瓶底部附近，端部為斜切口狀。瓶頭閥另一個重要的安全裝置就是安全膜片，安全膜片在達到設計壓力后會自行擊穿，是保證儲氣瓶內(nèi)壓力不超過儲氣瓶的許用壓力，因此安全膜片設計壓力應小于鋼瓶的許用壓力，國內(nèi)船舶技術(shù)法規(guī)要求的是 18.6±1MPa，安全膜片應經(jīng)專業(yè)機構(gòu)認可。當儲氣瓶里壓力高于安全膜片設計壓力后，安全膜片就會被擊穿，儲氣瓶里面CO2滅火劑從瓶頭閥安全膜片釋放至室外大氣環(huán)境中，在船上一般引至艙室外部。

（3）釋放控制箱：釋放控制箱就是控制CO2滅火劑從儲氣瓶到被保護處所的裝置。通常由閥件、壓力表、電源觸電，控制空氣瓶等組成，控制空氣瓶一般為兩個，一個用于驅(qū)動控制到各保護處所的分配閥，另一個用于控制CO2儲氣瓶頭閥。壓力表主要檢測釋放管路壓力，電源觸電用于聯(lián)動聲光報警裝置。

（4）釋放延時裝置：釋放延時裝置主要由氣包和釋放器組成。按照國際公約和國內(nèi)船舶技術(shù)法規(guī)要求，在釋放CO2滅火劑之前應給保護處所人員足夠的逃生時間，使氣瓶開啟滯后于管路控制總閥，總控制閥開啟后，被保護處所聲光報警開啟，人員緊急逃離，一段時間后氣瓶瓶頭閥開啟，CO2氣體滅火劑才釋放到被保護處所。

（5）分配閥：分配閥是從釋放總管到各被保護處所管路上的控制閥。

（6）吹通閥：吹通閥是用于對CO2滅火劑總管進行吹通的一個重要閥件，安裝在CO2滅火劑總管與壓縮空氣管之間，防止釋放總管被雜物堵塞。

2 船舶固定CO2滅火系統(tǒng)的日常管理

2.1檢查的周期和項目

船舶固定CO2滅火系統(tǒng)屬于船舶消防關鍵性設備，航運企業(yè)應根據(jù)廠家提供的維修說明和公約要求制定詳細的檢查清單和檢查計劃，一般應至少包括：

（1）每周對船舶固定CO2滅火系統(tǒng)控制站進行例行檢查，檢查門窗是否能正常開啟，通風裝置是否正常。

（2）每周檢查釋放控制箱控制面板功能是否正常、總釋放閥和分配閥是否處于正常位置;

（3）每月檢查釋放控制箱內(nèi)壓力表是否正常，檢查測試聲光報警系統(tǒng)是否正常;

（4）每年對系統(tǒng)進行一次全面檢查，包括儲氣瓶、控制箱、釋放閥、聲光報警、釋放管路、管路末端噴嘴等;

（5）按照公約要求，船舶固定CO2滅火系統(tǒng)每兩年應由主管機關認可的專業(yè)檢測機構(gòu)對全系統(tǒng)進行檢驗檢測并出具檢測報告。

（6）按照公約要求，CO2滅火劑儲氣瓶每5年應由主管機關認可的專業(yè)檢測機構(gòu)進行液壓試驗。

2.2日常檢查常見的問題和處理方法

經(jīng)過多年的實踐，國內(nèi)船舶安裝的固定CO2滅火系統(tǒng)在日常檢查中常見問題有：

（1）氣體釋放主閥打不開，船上潮濕環(huán)境會經(jīng)常導致主閥銹蝕卡死，CO2滅火劑無法正常釋放。應及時更換氣體釋放閥。

（2）氣瓶組鋼絲拉繩卡死，CO2滅火系統(tǒng)鋼瓶瓶頭閥操縱桿上的拉啟鋼繩索從滅火站室內(nèi)穿過艙室至控制箱途中，如果安裝不好，船舶在長期搖晃和振動過程中容易卡住或不暢， 導致開啟困難。查找原因，消除卡點。

（3）直流集合管堵塞或破裂，一些老齡船未安裝吹通壓縮空氣，由于直流集合管容易堵塞，釋放滅火劑就會因堵塞發(fā)生管路爆裂，滅火劑泄漏，嚴重會導致人員傷亡事故發(fā)生。

