船舶固定式CO 2滅火系統事故案例分析

張興彪 黃連忠

一、引言

固定式CO2滅火系統能夠實現對機艙、貨艙和油漆間等區域的保護，因此在船上的應用十分普遍。據不完全統計，目前70%以上的國際航行船舶采用固定式CO2滅火系統。但是絕大部分船員沒有該系統的實際操作經驗，不熟悉操作程序，部分船員甚至不了解該系統[1]。船員對CO2設備和系統普遍存在畏懼心理，相關的培訓往往流于形式，因此船舶固定式CO2滅火系統事故案例時有發生。發生該類事故時，CO2濃度會迅速升高并蔓延。當空氣中CO2濃度超過17%時（使用CO2滅火劑時遇到的情況），人在最初吸入CO2的1 min內就會失去控制和無法進行有目的的活動[2]。在CO2淹沒區域內的人員很難及時逃脫，因此船舶固定式CO2滅火系統事故往往會造成較大的傷亡。

根據美國環境保護署（EPA）有關CO2滅火系統傷亡報告，截至2000年，共計報告案例62起，造成119人死亡和152人受傷。其中與船舶有關的共計22起，造成68人死亡和39人受傷[2]。2000年以后，國內外又發生多起CO2滅火系統傷亡案例。2019年5月，“金海翔”號貨船發生重大CO2窒息事故，造成10人死亡和19人受傷。因此，船舶固定式CO2滅火系統事故備受管理和研究人員的關注。文獻[3]分析了船舶固定式高壓CO2滅火系統安全隱患，文獻[4][5]對CO2滅火系統誤操作事故案例進行了分析，文獻[6]研究了船舶CO2滅火系統工作原理與事故預防措施。總計有十幾篇文獻研究CO2滅火系統事故案例，均是針對個別案例展開分析，無法得出普遍性結論。本文針對大量船舶CO2滅火系統事故案例展開研究，從多個角度進行統計分析，得出的結論更具有普遍性。

本文共研究了44起船舶固定式CO2滅火系統事故案例，絕大部分案例數據來源于EPA、美國交通安全委員會（NTSB）、英國海上事故調查局（MAIB）、澳大利亞交通安全局（ATSB）、中國香港海事處和中國海事局的事故案例調查報告，部分事故案例數據來源于科技論文。

二、固定式CO 2滅火系統簡介

圖1是典型的船舶固定式CO2滅火系統簡圖。在CO2間和消防控制站內各有一個釋放箱，每個釋放箱內裝有兩個先導氣瓶互為備用，提供打開氣瓶閥和主分配閥的驅動氣體（N2氣或CO2）。確認人員已經全部撤離且保護處所防火風閘、防火門和艙口全部關閉之后，方可進行CO2釋放。首先打開釋放箱門，觸發箱內微動開關，控制系統輸出CO2釋放聲光報警。然后打開先導氣瓶的氣瓶閥，再依次打開先導氣體至主分配閥和氣瓶閥的選擇閥即可完成釋放操作。如果系統的氣瓶數量較大，先導氣體容量不足以打開所有氣瓶閥，則需要設置增壓閥。如果系統CO2總量較少則可不設增壓閥。

圖1 船舶固定式CO 2滅火系統簡圖

三、船舶CO 2滅火系統案例分析

（一）C O 2漏泄或誤釋放的原因分析

EPA有關CO2滅火系統的傷亡報告通常將原因簡單歸結于意外釋放，沒有給出具體原因。其他來源的案例也存在類似情況。因此，44起案例中只有25起可以確定CO2漏泄或誤釋放原因，如表1所示。

表1 CO 2漏泄或誤釋放原因

CO2漏泄或誤釋放原因可以分為意外觸碰釋放機構（1~11）、操作失誤（12~18）、元件或系統缺陷（19~25）三類。根據表1，意外觸碰釋放機構共計引起11起事故，造成傷亡人數最多，其中死亡36人，受傷47人。操作失誤共計引起7起事故，造成13人死亡和13人受傷。系統缺陷共計引起7起事故，未造成人員傷亡。意外觸碰釋放機構造成事故案例所占比例為44%，其他兩類所占比例均為28%。意外觸碰釋放機構和操作失誤均屬于人為因素，因此可理解為人為因素造成事故的比例為72%。表1中意外觸碰釋放機構和操作失誤兩種原因導致的每一次CO2滅火系統事故均有不同程度的人員傷亡，這種情況不能理解為兩種原因導致的CO2漏泄或誤釋放事故必然會發生傷亡，因為沒有傷亡的船舶CO2滅火系統漏泄或釋放事件很多，只是官方沒有進行調查。同樣，7起系統缺陷均未造成人員傷亡，不能理解為該種原因是安全的。因為沒有人員傷亡的原因可能是發生該類型事故時所涉及的處所內通常人員很少進入。表1的意義在于明確了船舶固定式CO2滅火系統事故的多種原因，可為相關人員和部門提供借鑒。

