最简单易懂的船舶大型CO2灭火系统文档来了 / 四六文摘

船舶大型CO2灭火系统频繁出现误操作现象，特别是2019年5月“金海翔”轮CO2泄漏事件，凸显了船员对该系统的认知严重不足。为此，笔者结合相关资料和个人的一些理解，对船舶大型CO2灭火系统作些介绍。

一、船舶大型CO2灭火系统的关键部件及工作原理

这里以NK大型CO2机舱遥控释放系统箱（见图1）和UNITOR大型CO2机舱遥控释放系统箱（见图2）为例。

1.机舱遥控释放箱

（1）释放箱里面的两个控制阀分别为控制主阀和瓶头阀。在实际操作中，务必先开主阀（通常为1号阀）。NK系统的两个阀互为联锁，UNITOR系统的两个阀间增加了联锁机构。只有先开启1号阀，才能打开2号阀。

（2）打开箱门，会触发CO2释放报警。新造船多为这种设计，但一些老船，打开箱门，除触发报警外，还会引起风油切断。对此，平时应熟悉操作说明。

2.货舱遥控释放箱

（1）新型UNITOR系统的货舱遥控驱动瓶和释放阀组是分开设计的（见图3、图4），释放阀之间同样具有联锁机构，必须先开启主阀（1号阀）。另外，对货舱遥控位的释放数量做了相应分组（2A、2B和2C），每组相应驱动约1/3的瓶数。

（2）UNITOR系统打开释放箱门，会发出货舱CO2释放警报，并同时关闭货舱烟雾探测电动球阀。

（3）NK系统货舱释放通常没有遥控，需在CO2化碳间内手动开启阀门进行。

3.CO2灭火系统主释放阀

（1）主释放阀通常有两种：一种为球阀（见图5），遥控开启由与阀手柄相连的气动千斤顶驱动；一种为气动活塞阀（见图6），遥控由控制气体驱动内部活塞上行打开主阀芯。这两种主释放阀在遥控失败的情况下，均可手动强制开启。

（2）主释放阀打开后，会触发限位开关。若是机舱主阀，除可以发出CO2释放报警外，还可以切断风、油；货舱主阀打开后，切断相应货舱的风机电源。

4.CO2气瓶瓶头阀的种类

（1）手轮式瓶头阀（见图7）。这种瓶头阀开启相对简单——逆时针转动即可打开，且可远程气动活塞开启。阀上无保险插销，一般配一根带铅封的保险钢丝。

（2）手柄式瓶头阀（见图8）。这种瓶头阀可手动及远程气动活塞开启。手动开启时，需拔掉上面的保险插销，用力向后搬动手柄，推动内部的刺刀刺穿工作膜片。同理，远程遥控时，也是气动活塞推动刺刀刺穿工作膜片。气瓶使用后重新充气时，需更换工作膜片。注意，上面的保险插销是不能拔掉的。

（3）插杆式瓶头阀。手动开启瓶头阀时，利用备用插杆插入销孔向后搬动，打开自锁装置后，钢瓶内的气压冲开出口，开始释放。远程遥控时，由瓶头阀上的气动活塞冲开手柄（见图9），解除自锁，开始释放。

需要注意的是，这种瓶头阀在备用状态下，不允许有安全插销（见图10），否则将造成遥控无法释放，在PSC检查中也会被列为重大缺陷。安全插销的主要作用是防止运送和安装过程中误触发瓶头阀，所以安装好后应全部拔除。

5.延时装置的常见种类和原理

（1）电子式延时装置。这种装置主要由压力开关、时间继电器和电磁阀组成。压力开关触发后，时间继电器开始计时（通常为30～60秒）；设定时间后，打开电磁阀，向CO2气瓶输送驱动空气，开始释放。

（2）容积式延时装置（见图10、图11）。这种装置通常采用节流孔限制进入气瓶的气体流量、延长压力建立时间的方式来实现延迟释放，并设有旁通阀门，一旦延时器失效或无须延迟，就通过它快速释放。

