集裝箱船載運危險貨物電氣聯鎖研究

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，據統計，危險貨物占貨物總量比例能達到15%，為了經濟效益，集裝箱船在設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計及船舶運營管理等多方面都有特殊的要求，單從電氣設計的角度來說，是對船上相應的電氣設備提出了特殊的要求，如在危險區域采用防爆設備，或者在裝載危險品時關閉非防爆設備，本文研究的就是在裝載危險品時如何有效的關閉危險區域內的非防爆設備，此關閉方法不是簡單的關斷設備，而是要徹底杜絕這些設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。

關鍵詞：集裝箱船 危險貨物 電氣聯鎖 防爆設備

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則（IMDG Code）》所述的物質、材料和物品，總共分為九大類，這里不再贅述。按照規范要求，裝載危險貨物時，貨艙內，貨艙通風管道，貨艙出風口一定范圍內等區域屬于規范定義的危險區域，危險區域內安裝的電氣設備應采用滿足相應要求的防爆設備，然而，防爆設備價格昂貴，會在一定程度上增加的造船和維護成本，在不違反規范規定的基礎上，部分船型采用的方法是裝載危險品時利用電氣聯鎖的方式徹底關閉部分非防爆設備，這既節約成本，又能滿足規范要求，是一個很多船東理想的解決方案。

二、方法

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

首先，此電氣聯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生，所以這個聯鎖功能必須由專人負責，不能隨便什么人都可以操作，因此在關鍵控制器上必須設置有限制控制權限的措施，通常可以采用帶鑰匙的轉換開關，此轉換開關可以設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，如果兩處均設置控制權限時，為了解決同步問題，需在一處設置優先權，比如貨控室優先，那么貨控臺上的轉換開關應為三檔，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，所以危險品聯鎖開關應該根據打算載運危險貨物的貨艙數量分別設置，分別關閉每個貨艙的電氣設備。

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

先說照明系統，集裝箱船貨艙的照明系統，為了控制方便，通常設有多地控制功能，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，從而實現控制照明系統的通斷。聯鎖觸點應接至接觸器的控制線路上，當轉至危險品狀態時，觸點變成常開狀態，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，這里只能關閉正常照明，應急照明是逃生必須使用的，不能聯鎖關閉，所以應急照明燈具如果在危險區域，只能選用防爆設備。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域內，那么整個分路都需要聯鎖切斷，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，外部控制系統只控制接觸器控制線路的通斷，因此危險品聯鎖觸點需接至接觸器的主控制線路上，類似于外接的應急停止按鈕，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，因此聯鎖觸點必須串接在主停止回路上，否則會導致遙控系統無法啟動但是就地仍然可以啟動的情況，筆者曾經遇到過這種情況，當時配電板原理設計時因為設計人員粗心導致的錯誤，現場調試發現問題后，驗船師意見非常大，最后導致現場大量的修改。

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，沒有相關的控制線路，沒辦法像照明或者風機那樣聯鎖，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，所以可以從聯鎖開關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，當轉換開關轉至危險品狀態時，觸點閉合，分勵脫扣線圈通電，相應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這個問題。

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

三、結語

筆者在船廠負責過多種集裝箱船型的電氣設計及項目主管工作，看到過多家配電板廠關于此聯鎖系統的原理設計，由于很多配電板原理設計人員對貨艙危險品聯鎖概念理解不夠透徹，往往將原理設計搞錯，導致現場的修改量非常大，而且現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則（IMDG Code）》