（二）C O 2滅火系統事故發生時的船舶動態

為了便于分析船舶滅火系統事故案例，可將船舶動態劃分為船廠修船、海上航行、錨地錨泊和港內停泊四種。船舶所處的動態不同，機電設備的運行和操作均會有所不同，船舶發生火災的風險也不一樣。因此，船舶動態對CO2滅火系統事故案例的發生會有一定影響。表2是不同船舶動態下發生CO2滅火系統事故情況統計。可看出當船舶處于船廠修船和港內停泊狀態時，CO2滅火系統事故數量較多，原因可能是船舶處于停航狀態，各項操作和維修作業比較頻繁，其中可能包括對滅火系統進行的測試、檢驗和維護等。這些活動有可能對CO2滅火系統造成影響，最終導致相關事故發生。船舶航行時，船上人員人數較少，因此每次事故造成的傷亡人數相對較少；船舶進廠修理時，船上人員數量和作業量顯著增加，因此每次事故造成的傷亡人數最多。

表2 不同船舶動態CO 2滅火系統事故統計

（三）固定式C O 2滅火系統事故的行為主體

本文中的行為主體是指直接或間接引發船舶固定式CO2滅火系統事故的行為實施者。本文確定行為主體的目的是提醒相關人員提高防范船舶固定式CO2滅火系統事故的安全意識，有利于管理者加強對相關人員的管理和專項培訓。表3為不同行為主體引發本文研究事故案例的情況。

表3 CO 2滅火系統事故的行為主體統計

根據表3，船員、工人和服務工程師共計引起31起事故，占總案例數量的70%。31起事故造成的死亡和傷亡人數的總比分別為76%和86%。這也充分說明大多數該類事故是人為失誤所致。其中船員引發的事故數量最多，因此，要加強對船員進行關于船舶固定式CO2滅火系統的培訓和演練。服務工程師是對船舶消防系統開展測試和檢驗的專業人員，同樣引發了7起事故，這說明船舶固定式CO2滅火系統存在較高的復雜性和危險性。工人引起事故的原因可能是對CO2滅火系統不了解。

（四）C O 2滅火系統事故發生情境分析

本文中的事故發生情境是指與事故發生直接相關的船舶狀態情況。在44起船舶固定式CO2滅火系統事故中，有41起事故可以確認具體的事故發生情境，如表4所示。確認事故發生的情境有助于提高相關人員的風險意識和避免事故發生。

表4 CO 2滅火系統事故的情境統計

根據表4，50%的事故發生于對固定式CO2滅火系統進行檢查、維護、測試和檢驗期間，另外有7起事故發生于在CO2滅火系統附近進行其他維修期間。以上兩種情境引起的事故數量占總數量的66%，造成死亡和受傷人數分別占總人數的71%和83%。這充分說明在這兩種情境下，船員、修理工人和服務工程師的工作容易引發傷亡事故。因此，當船舶處于這兩種情境時，船舶管理者應提醒處于CO2保護處所內的人員提高警惕，如有可能，人員應盡量不要進入CO2保護處所。機艙發生火災釋放CO2期間發生4起事故，其中2起事故是CO2漏入CO2間，但是未造成人員傷亡；另外2起造成傷亡的原因是人員沒有及時撤離機艙。滅火系統缺陷導致CO2漏泄期間共發生7起事故，其中6起事故是CO2漏入CO2間，雖未造成人員傷亡，但也說明進入CO2間之前應該采取必要的安全措施。