图12 气瓶式延时器原理图

这里以气瓶式延时器（见图12）为例介绍延时装置原理：驱动气体从进口沿红色箭头经节流孔进入气瓶，再沿红色箭头到出口限压止回阀。当气瓶内的压力慢慢升高到足以克服限压止回阀的弹簧张力时，出口打开（笔者实际检测，约为70秒左右）。一旦因节流孔堵塞或其他原因造成延时器失效时，可逆时针打开应急旁通阀门（反牙设计），直接顶开限压止回阀。

图13 螺栓式延时装置

（3）延时螺栓。这种延时方式比较少见，即在CO2启动控制气瓶的瓶头阀旋钮上加装了一枚铜制螺栓（见图13）。要开启控制气瓶，就必须手动拧下该螺栓。有人实测过，拧下该螺栓所需时间的确低于规则要求的20秒，故视为符合要求。但需要注意的是，使用螺栓容易出现锈蚀、卡死现象。一旦该螺栓卡死、拧不下来，就会导致控制气瓶无法开启，从而检查中被判定为滞留缺陷。

6.驱动气路防泄漏保护元件

驱动气路防泄漏保护通常采用以下两种形式：

图14 低泄高封阀

（1）低泄高封阀（见图14）。其主要原理为：当驱动气瓶出现漏泄时，为防止持续漏泄造成的气压升高、CO2瓶头阀被冲开的风险，少量泄漏的气体可经此阀泄入大气。当进行CO2释放操作时，大量气体造成的气压升高瞬间可克服小弹簧（见图14）的张力，带橡皮令的阀芯就会上移封住泄放通道（通常，2Bar以下时泄放，2Bar以上时关闭）。此阀在系统内多处都有设置。

需要指出的是，相关文章对于此阀的功能介绍有误，即手柄压下时并非强制关闭而是强制打开此阀，以对管路中的驱动气体进行快速泄放。

（2）泄气小孔或泄气阀。在相关部位设计泄气小孔或泄气阀，采取轻微泄漏的方式不会影响到系统的正常工作。

7.增压阀

图15 CO2灭火系统增压阀

某些大型船舶在保护区域面积较大时，一次性释放的CO2瓶数较多。为了确保一次性释放成功，就在系统内加装了增压阀（见图15），其结构类似于插杆式瓶头阀（大部分船舶是没有的）。增压阀可以手动开启，也可以遥控开启（驱动气体顶开）。当增压阀被打开后，下方总管内的CO2可转化为驱动气体去驱动其他瓶头阀。注意，有增压阀的船舶，务必拔掉增压阀上面的保险插销，否则可能遥控失败。

8.安全阀

图16 系统安全阀

当系统压力超过安全阀（见图16）的设定压力（通常设定为110Bar左右）时，安全动作就将气体泄放入大气。

9.泄漏报警装置

图17 泄漏报警装置

当因为泄漏进入总管的压力超过设定值时，就会触发报警装置并在机舱巡回监测系统（见图17）上报警。因此需注意定期测试，保持其功能有效（开关量信号的设定值为3～4Bar）。

二、船舶大型CO2灭火系统的常见问题解读

1.系统为何要加装延时装置？

加装延时装置的主要目的，是为置身火场人员提供逃生时间。其设定值为30～60秒或60～90秒不等，但最短时间不能低于公约要求的20秒。

2.释放CO2时为何要先开启主阀？

（1）总管内集聚压力时，将增加主阀的背压和打开主阀的难度，并有泄漏风险。

（2）主阀自身带有限位，开启主阀后会进行风油切断和发出声光报警，为CO2进入火场打好先决条件。

3.CO2钢瓶本身能否作为驱动气瓶？

如果系统内没有设计增压阀，CO2钢瓶本身就一定不能作为驱动瓶（从结构图可看出，CO2是不能进入瓶头阀内部驱动活塞空间的）。因此，手动释放时必须逐瓶开启。

4.总管内的高压CO2气体能否自行冲开主阀？

“金海翔”轮CO2泄漏事件的初期调查结果，认为是主阀自行冲开导致的。关于这个问题，笔者苦思良久。从设计上来看，主阀被自行冲开是不符合常理的，因为往货舱释放CO2岂不有冲开机舱主阀的风险。另从主阀的结构上分析，球阀型和截止阀型的主阀流经方向与常规相反，即上部进入、下部流出。因此，主阀被自行冲开的可能性几乎为零。

