關于機艙水霧滅火系統無法處于準工作狀態的技術淺析

付羊明

摘 要：本文通過一個水霧系統新增自帶氣泵發生問題的為例，從原理上分析了該故障產生的原因，重點闡述了故障排查及處理的過程，以為輪機管理人員處理類似問題提供參考。

關鍵詞：水霧滅火系統 自帶氣泵 控制空氣 彈簧

1.引言

機艙水霧滅火系統專用于機器處所（如主機、副機等場所），作為機艙大型固定滅火系統（如高倍泡沫、CO2）的一個補充，使用的介質為水，相對于其它如泡沫、CO2、干粉等，具有經濟實惠的特點，對于油類物質的初期局部的火災有良好的滅火效果，因而在船舶上得到廣泛的運用。

2.故障現象

一艘新造VLCC油輪，機艙水霧滅火系統進行日常測試時，發現該系統在感光探測器及感煙探測器雙信號觸發后，系統能自動啟動水泵，但機器處所的水霧噴頭卻沒有水霧噴出。

3.水霧滅火系統的工作原理

該輪機艙水霧滅火系統采用的是丹麥NOVENCO公司生產的XFLOW SYSTEM型的固定式局部水霧滅火系統，噴頭流量系數：1.86；4.66 L/MIN/BAR/2； 噴頭型式：NHP2，NHP4；噴頭最大水平距離：2.0～3.0M ；距被保護物最大垂直距離：5.0～16.5M；距被保護物最小垂直距離：0.5～4.7M；最大工作壓力：1.16～1.15MPA；最小工作壓力：0.66～0.77MPA；

火災發生時，水霧火警探測系統在感光探測器及感煙探測器雙信號觸發后，系統聯動啟動水泵，同時打開去相應著火區域的電磁閥（雙探測器的設置主要是用于防止系統誤動作）。水泵啟動后，其出口高壓水作為動力水，去驅動一個活塞式氣泵（也叫空氣發生裝置），氣泵在高壓水的驅動下，做一個行程的功用以壓縮空氣，壓縮空氣經過一個減壓閥，再經過剛才已打開的電磁閥，去打開著火區域的氣動水閥。此時已在閥前準備的高壓水由經氣動閥后，到達相應區域的噴頭，頂開噴頭的防塵閥噴出水霧滅火；該系統最大的特點是沒有外接氣源用于打開氣動閥的動力，而是設置了一個氣泵，主要是考慮外接氣源在應急情況下的不可靠性。

水霧滅火系統通過改變水的物理狀態，利用水霧噴頭的特殊構造，使高壓水流從灑水狀態變成細小水霧滴噴射出來，它具用較高的電絕緣性能和良好的滅火性能。水噴霧的滅火機理主要是表面冷卻、窒息、乳化和稀釋作用，這四種作用在水霧滴噴射到燃燒物質表面時，通常是以幾種作用同時發生并實現滅火的。

4.故障排查及處理

通過上面對水霧滅火系統的機理及系統工作原理的了解，我們順著系統從源頭開始排查：（1）檢查水艙，水位高度7.2m，水艙存水量280M3；（2）檢查水泵進出口閥，開關正常；（3）檢查水泵，手動啟動后，出口壓力10bar，工作正常；（4）拆檢水霧噴頭并用壓縮空氣測試，工作正常；（5）手動打開氣動閥后，噴頭有正常水霧噴出；外接氣源驅動氣動閥時，氣動閥可以打開。至此，問題應該就出現在氣泵上面，氣泵沒有壓縮出足以打開氣動閥的壓縮空氣。

既然問題出現在氣泵上，那么只要把氣泵工作恢復正常就行。 氣泵的工作原理：氣泵為活塞式氣泵，以高壓水為動力，壓縮一活塞片3，活塞從左至右做一個行程的功，并在右側產生6bar以上的壓縮空氣，經出口止回閥17輸出。

在檢查時，如果把水泵進口閥關死，系統側放盡殘水，氣泵彈簧能恢復至自由狀態，氣泵也能恢復至準工作狀態；當再打開水泵進口閥（注：水霧滅火系統水泵進口閥必須處于常開狀態，也即整個系統處于準工作狀態，同時水艙水位應保持系統一次滅火所需的最少水量），氣泵的彈簧會在水艙的靜水壓力下，慢慢被壓縮到最右面，。因此分析是否為彈簧偏軟，更換備用彈簧后，故障現象依然存在。經反復研究氣泵工作情況后，發現氣泵活塞在準工作狀態時，左側為水艙的靜水壓力P1，右側除了彈簧壓力P2外，還有一個活塞右側被壓縮的氣體壓力P3；活塞靜止不動時，P1= P2+ P3；這樣看來，問題是出在P3上了；當P3變小，側靜水壓力會把活塞推向右側，使系統無法進入準工作狀態；P3變小是因為活塞右側氣腔泄漏。

通過檢查，氣泵出口側沒有發現漏氣現象；拆檢吸排氣止回閥15/17，發現排氣止回閥設置有彈簧，而吸氣止回閥沒有彈簧。由于船上沒有彈簧備件，在截取一段圓珠筆內的弱彈簧裝在吸氣止回閥后，打開水泵進口閥進行測試，發現氣泵活塞在向右運行約2CM后停止，模擬啟動系統噴水霧正常。

5.原因分析

由于氣泵的吸氣止回閥不能有效止回（即氣密性不佳），導致氣泵活塞右側的氣壓慢慢降低至大氣壓，而水艙的靜水壓力遠比活塞右側的彈簧力大，因而把氣泵活塞向右壓至最右端。 當系統啟動水泵后，氣泵不能產生壓縮空氣，從而使氣動閥無法打開，噴頭無法進行噴霧，也即水霧滅火系統無法進入準工作狀態。

6.結束語

當船舶在海上航行時，由于外部支援無法及時到達，對火情稍有處理不當，就會演變成可怕的災難。隨著設備廠家對設備的不斷更新，對輪機管理人員提出更高的要求；讀透說明書，在經驗中總結，在分析中提高，這樣才能確保船舶航行和營運的安全。