張中偉 廣東珠江船務(wù)集團(tuán)有限公司

1.客船固定式CO2滅火系統(tǒng)結(jié)構(gòu)裝置及工作原理

以香港開(kāi)往澳門(mén)某客船SEMCO固定式CO2滅火系統(tǒng)為例(見(jiàn)圖1)，該系統(tǒng)由CO2存儲(chǔ)裝置、本地釋放站、延時(shí)器、選擇閥、電磁閥、安全閥、選擇管路、噴嘴等組件構(gòu)成。

圖1 SEMCO船用固定式CO2滅火系統(tǒng)

CO2滅火劑經(jīng)加壓以液態(tài)的形式存儲(chǔ)于鋼瓶中。當(dāng)發(fā)生火災(zāi)時(shí)，通過(guò)操作釋放機(jī)構(gòu)，CO2滅火劑經(jīng)管路和閥門(mén)被輸送至目標(biāo)艙室，CO2滅火劑迅速氣化吸收熱量并排除艙室內(nèi)的空氣以降低氧濃度。其滅火機(jī)理即通過(guò)隔絕燃燒所需要的氧氣（助燃物）產(chǎn)生窒息作用以達(dá)到滅火目的。

1.1 CO2存儲(chǔ)裝置

CO2存儲(chǔ)裝置由氣瓶組和瓶頭閥構(gòu)成。CO2鋼瓶為目前國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)68L/45kg氣瓶，瓶體上印有重量、容積、液壓試驗(yàn)日期、出廠編號(hào)等,瓶頭閥設(shè)有安全膜片、閘刀和啟動(dòng)電磁閥。通過(guò)遠(yuǎn)程控制啟動(dòng)電磁閥或手動(dòng)旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)輪使閘刀刺穿安全膜片來(lái)完成釋放，此時(shí)CO2滅火劑從存儲(chǔ)鋼瓶經(jīng)高壓管軟進(jìn)入集流管總管。

1.2 延時(shí)裝置

氣動(dòng)延時(shí)裝置由延時(shí)鋼瓶和延時(shí)閥構(gòu)成。延時(shí)閥被加壓安裝在延時(shí)鋼瓶上，延時(shí)閥設(shè)有一個(gè)喉嘴用以探測(cè)延時(shí)鋼瓶?jī)?nèi)的壓力。當(dāng)CO2滅火劑從存儲(chǔ)鋼瓶釋放進(jìn)入集流總管后，集流總管上的氣控管路作用于延時(shí)閥入口端。當(dāng)入口端壓力超過(guò)延時(shí)鋼瓶壓力達(dá)到一定閾值后，延時(shí)閥的出口端將會(huì)打開(kāi)，延時(shí)裝置工作結(jié)束。此時(shí)，氣體經(jīng)已開(kāi)啟的電磁閥通過(guò)氣控管路頂起選擇閥手柄的氣缸機(jī)構(gòu)打開(kāi)選擇閥門(mén)，工作管路中的CO2滅火劑從集流總管流向其所在的分管。通過(guò)調(diào)整延時(shí)鋼瓶?jī)?nèi)的壓力可以設(shè)置不同的延時(shí)時(shí)間，根據(jù)SOLAS公約規(guī)定要求，CO2滅火劑釋放前的延時(shí)報(bào)警時(shí)間應(yīng)不低于20s，以保證警報(bào)響起后，船員有足夠的時(shí)間撤離。一般船上延時(shí)裝置的延時(shí)報(bào)警時(shí)間大多設(shè)為40s左右。

1.3 選擇閥及噴嘴

選擇閥實(shí)現(xiàn)將氣體分配至不同目標(biāo)艙室的功能，選擇閥含氣控啟動(dòng)裝置，也可通過(guò)手動(dòng)拉起機(jī)械手柄開(kāi)啟，CO2滅火劑通過(guò)選擇閥門(mén)后經(jīng)噴嘴釋放。釋放噴嘴安裝在滅火系統(tǒng)管網(wǎng)末端，按設(shè)計(jì)要求將CO2滅火劑噴灑到目標(biāo)區(qū)域內(nèi)以產(chǎn)生窒息作用，將火災(zāi)撲滅。