直到后继报告才得知真实原因：该船三副误打开1瓶CO2瓶头阀后,释放的CO2气体积聚在总管内。随后咨询厂家技术人员如何处置,在厂家技术人员的指导下,慌乱中又误触发增压控制阀人工开启手柄(有释放控制箱内控制气体远程开启及手动开启增压控制阀2种方式),打开增压控制阀,从而引导积聚在总管内的CO2气体去打开多个CO2气体瓶头阀和机舱释放主阀,最终导致重大事故的发生。

5.误操作后怎么办？

（1）若是因误操作打开了主阀的驱动空气，是容积式延时装置的，就要在延时时间内及时关闭驱动瓶阀门，这样可终止主阀的开启。

（2）一旦主阀被开启，就要想办法快速泄掉气动活塞下方的驱动气体。比如压下（需持续压住）低泄高封阀的手柄，快速释放气动活塞下方的驱动气体，再手动关闭主阀。

（3）瓶头阀被打开后，一般较难逆转。在主阀未被打开的情况下，可考虑让其泄入货舱或大气中。

6.释放操作应首选遥控还是在CO2间手动操作？

一般来说，应首选消防控制站遥控操作：一来遥控位可提前发出预警信号（打开释放箱门即可触发警报）；二来利用遥控可一次性快速释放所需的CO2瓶数，保证灭火效果。只有在遥控失败的情况下，才考虑手动应急释放。

三、船舶大型CO2灭火系统的操作维护

1.释放CO2灭火系统时，必须确认着火区域所有人员已经撤离、被保护区域通风关闭及所有开口密闭。在船长下达指令后，由指定人员操作释放。

2.不论是遥控还是手动释放，都必须遵循先打开主阀再打开瓶头阀的原则。

3.CO2释放后，应派专人值守巡查，随时观察灭火效果，及时堵住可能的漏气。确认火灾是否熄灭，必须由专人并穿戴好消防员装备进入查看。火灾熄灭后要进行机械通风并测氧，待氧气含量达到21%左右后方可进入人员。

4.CO2间门平时应上锁，禁止无关人员进入，以防止发生意外，但门口应放置应急钥匙。

5.有增压装置的船舶，如果船员不熟悉增压阀的功能，容易引起误操作，如当分油机间发生火灾时利用手动释放CO2。由于增压阀安装在机舱和分油机间的释放总管上，极易使原本只是打开到分油机间这一组的CO2气瓶的情况下，而误操作将增压阀打开，导致释放总管内的CO2气体进入到机舱自动释放的控制气体管路中，以致所有机舱灭火的CO2气瓶被全部释放。因此，平常应加强培训，并在增压阀的位置张贴警示标志。

6. 船舶厂修期间，应针对CO2灭火系统的潜在风险，拆除或封堵相关管路，切断事故源头。

7.针对每条船大型CO2灭火系统的不同型号进行培训，除了熟练掌握系统原理及相关管系及阀件外，还要假定出现误操作时如何应急手动处理，避免CO2被释放到机舱。

8.让船上的每名船员熟练掌握大型CO2灭火系统声光报警的灯光指示和声音、万一出现CO2进入机舱时如何逃生。逃生的方法是：屏住呼吸，低头跑到就近逃生通道、迅速戴上就近的EEBD逃生。

9.让船员知道在确保自身安全的情况下通知或保护受到威胁的其他船员。

如何管理和正确维护大型船舶CO2灭火系统，关系到全体船员的生命安全，必须引起重视。船舶应加强船员这方面的知识和技能培训，确保平安。

以下为历史经典文章合集，需要自取：

1.主机启动困难，负荷严重偏离正常值，轮机长“糟心”战斗数天-真心不容易！

2.液压舱盖“跳劲舞”，甲板机头很害怕-三管轮关键时刻放大招，甲机大写的一个“服”

3.传动皮带断到心理有阴影-分油机这病老中医都难搞！

4.这个YANMAR副机运转中突然滑油低压停车跳电故障-有点难于预料！

5.从太平洋到印度洋的45天，ME-C电喷主机强悍故障来袭！

6.主机滑油消耗暴增-祸首分油机，跑油跑出新高度，有点代表性！