船用大型二氧化碳系統的操作和管理

喬前防

一、引言

2019年5月25日，國內某航運公司“JHX”貨輪在山東威海榮成龍眼港維修期間，由于主管人員操作不當造成大量二氧化碳被誤放至機艙，造成10人死亡。可悲的是，大量二氧化碳被施放進入機艙，并不是船內發生火災等緊急情況下的正常應急施放。事發當天，因船公司要求，船長安排三副到二氧化碳鋼瓶間抄寫二氧化碳鋼瓶有關參數。三副在攀附二氧化碳鋼瓶查看時，意外碰觸開一個鋼瓶的瓶頭閥，導致該瓶內二氧化碳氣體進入管道系統。為防止管道內的二氧化碳氣體進入機艙，三副通過微信向船載滅火系統檢修公司專業人員詢問處置辦法，試圖將管道內的二氧化碳氣體泄放掉，但操作過程中又誤觸開啟了增壓閥，導致管道內壓力氣體頂開了通往機艙的總閥門和其他二氧化碳鋼瓶的瓶頭閥，致使大量二氧化碳氣體施放進入機艙，報警器同步報警。由于船載滅火系統是被意外啟動的，沒有實現提前報警，而當時船舶維修人員正在機艙內正常作業，高濃度二氧化碳造成人員窒息。

二、船用大型二氧化碳系統簡介

船用二氧化碳滅火系統按照儲存方式可分為低壓二氧化碳滅火系統和高壓二氧化碳滅火系統，高壓系統是指二氧化碳在常溫下儲存的系統，低壓系統是指二氧化碳在-20～-18 ℃的溫度下儲存的系統[2]。現代船舶上廣泛采用的是高壓二氧化碳系統。船用二氧化碳系統的滅火原理是對保護場所釋放足夠量的二氧化碳氣體，降低氧氣含量，達到窒息滅火。它可用于滅火前已切斷氣源的氣體火，液體火或瀝青、石蠟等可熔化物的固體火，棉花、織物等普通固體表面火，包括精密儀器的電氣火災等；不可用于硝化纖維、火藥等含氧化劑的化學制品火，鉀、鈉、鎂、鈦、鋯等活潑金屬火，氰化鉀、氰化鈉等金屬氰化物火災。

（一）基本組件

大型二氧化碳滅火系統基本組件（見圖1）包括船用遙控施放站、區域控制箱、延時器、施放器、安全閥、三通選擇閥、儲氣氣瓶組、施放箱、單向閥、噴嘴、泄氣鳴笛等。通常該系統與火災報警系統聯合使用，能對船上發生的火災進行自動報警并進行氣動遙控或手動滅火。

1. 遙控施放站

遙控施放站（見圖2）通常包括施放箱、啟動鋼瓶、氣瓶壓力表、延時器等。通過該裝置可以對艙室進行滅火作業。

圖1 大型二氧化碳系統基本組件

圖2 遙控釋放站

2.區域控制箱

區域控制箱由箱體、壓力開關、聲光報警器、控制閥、管路等組成，用于組合分配系統中，實現對多區的保護控制。

3.瓶頭閥

瓶頭閥是滅火系統的關鍵部件之一。該閥通過調整調節螺母達到密封，并達到自鎖，通常將手柄扳過垂直位置即可啟動。閥內設有安全膜片，當瓶

內壓力超過設定壓力時即自行爆破。

4.選擇閥

選擇閥是一種氣體控制快開閥。其基本原理是：控制氣體推動所屬驅動汽缸活塞，帶動曲柄動作，使柄轉軸旋轉，主閥處于可開啟狀態；在滅火劑自身壓力作用下主閥打開，實施滅火劑釋放動作。應急時也可直接扳動選擇閥手柄，打開選擇閥。當有人誤動儲氣瓶瓶頭閥而使二氧化碳氣體誤放時，由于選擇閥處于關閉狀態，可確保滅火劑不致被誤放至被保護處所。

5.三通選擇閥組

三通選擇閥組由若干個三通選擇閥組成，三通閥的個數按系統設計而定。每只三通選擇閥有三個通氣口，一個與二氧化碳集流管相通，一個與貨艙相通，另一個與設在駕駛室的煙氣探測報警器相通。正常狀態下，三通選擇閥與二氧化碳集流管的通道關閉。被保護貨艙的抽煙管道通過三通選擇閥與煙氣探測火災報警器相通，并不斷采樣，一旦貨艙有火警并產生煙霧，火災報警器發出聲光警報，并指明火警艙名，此時扳下相應艙名的三通選擇閥手柄，再操縱二氧化碳滅火系統施放裝置，即可對該艙實施滅火。

6.儲氣瓶組裝

儲氣瓶組裝是船用二氧化碳滅火系統的主要組成部分，由瓶組支架、儲氣氣瓶組、集流管、泄放管、瓶頭閥等組成。可氣動開啟或手動開啟。氣動開啟通過控制氣體推動瓶頭閥活塞打開氣瓶；手動開啟通過手拉瓶頭閥開啟手柄打開氣瓶，完成二氧化碳施放。

7.泄氣鳴笛

泄氣鳴笛安裝在二氧化碳泄放管路上，當二氧化碳泄漏，管路形成0.1兆帕壓力時，該鳴笛能發出音響信號，聲級大于65分貝。

8.安全閥與液流單向閥

安全閥安裝在集流管上，當管道中壓力大于允許值時，安全膜片將被爆破，可以起到保護系統的作用。液流閥是一個單向閥，通常安裝在集流管與波紋金屬軟管之間，用來控制滅火劑的流向。