1.4 安全閥

在固定式CO2滅火系統(tǒng)的集流管部分，由于選擇閥默認(rèn)為常閉狀態(tài)，在存儲(chǔ)鋼瓶瓶頭閥出口端至選擇閥進(jìn)口端之間形成了一個(gè)密封管路區(qū)域。當(dāng)發(fā)生鋼瓶CO2意外泄漏或誤觸放時(shí)，該密封管路區(qū)域?qū)⑿纬蔀橐粋€(gè)高壓區(qū)。在集流總管末端設(shè)置一個(gè)安全閥，當(dāng)壓力超過(guò)閾值時(shí)，安全閥自動(dòng)開(kāi)啟卸壓以保證管網(wǎng)系統(tǒng)的安全。

2.操作方法

2.1 遠(yuǎn)程釋放

釋放面板安裝于駕駛臺(tái)的釋放箱中，打開(kāi)釋放箱后，CO2報(bào)警鈴聲將會(huì)立即響應(yīng)；確保機(jī)艙無(wú)人后，按下控制關(guān)閉機(jī)艙風(fēng)門(mén)及消防閘片的按鈕；然后推動(dòng)開(kāi)關(guān)“1”，這將釋放存儲(chǔ)鋼瓶中的CO2滅火劑；推動(dòng)開(kāi)關(guān)“2”打開(kāi)管路中的選擇閥，此時(shí)CO2滅火劑經(jīng)管路輸入至目標(biāo)艙室。

2.2 手動(dòng)釋放

打開(kāi)CO2房門(mén)，機(jī)艙會(huì)即時(shí)響起CO2警報(bào)；按左/右機(jī)艙停止鍵（ESD）關(guān)閉機(jī)艙的風(fēng)門(mén)、消防閘片；確認(rèn)所有人已離開(kāi)機(jī)艙，向上拉起對(duì)應(yīng)機(jī)艙的釋放閥拉桿，然后逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)瓶頭閥閥輪1.5圈手動(dòng)打開(kāi)CO2鋼瓶瓶頂?shù)钠款^閥。

3.固定式CO2滅火系統(tǒng)的控制裝置

根據(jù)國(guó)際海上人命安全公約（SOLAS公約）和國(guó)際消防安全系統(tǒng)規(guī)則（FSS規(guī)則）修訂案的要求，固定式CO2滅火系統(tǒng)應(yīng)設(shè)置兩套獨(dú)立的控制裝置，以將二氧化碳釋放至被保護(hù)所，并確保警報(bào)裝置的響應(yīng)。其中，一套控制裝置應(yīng)用于開(kāi)啟安裝在將滅火劑輸送至被保護(hù)處所的管路上的閥門(mén)，另一套控制裝置應(yīng)用于將滅火劑從存儲(chǔ)裝置中排出。

SEMCO固定式CO2滅火系統(tǒng)作為傳統(tǒng)式的滅火系統(tǒng)，其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)（見(jiàn)圖1）由電控線路、氣控管路和工作管路組成。遠(yuǎn)程釋放控制原理是通過(guò)電控線路作用于由電磁閥和氣控管路組成的電氣控制單元，然后再通過(guò)氣控管路來(lái)控制選擇閥閥門(mén)的開(kāi)啟。當(dāng)進(jìn)行CO2系統(tǒng)手動(dòng)釋放操作時(shí)，無(wú)需對(duì)電控裝置進(jìn)行任何設(shè)定直接拉起選擇閥機(jī)械拉桿即可完成選擇閥門(mén)的開(kāi)啟。

目前應(yīng)用于珠江水域新型碳纖維船上的KIDDE固定式CO2滅火系統(tǒng)(見(jiàn)圖2)，管路選擇閥和其控制裝置功能由一個(gè)執(zhí)行器完成。當(dāng)進(jìn)行遠(yuǎn)程釋放操作時(shí)，直接由釋放面板的電控單元通過(guò)電控線路作用于執(zhí)行器上的電磁閥來(lái)完成管路閥門(mén)的開(kāi)閉動(dòng)作。當(dāng)進(jìn)行手動(dòng)釋放操作時(shí)，拉開(kāi)執(zhí)行器的熔斷器，旋轉(zhuǎn)旋鈕1將執(zhí)行器由自動(dòng)模式變?yōu)槭謩?dòng)模式，然后90度旋轉(zhuǎn)旋鈕2直接打開(kāi)選擇閥閥門(mén)，將管路中的CO2滅火劑輸送至目標(biāo)艙室。該系統(tǒng)進(jìn)行手動(dòng)釋放操作時(shí)，需要先在執(zhí)行器上對(duì)工作模式進(jìn)行設(shè)定，切換檔位后才能手動(dòng)開(kāi)啟閥門(mén)完成CO2滅火劑的釋放。