（4）報警按鈕失效，老齡船舶由于船舶報警系統(tǒng)存在年久失修，在釋放滅火劑前無法第一時間啟動報警按鈕通知被保護處所人員及時撤離，容易造成被保護處所人員來不及逃生而窒息。

2.3船舶固定式CO2日常檢查注意事項

（1）進入CO2室需要有防范措施。船上固定CO2滅火系統(tǒng)所在的艙室，船舶正常營運期間，門是常閉的，因此人員在進入CO2室檢查前應先對CO2室進行充分的自然通風或機械通風，防止CO2泄露引起人員窒息。

（2）船舶固定二氧化碳消防系統(tǒng)應指定專業(yè)人員檢查保養(yǎng)，船上一般由甲板部三副進行日常檢查，檢查人員不僅要熟悉二氧化碳系統(tǒng)各個組成部分的功能和基本情況，還需熟悉二氧化碳管系圖，掌握各管系連接的保護處所。

（3）船舶公司應制定CO2釋放人員撤離演習制度，定期開展船舶CO2釋放人員撤離演習，讓每個在船人員熟悉撤離路線，特別是船員更換后應及時開展此類演習。CO2釋放報警開啟后20秒內(nèi)保護處所內(nèi)的所有人員全部撤離到安全處所。

（4）船舶公司還需根據(jù)廠家的技術(shù)說明書和船舶的技術(shù)圖紙，制定CO2滅火系統(tǒng)發(fā)生意外泄漏或者操作失誤的處理程序和操作指南，指導CO2滅火系統(tǒng)在發(fā)生緊急情況時正確處理。

（5）船舶在廠修期間，如果CO2系統(tǒng)不屬于維修項目，應控制好CO2間和消防控制站的入口，無關人員不得進入。如果要對CO2系統(tǒng)進行維修，應由專業(yè)機構(gòu)開展，在CO2間、消防控制站和保護處所設置安全警示標志。

3 船舶固定二氧化碳系統(tǒng)專業(yè)檢修

船舶固定CO2系統(tǒng)是船上重要的消防設施，承擔著船舶機艙、發(fā)電機艙、泵艙等重要的機械處所和貨艙的消防任務，按照SOLAS公約以及國內(nèi)船舶技術(shù)法規(guī)要求，每間隔兩年應經(jīng)主管機關認可的專業(yè)機構(gòu)進行檢修檢測，并出具檢測報告，檢測的內(nèi)容主要有以下幾個方面。

3.1 CO2氣瓶的檢測

CO2氣瓶屬于壓力容器，長期處于高壓、高濕的工作環(huán)境中，CO2氣瓶檢測是整個系統(tǒng)檢測的重要環(huán)節(jié)，檢測的項目包括氣瓶的外觀檢查、內(nèi)部檢查，瓶頭閥檢查、聲響檢查、檢測標志核對、氣瓶重量和容積的測定、標準水壓試驗、氣瓶的干燥處理、氣瓶的壁厚測定和強度校核、瓶閥的檢驗與安裝、氣瓶的涂裝、滅火劑的充裝。經(jīng)上述一系列程序檢查、檢驗、測試及試驗后合格的氣瓶由檢驗員負責簽發(fā)認可標志并粘貼在氣瓶醒目位置，報廢的氣瓶必須拆除換新。

3.2 CO2滅火劑量的測定

船上CO2滅火劑量的測量通常采用液位儀測量或電子秤直接測量。用液位儀測出CO2瓶內(nèi)的液面高度，并逐一標識記號，根據(jù)不同液位儀廠家提供的液位高度與重量換算表，計算出每瓶CO2藥劑的重量并記錄。用電子秤測量時，先關閉CO2管上的各個施放閥，再用電子秤分別對每個CO2鋼瓶進行稱重。經(jīng)稱重合格的氣瓶，可進行復位安裝。藥劑不足的必須檢查原因修復后補足藥劑。稱重完工后，稱重數(shù)據(jù)由操作者簽名負責，檢驗員檢驗合格后貼上認可標識。

