大型裝卸流動機械火災的預防

■ 孫伯友 胡 鵬

大型裝卸流動機械火災的預防

■ 孫伯友 胡 鵬

利用電子技術、網路監控技術，進一步完善大型機械火災防控系統的“防”、“監”、“消”等功能，最終為避免各類大型機械發生自燃事故，提供更有效的防范措施。

大型機械；火災防控；對策措施

0 引 言

集裝箱作為現代物流業的先進運輸裝備，其作用和地位已經得到世界范圍的普遍認可，并將繼續引領世界交通和物流發展的方向和潮流。集裝箱裝卸運輸作為上海港集團的主業板塊，2016年上海港集裝箱（公司母港）吞吐量達到3 700萬TEU，位居全球第一，并呈逐年增長趨勢。然而，隨著集裝箱業務的迅速發展，生產機械化的不斷進步，大型裝卸流動機械在各港口內全面普及，大型機械發生自燃的火災事故在全國范圍內也頻繁發生。如何實現“預防為主、防消結合”，避免各類裝卸機械發生自燃事故，有效消除火災隱患，港口消防安全的重要性必須進一步凸顯。本文主要針對大型裝卸流動機械自燃事故的前期預防對策措施進行探討。

1 導致大型機械自燃事故的主要原因

集裝箱正面吊運起重機（俗稱正面吊）、集裝箱堆高機等大型裝卸流動機械已成為港口物流企業裝卸的主要生產設備，現上海港集裝箱碼頭、堆場共有集裝箱裝卸作業大型機械700余臺，特別是集裝箱正面吊運起重機、集裝箱堆高機等大型裝卸流動機械的使用年限大多已達到或超過10 a，為滿足港口集裝箱裝卸任務需要而長時間運轉，設備油路、線路老化情況嚴重，機械發動機艙內因電路、油路故障發生自燃事故的概率較大，存在一定的火災事故隱患。

1）電路發生嚴重短路，電線迅速發熱燒壞絕緣層，引起火災。蓄電池的正負極電纜，或者是啟動電機大電流用電線路，受大電流沖擊，即使安裝了保險絲（如保險絲質量的問題和其他隱患的存在），火災還是無法避免。如大負荷產生的大流量長期接近保險絲的容量，在機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，雖然前端有保險絲，但用電線路的綜合因素直接影響保險絲的功效；啟動馬達的電路電纜或啟動馬達本身發生故障，在環境溫度的催化下同樣也會引發火災事故。

2）線路老化。發動機艙在發動機工作狀態下溫度較高，特別在夏秋兩季，機艙內溫度達到100 ℃左右。在機艙內工作的各種電線，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；后期的維護上受制于各方面的因素，維修時基本上只能對有明顯故障痕跡的電線進行處理，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熱，造成電線短路或膠皮起火甚至燃燒。

3）線路磨損。發動機艙內電路線纜錯綜復雜，經過數年的使用，還因為種種原因，這些電線在機械震動過程中互相或受其他外力影響產生摩擦，大電流大負荷的用電設備線路磨損線芯外露或搭鐵造成短路，也會引起火災。

4）漏油。發動機艙內油管受高溫高壓、長時間使用、震動等因素影響，出現老化、破裂或接頭松動，油液發生泄漏，噴射至發動機高溫部件，如渦輪增壓器等，極易發生火災。

2 大型裝卸流動機械火災事故特點

集裝箱正面吊運起重機、集裝箱堆高機等大型裝卸流動機械，這些大型機械工藝先進、技術復雜且價值較高。然而，當機械發動機艙內部發生自燃火情時，由于大型機械發動機艙內產生火點、火源的先兆無法及時捕捉、發現，而初期火災現象不明顯，駕駛人員容易疏忽。一旦發生火災，火源通過發動機艙內的油管、油垢、油泥等易燃物迅速蔓延，造成撲救困難、火災損失大，特別是危險貨物作業場所發生裝卸機械自燃事故后果不堪設想，造成的直接、間接經濟損失、社會影響更是無法挽回。

3 大型機械自燃事故的防控措施

隨著自動化技術的發展和應用，市場上雖然相繼出現了品種繁多的大型機械自動滅火設備，但其主要功能僅是遇到明火后點燃導火索啟動滅火器，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到“預防為主”，不能把發生自燃的隱患消滅在萌芽狀態，對自燃險情的發生無法防控。如何提供更有效的預防措施，避免各類大型機械發生自燃事故，達到“預防為主、防消結合”的目標，針對大型裝卸流動機械的起火部位主要集中在發動機艙內的特點，進一步完善機械發動機艙內產生火點、火源先兆的預防對策措施，化被動為主動，把火險的隱患消滅在萌芽狀態是控制大型機械自燃險情的關鍵。