圖2 執(zhí)行器工作原理

對(duì)比傳統(tǒng)的固定式CO2滅火系統(tǒng)，KIDDLE系統(tǒng)在整體結(jié)構(gòu)上更為簡(jiǎn)化，由于其將電磁閥和氣控管路的功能直接整合于一個(gè)執(zhí)行器單元中，整個(gè)系統(tǒng)省去了氣控管路僅由電控線路和工作管路組成，電子裝置通過(guò)電控線路直接控制工作管路中選擇閥的開(kāi)閉。進(jìn)行手動(dòng)釋放操作時(shí)，則需要手動(dòng)切換執(zhí)行器檔位后才能扭動(dòng)旋鈕開(kāi)啟選擇閥閥門(mén)。

4.客船固定式CO2滅火系統(tǒng)的優(yōu)化方向

4.1 整體結(jié)構(gòu)精簡(jiǎn)化

固定式CO2滅火系統(tǒng)具有非常高的操作和使用風(fēng)險(xiǎn)性，如過(guò)操作不當(dāng)，將會(huì)給整個(gè)船舶和人員的安全造成重大隱患。因此，日常加強(qiáng)船員對(duì)固定式CO2滅火系統(tǒng)的培訓(xùn)非常重要。從實(shí)際情況來(lái)看，通常船員對(duì)于系統(tǒng)的認(rèn)知都來(lái)自于相關(guān)的操作手冊(cè)和圖紙，復(fù)雜且繁瑣的系統(tǒng)不利于他們更深入的理解系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和閥門(mén)控制的作用原理。因此，在滿足標(biāo)準(zhǔn)和功能要求的前提下，更為精簡(jiǎn)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和更少數(shù)量功能裝置的固定式CO2滅火系統(tǒng)更有助于船員對(duì)于系統(tǒng)的理解和掌握。

4.2 裝置功能集成化

對(duì)于傳統(tǒng)的固定式CO2滅火系統(tǒng)，進(jìn)行遠(yuǎn)程釋放和手動(dòng)機(jī)械釋放動(dòng)作彼此是完全獨(dú)立的，通過(guò)按順序正確遠(yuǎn)程或手動(dòng)開(kāi)啟CO2系統(tǒng)的控制裝置即可完成CO2滅火劑的釋放，這樣的系統(tǒng)設(shè)計(jì)具有一定的不可控性，抗干擾性能較低?；仡櫠嗥餋O2泄漏事故，很多情況都是船員在對(duì)固定式CO2滅火系統(tǒng)進(jìn)行日常檢查和保養(yǎng)時(shí)，意外觸發(fā)了鋼瓶瓶頭閥和管路閥門(mén)的機(jī)械裝置造成的。KIDDLE固定式CO2滅火系統(tǒng)的管路執(zhí)行器整合了電控和手動(dòng)釋放功能，在對(duì)其進(jìn)行手動(dòng)釋放時(shí)，需要先對(duì)執(zhí)行器進(jìn)行換檔設(shè)置方可手動(dòng)操作打開(kāi)閥門(mén)釋放滅火劑，這相當(dāng)于給CO2滅火劑的釋放加了一層保險(xiǎn)，能夠最大限度的規(guī)避船員或施工人員因工作失誤非預(yù)期手動(dòng)釋放控制裝置導(dǎo)致CO2泄漏的風(fēng)險(xiǎn)。

5.結(jié)語(yǔ)

鑒于船舶固定式CO2滅火系統(tǒng)管理的復(fù)雜性和高風(fēng)險(xiǎn)性，船舶公司和業(yè)界學(xué)者提出了一系列加強(qiáng)船舶人員管理和培訓(xùn)的措施，公司管理體系也明確了船員和檢驗(yàn)人員在對(duì)固定式CO2滅火系統(tǒng)進(jìn)行日常檢查和保養(yǎng)工作時(shí)應(yīng)注意的事項(xiàng)和準(zhǔn)則，并制定了CO2意外泄漏后的一系列緊急應(yīng)對(duì)措施。除此之外，我們還應(yīng)關(guān)注到廠家在對(duì)固定式CO2滅火系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和執(zhí)行裝置的功能所作出的優(yōu)化，根據(jù)實(shí)際情況選擇一套設(shè)計(jì)精簡(jiǎn)，操作安全性能高的固定式CO2滅火系統(tǒng)尤為重要。