3.3管路的密性試驗

管路的密性試驗主要檢驗釋放管路是否存在破損情況，通常與管路的泵壓試驗聯(lián)做，先對管路進行泵壓試驗，通過一定時間檢驗合格后，用0.49Mpa壓縮空氣吹干管系中的水分，復位后再做0.69Mpa的氣密試驗，管路密性試驗方法通常是對滅火劑釋放集合管路加壓0.69Mpa的壓縮空氣，關閉所有閥件，在管路接頭及拆裝處涂上起泡劑（肥皂水），壓力保持一段時間，觀察壓力表壓力是否明顯降低，管路接頭和拆裝處是否產(chǎn)生起泡。壓力無明顯降低，沒有產(chǎn)生起泡則視為合格。

3.4管路暢通試驗

管路暢通試驗主要是檢驗釋放管路是否存在堵塞，影響滅火劑的釋放。主要做法是對總管或分配閥箱上所設壓縮空氣吹洗接頭引入壓縮空氣，中間加裝控制閥，閥后加裝壓力表。試驗時開啟壓縮空氣控制閥，當表壓達到0.49Mpa后，打開管路上快開閥，吹通各路支管，檢查各分路排出口是否有空氣排出，氣流是否舒暢，氣流順暢說明管路正常。

3.5氣瓶及閥的動作試驗

做氣瓶及閥的動作試驗可采用手提式CO2來操作，操作時，為保證試驗安全，一定要先將CO2儲氣瓶移出CO2站室，確認CO2瓶頭閥與瓶頭閥上的開啟裝置完全脫離。然后將手提式CO2滅火器與氣動管路連接牢固后，開啟手提式滅火器的瓶頭閥，CO2氣體即進入氣動管路，啟動施放總閥和氣瓶，檢查施放總閥和氣瓶的開啟狀態(tài)，確認其是否完全開啟。如果施放總閥和氣瓶不能完全開啟，檢查氣動管路及各連接處是否有滲漏和變形，如果存在問題應及時修復處理。

3.6壓力表校正檢測

CO2滅火系統(tǒng)遙控集合管路上和遙控釋放控制箱的氮氣儲氣瓶上安裝有壓力表，用來監(jiān)測系統(tǒng)內(nèi)的壓力。為了保證壓力的作用，壓力表應每兩年進行專業(yè)檢測或換新。

3.7效能試驗

效用實驗是檢驗CO2滅火系統(tǒng)完整性和效用性，是模擬真實的釋放環(huán)境和釋放工況的一個重要試驗。效用試驗包括閥件動作試驗、滅火劑的釋放、施放聲光報警、泄露報警、故障報警、風油遙切試驗、站所聯(lián)動、人員撤離等一系列程序。

通常CO2施放報警試驗及風油遙切試驗同步進行。手動打開施放控制箱箱門（或手動打開施放閥），行程開關無源觸點斷開，檢查控制室和保護處所聲光報警裝置是否開始工作，保護處所設置的風機、燃油駁運泵是否同時切斷。

做泄漏報警試驗時，可以將一具手提式MT3 CO2滅火器出口與泄漏管連通，打開滅火器瓶頭閥，CO2藥劑即進入泄漏管，信號笛發(fā)出報警聲，同時泄漏管上壓力訊號器輸出訊號提示駕控臺泄漏管內(nèi)有壓力。

4 結(jié)語

本文通過查閱相關文獻資料再結(jié)合工作實際經(jīng)驗，對船舶固定CO2滅火系統(tǒng)的滅火原理、重要部件日常的檢查以及檢修的注意事項等內(nèi)容進行了闡述，有助于航運企業(yè)制定船舶固定CO2滅火系統(tǒng)日常安全管理制度，有助于船員開展船舶固定CO2滅火系統(tǒng)的檢查、保養(yǎng)，有助于船舶消防檢查機構(gòu)更加專業(yè)、全面地開展船舶消防檢測。為減少船舶固定CO2滅火系統(tǒng)的安全隱患，保證人命和財產(chǎn)安全作出綿薄之力，由于作者時間和能力有限，本文所闡述內(nèi)容還不夠全面，有待進一步研究探討。

參考文獻：

[1]彭陳.船舶固定二氧化碳的操作與改進措施[J].廣州航海學院學報，2020，28（03），69-72.