油船貨物操作教材配套課件第四章 惰性氣體系統(tǒng)

第四章惰性氣體系統(tǒng)第一節(jié)惰性氣體系統(tǒng)概述一、惰氣防爆的原理火災(zāi)爆炸必須具備三個(gè)條件：（1）氧氣/助燃物；（2）可燃物質(zhì)/可燃物；（3）火源。第一節(jié)惰性氣體系統(tǒng)概述二、惰氣來源和成分1.油船上的惰氣來源（1）船舶主、輔鍋爐產(chǎn)生的煙道廢氣。（2）獨(dú)立的惰氣發(fā)生器。（3）裝有二次燃燒裝置的燃?xì)廨啓C(jī)。第一節(jié)惰性氣體系統(tǒng)概述2.惰氣質(zhì)量和成分鍋爐廢氣所生產(chǎn)的惰氣的典型成分氮?dú)釴283%二氧化碳CO212%～14%氧氣O22%～4%二氧化硫SO250ppm一氧化碳CO微量二氧化氮NOX微量水蒸氣H2O微量（未干燥時(shí)偏高）煤灰和煙灰(C)微量密度

1.044第一節(jié)惰性氣體系統(tǒng)概述三、惰氣系統(tǒng)的應(yīng)用（1）空油艙惰化。（2）貨油卸載作業(yè)期間，保持惰氣的供給以防止空氣進(jìn)入油艙及保持油艙處于適當(dāng)?shù)恼龎籂顟B(tài)。（3）排壓載水（特別是CBT和風(fēng)暴壓載艙的壓載水）過程中保持惰氣的供給以防止空氣進(jìn)入油艙及保持艙內(nèi)適當(dāng)?shù)恼龎?。?）原油洗艙和清洗油艙的作業(yè)過程中，保持供給惰氣以防止艙內(nèi)含氧量降低和艙壓過低。（5）進(jìn)行除氣之前對(duì)各油艙驅(qū)氣。（6）在航次的其他各階段中，必要時(shí)對(duì)貨油艙進(jìn)行升壓。（7）其他的特殊情況，需要要求惰氣置換時(shí)，如果壓載艙漏油時(shí)，為了保證安全，需要對(duì)該壓載艙進(jìn)行隔艙和充惰。第二節(jié)

惰性氣體系統(tǒng)的構(gòu)成及其作用一、惰性氣體系統(tǒng)的主要組成和作用第二節(jié)

惰性氣體系統(tǒng)的構(gòu)成及其作用根據(jù)工作流程，可以把IGS（惰性氣體系統(tǒng)）分為三大部分：惰氣產(chǎn)生部分，包括取氣閥、洗滌塔、風(fēng)機(jī)和壓力調(diào)節(jié)閥；油艙可燃?xì)飧綦x部分，包括甲板水封、止回閥和甲板隔離閥；惰氣分配部分，包括甲板惰氣主管、P/V切斷器、惰氣入艙分支管系和入艙閥。（一）取氣閥取氣閥裝設(shè)于鍋爐煙囪和惰氣系統(tǒng)之間，當(dāng)惰氣系統(tǒng)不工作時(shí)，該閥處于關(guān)閉狀態(tài)，可在機(jī)控室內(nèi)操作。第二節(jié)

惰性氣體系統(tǒng)的構(gòu)成及其作用（二）洗滌塔（SCRUBBER）1.功能洗滌塔內(nèi)，通過海水對(duì)煙氣進(jìn)行洗滌冷卻，達(dá)到冷卻、除塵、除硫的功效。一般經(jīng)洗滌塔后的煙氣可以冷卻至70～80℃，除塵率達(dá)到90%以上，除硫率達(dá)到90%，甚至可以達(dá)到98%左右。2.安全保護(hù)（1）安裝有高水位檢測裝置，當(dāng)出現(xiàn)高水位警報(bào)時(shí)，將切斷洗滌塔海水泵及惰氣系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)。（2）裝有海水低流量報(bào)警保護(hù)裝置。（3）裝有海水低壓力報(bào)警保護(hù)裝置。第二節(jié)

