摘要:本文介绍二氧化碳灭火系统在钻井船中的应用,重点介绍灭火原理及方法、系统组合分配及系统控制,并指出在实际操作使用过程中的注意事项。 关键词:二氧化碳灭火系统 钻井船 组合分配 系统控制
1、前言
二氧化碳灭火系统已经在世界范围内存在和发展了几十年,技术日趋完善。二氧化碳是自然界中存在的气体,不会破坏大气臭氧层,不会对大气造成污染,特别是二氧化碳灭火系统成本低廉、技术成熟、灭火性能稳定、绝缘性好等特点,在较长时间内和特定场所会被大量应用。
在海上钻井船设计中,将二氧化碳气体灭火系统推荐为首选气体消防系统,就是基于上述优点来考虑的。但是二氧化碳灭火系统也存在灭火浓度高、存储压力高、在有人场所使用的危险性等缺点,在实际操作使用过程中要严格管理。
2、二氧化碳灭火系统的灭火原理
二氧化碳是钻井船上常用的灭火剂,它属于惰性气体,其主要原理是使燃烧物与助燃的空气隔绝,通过稀释氧浓度、窒息燃烧和冷却等物理作用灭火。
3、系统分配
本文所研究的钻井船中需要保护的房间主要有:机舱、锅炉间、泥浆池舱、配电间、油漆间等共5个密闭空间。机舱、锅炉间、泥浆池舱、配电间4个房间布置在机械甲板上;油漆间布置在固井区域。
为了便于操作,近距离、短时间地释放二氧化碳气体,从而达到灭火目的,将本钻井船设置了2套独立的二氧化碳固定灭火系统。该设置也节省了输送管道长度,从而降低压力损失。2套独立的二氧化碳固定灭火系统将满足下列区域的灭火要求:
(1)系统1:机舱、锅炉间、泥浆池舱、配电间,共18瓶组。（组合分配系统）
(2)系统2:油漆间,1瓶组。（单元独立系统）
其中系统1的二氧化碳瓶组设置在一个独立的房间。系统2二氧化碳瓶组设置在被保护房间附近。
4、启动方式
目前二氧化碳系统的启动方式主要包括机械传动控制型、电动控制型、气动控制型和手气联动等方式。
由于系统1是组合分配系统,因此启动控制采用了手气联动型,驱动气体为氮气,通过气路控制打开所要被保护区的开启阀门。紧急情况时,可用手指拉下安装在二氧化碳储瓶上的手气启动器上的保险扣,拍击手动按钮,即可使手气启动器动作,直接释放出二氧化碳气体,实施灭火。由于系统2为单元独立系统,启动控制方式均为手动启动,无驱动气体。
5、系统控制
由于量两套系统自身的特点,系统1与系统2设计了不同的控制方式。《海上移动平台入级与建造规范》第七篇章节6.9.2.6中要求:应设置两套独立的控制装置,以将二氧化碳释放至被保护处所,并确保报警装置的动作。其中一套控制装置应用于将气体从所储存的容器中排出;另一套控制装置应用于开启安装在将气体输送到被保护处所的管路上的阀门[1]。
5.1 控制气体
对于组合分配系统1,二氧化碳系统启动是靠氮气作为控制启动气体。氮气分别储存在两个4L钢瓶中,氮气储存瓶容器阀设置了手动开启装置用于手动开启。其中一只氮气驱动瓶与机械延时器相接,延时后打开被保护区所需要一定数量的二氧化碳气瓶数;另一瓶氮气驱动瓶的氮气是打开被保护区的选择阀。
由于系统2是单元独立系统设计,系统只保护一个保护区,因此系统2未采用控制气体开启系统的方式,而是采用手动阀门直接控制方式。
5.2 释放箱
为了提高系统的安全性以及满足相关规范要求,防止由于误动作引起二氧化碳释放对人员产生危害,二氧化碳的施放设置了两个分离的步骤,其中一个用于将二氧化碳施放到管路系统中,第二个用于将二氧化碳从管路施放到受保护区域内。系统1针对四个保护区分别设置了就地释放箱和遥控施放箱。就地施放箱置于受保护区外易于接近的地方,便于现场控制;遥控释放箱布置在二氧化碳储存间内。每个释放箱内设置两个分开操作的控制阀,其中一个控制阀是将氮气施放到二氧化碳瓶头启动管路内,将二氧化碳施放到管路中,第二个控制阀是将氮气释放到开启选择阀的管路内,使选择阀开启,从而将二氧化碳从管路释放到受保护区域内。
对于单元独立系统2,为了控制二氧化碳系统的释放,同样设置了含有控制阀门的释放箱。如被保护区需要释放二氧化碳进行灭火,首先手动将二氧化碳瓶头阀门开启,将二氧化碳施放到管路内,再开启控制阀将二氧化碳释放到被保护区内。
5.3 延时器
当氮气驱动瓶的容器阀开启向储存瓶输出控制气体时,采用延时器实施延时功能,延时时间为30秒。
5.4 声光报警装置
为了保证人员能够及时准确地控制该系统的正常运行,二氧化碳系统设计了一套二氧化碳释放声光报警装置。以便在释放之前发出人员撤离警报。
5.5 压力开关
本系统在各个保护区的选择阀后安装了压力开关,用以探测二氧化碳是否释放到保护区内。此外在氮气控制管路上延时器的前后分别安装了两个压力开关,用以探测驱动气体的释放以及延时情况。
6、二氧化碳灭火系统操作应注意的问题
二氧化碳气体具有灭火速度快、空间淹没性能好、对保护设备不产生污染等优点,但必须注意高浓度时对人体呼吸有刺激作用和发生窒息危险,因此对二氧化碳灭火系统有如下要求:(1)需要操作者熟练操作规程,如发生火灾后决定封舱,应先发出警告,通知一切人员撤离,再封闭一切开口,然后快速一次性释放足够数量的灭火剂。(2)如发生灭火剂泄漏报警,则应先检查是哪个灭火剂钢瓶发生泄漏,然后更换安全膜片,再重新充入灭火剂。(3)设置气体灭火系统的保护区域应设疏散通道和安全出口,使人员能在30秒内撤离保护区域。保护区域宜配置专用空气呼吸器或氧气呼吸器。(4)保护区域的疏散通道与出口应设置应急照明装置和疏散灯光指示标志。并在每个入口处设置光报警和采用气体灭火系统保护区域的标志。(5)灭火后的保护区域应通风换气,排风口应设在保护区域下部并直通室外。
参考文献
[1]中国船级社.海上移动平台入级与建造规范2005[M].人民交通出版社,2005.