四、CO 2滅火系統事故防范措施

（一）提高安全防范意識

為了提高對船舶固定式CO2滅火系統的安全防范意識，管理部門應加強對船員、工人和服務工程師的安全教育，通過各種手段和方式宣傳該系統對人員生命安全的高危害性，提升船員的風險意識和風險識別能力。實踐證明，傷亡案例宣傳是培養風險意識和風險識別能力的一種有效方式。案例宣傳中應注重運用傷亡數據，并結合適當的圖片和視頻資料，以達到最佳的效果。案例宣傳要注意防止宣傳對象對船舶CO2滅火系統形成恐懼心理，避免他們平時不作為或遇緊急情況不能夠沉著應對。

（二）加強業務培訓和操作訓練

培訓機構、船舶管理者應重視船員的業務培訓，培訓內容至少應包括高濃度CO2對人身安全的嚴重影響，船舶CO2滅火系統的組成和工作原理、主要元件的結構和原理，CO2壓力和溫度的關系，CO2釋放的操作程序、公約和規范的要求等內容。針對船上難以實現實際操作訓練的現實，可以采取制作系統操作視頻和設置模擬釋放裝置兩種方式。操作視頻應該由專業人員制作，包括原理講解、系統維護、釋放程序等內容，還要符合船舶實際情況。為了提高實際操作能力，可嘗試在船上安裝一套獨立的模擬釋放裝置。為了提高訓練效果，該裝置可以與船舶壓縮空氣系統相連。

（三）加強船舶維修期間C O 2滅火系統管理

根據以上統計分析，大多數船舶固定式CO2滅火系統事故發生于船舶在船廠和港口進行各種維修工作期間。因此船舶維修期間應加強CO2滅火系統的管理。船方與維修方簽訂消防安全協議時，應強調CO2間為控制區域，未經船長批準禁止進入，并提醒維修方在固定滅火系統附近施工時避免觸碰釋放控制系統的任何設備。維修方應該對施工人員進行消防安全教育和培訓，內容應包括CO2保護處所位置、CO2釋放聲光警報、機艙應急逃生通道、緊急逃生呼吸裝置的位置和使用方法等。維修CO2系統時應提前通知船上所有人員，如非必要應避免進入機艙或其他保護處所。如果船舶消防安全許可，可臨時隔離CO2間至機艙和其他保護處所的管路，徹底避免誤釋放。

（四）按照IM O 指南要求進行固定式C O 2滅火系統維護保養和檢驗

船舶應根據IMO通函 MSC.1-Circ.1318 /Rev.1《固定式CO2滅火系統維護保養和檢查指南》對固定式CO2滅火系統進行維護保養和檢驗。除了某些可由適任船員進行的維護保養程序和檢驗之外，其他應由受過系統維護保養專門培訓的人員進行。船上維護保養計劃應指出哪些建議的檢驗和維護保養應由經過培訓的人員完成。

當進行CO2滅火系統檢驗或維護保養時，應采取嚴格的安全防護措施，以防止執行或見證作業的人員處于危險中。開始工作前，應制訂一個考慮到所有人員的安全作業計劃并在檢驗人員和值班船員之間建立有效的通信系統。應采取措施以避免意外排放，例如，鎖住氣瓶閥或移走操作桿，關閉和鎖住系統截止閥，這應作為保護維護保養或檢驗人員的初始程序。工作開始前應通知所有人員即將采取的行動。應按照船舶維護保養計劃進行維護保養和檢驗，并充分考慮到系統的可靠性。船上維護保養計劃應基于系統制造商的建議，納入船舶安全管理系統。

五、結論

船舶固定式CO2滅火系統事故的主要原因包括意外觸碰釋放機構、操作失誤、元件或系統缺陷三類。當船舶處于船廠修船或港內停泊狀態時，特別是對固定式CO2滅火系統進行檢查、維護、測試和檢驗期間，發生CO2滅火系統事故最多。大多數該類事故是由船員、工人和服務工程師人為失誤所致。船舶CO2滅火系統事故時有發生并且造成較大的人員傷亡，因此防范CO2漏泄和誤釋放事故是一項系統性綜合工作。船方要把船員相關的培訓和演練落到實處，切忌流于形式。制造商、主管機關和船級社等各方要在設計、生產監督和檢驗方面嚴格把關，把事故發生的可能性降到最低。本文研究的部分案例缺乏詳細資料，無法確定必要的信息。另外，由于船舶CO2滅火系統事故總體數量不多，并且其中部分未經調查和報道，因此本文的案例分析樣本偏少。今后將收集更多相關案例并進行分析研究，進一步提高研究結果的準確性和可靠性。