9.自鎖壓力開關

壓力開關在組合分配系統中安裝在出管組件上，在單元獨立系統中安裝在集流管上。施放滅火劑，使其動作，發出反饋信號給報警滅火控制器，顯示滅火劑已施放至相應的防護區。

10.儲氣氣瓶（組）

該儲氣瓶（組）用于儲存二氧化碳滅火劑。火災時，啟動氣體將瓶頭閥打開，二氧化碳滅火劑通過管道施放到發生火災的保護區，實施滅火。

（二）船用二氧化碳滅火系統動作程序

船上大型二氧化碳滅火系統主要用于機艙、貨艙、油漆間等處所的滅火。以國內JQY系列為例，其滅火步驟如圖3所示。具體到船舶，可遵照廠家操作說明或船上二氧化碳間操作指示銘牌。需要特別強調的是，二氧化碳氣體沒有毒性，新鮮空氣中，二氧化碳氣體的含量通常為0.03%，當其含量達到1%時，人會感到氣悶、頭昏、心悸；含量達到4%～5%時，人會感到氣喘、頭痛、眩暈；而含量達到10%時，人體機能會嚴重混亂，人會喪失知覺、神志不清，甚至呼吸停止而死亡。滅火系統噴射滅火劑前，所有工作人員必須撤離現場。二氧化碳噴射后滅火應有足夠的抑制時間，以防止火災在打開貨艙時復燃；須慎重考慮，直到船到達港口，并在地方消防隊到后才能打開艙門。當火災熄滅后，被保護處所要進行徹底通風，人員進入該處所時必須使用呼吸器具，直到艙內含氧量達到正常值為止。

三、船用大型二氧化碳系統的維修保養

（一）常規保養

常規保養，是船上主管人員按維修保養周期進行的保養。固定式二氧化碳滅火系統是一種高效無毒的滅火裝置，對密封性能要求很高，因此必須建立相應的維護保養制度，并有專人負責進行經常性維護、檢查，以保持其良好的工作狀態。主管人員必須熟悉該設備的各項性能參數、操作程序，以及各閥件的結構原理。

（1）每個月要對其內部清潔，不堆放雜物，確保通風設施良好，檢查儲氣瓶的支架是否松動，管道的吊架、掛鉤或壓板是否牢固。

（2）每半年對裝置進行檢查，若發現滅火劑凈重減少10%，應及時補充；若發現啟動鋼瓶的充裝氮氣壓力指示值低于額定值的90%時，應重新充裝。

圖3 被保護處所滅火流程圖

（3）每年應對本裝置各閥件進行維護檢查，確保無異常。

（二）特殊保養

特殊保養，又稱專業保養，通常由船上主管人員提出申請，船公司或管理公司指派有資質的專業機構進行。通常包括：

（1）每兩年（或廠方建議的周期）對管道、噴嘴用壓縮空氣（或氮氣）進行吹通試驗，吹通可分段進行。

（2）每五年對軟管進行指定壓力的氣密性試驗，性能合格才能繼續使用，如發現老化，應更換。

（3）一旦該裝置滅火啟用后，應將下列各部件恢復到初始狀態，使其處于良好的備用狀態。包括但不限于：

①將自鎖壓力開關復位；

②將施放器復位；

③延時器膜片換新，恢復其原工作狀態；

④對啟動鋼瓶重新充裝啟動氣體，并達到其工作壓力；

⑤將被釋放過的選擇閥壓臂放下，使活門軸下移，再將活塞壓下，使其復位；

⑥檢查單向閥是否復位；

⑦使瓶頭閥恢復原工作狀態；

⑧按設計要求重新充裝滅火劑；

⑨檢查所有軟管和啟動管道連接處氣密性，保證密封。

（三）記錄

每次檢查、維修保養之后，必須將工作內容，包括各種試驗做詳細記錄，記錄應保持連貫和客觀，嚴禁做假。

四、船用大型二氧化碳系統安全管理

船用大型二氧化碳滅火系統是船上專業化程度較高的設備，為科學有效管理，筆者認為應注意以下幾點：

（1）船舶領導應熟悉主管人員的業務能力。船上大型二氧化碳系統通常由船上三副負責。三副一般比較年輕，管理經驗有限，加上又要管理船上的救生設備，工作任務繁重。他們對大型二氧化碳系統的了解也僅僅是在船上實習期間和/或交接班中獲得的，有可能一知半解，甚至是根本不清楚，一旦遇到緊急情況，可能不知所措，甚至釀成大禍。可以從引言中得到印證。船舶領導應經常督促主管人員除加強自身業務學習外還能定期培訓船上其他人員。

（2）有力的岸基支持。船岸雙方應加強信息溝通，對設備檢查或操作有任何疑問時，隨時有暢通的聯系渠道。同時，船公司應積極安排休假船員學習關鍵設備的原理和操作。設備廠家或專業維修機構的服務也應作為重要常備選項。

（3）健全監督檢查和考核制度是提高制度執行力的關鍵。監督檢查和考核的手段要以激勵為主，要充分調動年輕駕駛員“主動學習，我要學習，為安全而學習，學習為安全”的良好心態。同時，公司可以通過多途徑考核手段，比如派船前考核、安全檢查考核，切實讓船員對自己的工作有緊迫感和適度的壓力感。

（4）加強應急應變演習。通過模擬不同二氧化碳保護場所火災演習可以提高利用大型二氧化碳系統滅火應急應變的反應能力。演習應該認真執行，要做到假戲真做，注重實戰。演習結束后，認真總結演習中的不足。

五、結束語

船上大型二氧化碳滅火系統作為一項重要的滅火設備，盡管長期備而不用，但必須保持其良好的工作狀態。廣大海員要具備良好的安全意識和鍥而不舍的工作精神，堅持正確的操作和規范的管理，確保大型二氧化碳系統隨時能用、船員會用。