3.1 機械自燃事故的預防對策措施

利用電子技術、網路監控技術，進一步完善大型機械火災防控系統的“防”、“監”、“消”等功能，最終為避免各類大型機械發生自燃事故提供更有效的防范措施?？梢栽诖笮蜋C械上安裝自動滅火裝置的同時，增設火災隱患防控系統，分別對發動機艙的集束電纜溫度、工作電流、明火等進行動態防控。防控系統在自身具備的聲光報警信息、自動切斷電源、自動滅火功能外，同時將火災報警信息、滅火信息通過無線網絡自動發送至中央控制室儲存和報警，對調用儲存的信息指導搶修人員快速故障定位、排除火災隱患，并對每臺大型機械的實時工作電流數據進行管理，為每臺大型機械運行狀態提供歷史數據的支持。

3.2 自燃事故防控原理

1）發動機艙集束電纜溫度防控。

在大型裝卸作業機械發動機艙內設置溫度檢測器，對相關部位的溫度進行監測，部位包括：靠近發動機、氣缸、排氣管、啟動馬達等處的集束電纜。

警戒溫度的設置。以集裝箱正面吊運起重機為例，通過前期對轄區一定數量的集裝箱正面吊運起重機發動機艙內集束電纜溫度監控測試，機械在正常工作狀態下，發動機、水箱、啟動馬達監控到的溫度相對其他設備較高，達到86 ℃左右，特別在夏秋兩季，受到外部高溫等因素的影響，發動機艙內的最高溫度可達到100 ℃左右。同時電線膠皮的不同材質，其燃點也不同：橡膠燃點為130 ℃、PVC燃點為255 ℃、硅膠燃點為350 ℃。警戒溫度不應≥橡膠的燃點130 ℃，同時考慮到盡量降低誤報概率，警戒溫度宜設置為120 ℃為宜。

當發動機艙內溫度≥120 ℃時，防控系統通過聲光報警器報警提示，并將報警信息無線發送至中央控制室，駕駛員接到警報后，立即手動切斷電門，對故障進行檢測分析，及時將火災隱患消滅在萌芽狀態。如果報警信息發送后，駕駛員未及時采取應急措施，當發動機艙內溫度≥130 ℃（橡膠燃點130 ℃）時，防控系統自動切斷電門，啟動自動滅火功能，并將火災信息發送至中控室。中央控制室操作人員可根據采集的信息開展相應補充措施。

2）發動機艙工作電流防控。

設置電流檢測器對大型裝卸流動機械的電瓶充電電流、工作電流、啟動馬達狀況進行電流檢測。

警戒電流值可根據機械發動機實際額定電流的過流保護值進行設定。以額定電流60 A為例，過流保護值應為60 A×1.3=78 A，可將警戒電流設置為78A。當電流檢測器探測到設備電流≥78 A（警戒電流值）時，防控系統通過聲光報警器向駕駛人員發出報警提示，報警信息無線發送至中央控制室，駕駛員接到警報后，立即手動切斷電門，停止作業，通知維修人員進行檢修，排除故障。如在設定時間內未及時人工切斷電門時，防控系統自動切斷電門，異常電流數據無線傳送至中控室儲存，為檢修人員提供數據分析，實施檢修提供依據。

3）發動機艙內明火防控。

在發動機艙內鋪設導火索，作為發動機艙工作電流防控、集束電纜溫度防控的補充。當發動機艙內有明火產生時，點燃導火索觸動滅火裝置、切斷電門、啟動聲光報警信息。駕駛員和中控室操作人員接到火災警報后，立即啟動滅火應急預案開展施救。

通過對發動機艙的集束電纜溫度、工作電流、明火初期階段進行有效防控，同時嚴格落實機械維護保養、操作規范等消防安全管理措施和制度，可以從根源上消除火災隱患，控制大型機械自燃險情的發生，實現“預防為主、防消結合”的目標，力爭將火災隱患消滅在萌芽狀態（見圖1）。

圖1 發動機艙內明火防控圖

4 結 語

根據自動化技術和無線網絡技術的發展和應用，探討大型機械火災事故的防控措施，提高火災預防能力，對大型機械的自燃事故可以化被動為主動，實現“預防為主、防消結合”的消防目標。利用電子技術、網路監控技術，設置火災防控系統，對大型機械發動機艙內產生火點、火源的先兆進行實時捕捉、控制，可以實現事前報警、切斷電源，及時消除火災隱患。同時，可以通過數據采集裝置，利用車載無線網路系統向中央控制室發送相關信息；通過中控室的管理，對歷史記錄保存、查詢和工作電流數據、報警信息提供歷史數據的支持；通過大型機械操作者、中央控制調度的雙重管理，為監控、防消大型機械自燃現象的源頭，提出了一種新的防控措施，使集裝箱物流企業在消防安全能力建設方面上一個新臺階。