惰性氣體系統(tǒng)的構(gòu)成及其作用（三）除濕器除濕器安裝在洗滌塔與風(fēng)機(jī)之間，有的直接安裝在洗滌塔內(nèi)部。除濕器的作用是除掉從洗滌塔排出的氣體中的水分和微量固體物質(zhì)，減少水分和硫分對(duì)油艙的腐蝕。一般除濕器的除濕率在99%以上。（四）風(fēng)機(jī)（Inertgasfan）風(fēng)機(jī)用于將從洗滌塔排出的惰氣輸送到貨油艙內(nèi)。為防止一臺(tái)風(fēng)機(jī)發(fā)生故障，每船至少配備兩臺(tái)風(fēng)機(jī)，其總?cè)萘坎粦?yīng)低于船舶最大卸貨排量的125%（貨油泵總排量）。（五）壓力調(diào)節(jié)閥（IGpressureregulatingvalve）壓力調(diào)節(jié)閥也稱惰氣控制閥，位于惰氣風(fēng)機(jī)與透氣閥（泄放大氣閥）和甲板水封之間。其作用是在甲板主管內(nèi)的壓力值設(shè)定后，維持該數(shù)值的穩(wěn)定，當(dāng)壓力有波動(dòng)時(shí)，自動(dòng)調(diào)節(jié)閥門開度，從而控制惰氣流量。第二節(jié)

惰性氣體系統(tǒng)的構(gòu)成及其作用（六）泄放閥（Exhaustvalve）同壓力顯示控制器一起來控制風(fēng)機(jī)出口壓力保持穩(wěn)定。泄放閥根據(jù)設(shè)定壓力自動(dòng)控制閥門的開/閉。例如設(shè)定壓力為1000mmH2O(9800Pa)水柱，當(dāng)超過此值時(shí)，泄放閥自動(dòng)打開，把多余的氣體釋放到大氣中，維持管路中壓力穩(wěn)定。（七）透氣閥（Ventvalve）透氣閥用于惰氣風(fēng)機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)后，甲板水封透氣之用。（八）甲板水封（Deckwaterseal）1.功用甲板水封連同止回閥都是防止艙內(nèi)烴氣逆流回機(jī)艙等安全場所的裝置。甲板水封是用水封住貨艙內(nèi)可燃、有毒氣體，防止回流進(jìn)入機(jī)艙和其他區(qū)域，要求甲板水封內(nèi)始終保持海水供給。甲板水封裝置可維持0.025MPa（2500mmH2O）的背壓。第二節(jié)

惰性氣體系統(tǒng)的構(gòu)成及其作用2.甲板水封的型式（1）濕式（型）（2）半干型。（3）全干型水封裝置第二節(jié)

惰性氣體系統(tǒng)的構(gòu)成及其作用（九）止回閥此閥安裝在甲板水封和甲板隔離閥之間。同樣用于防止貨艙內(nèi)烴氣倒流。當(dāng)油艙液位上升而溢入甲板主管時(shí)，止回閥還會(huì)防止貨油流入甲板水封和機(jī)艙處所。（十）甲板隔離閥此閥安裝在止回閥和甲板IG主管及貨油艙之間，當(dāng)IGS不運(yùn)行時(shí)起一定保護(hù)作用，使甲板主管及貨油艙與止回閥一側(cè)的安全區(qū)域隔離。另外還有助于止回閥的維修保養(yǎng)工作。（十一）壓力/真空破斷器（P/VBreaker）每一套惰氣系統(tǒng)都必須裝有一個(gè)或多個(gè)壓力/真空破斷器或其他認(rèn)可的裝置。這是專門保護(hù)貨油艙防止發(fā)生過壓或真空的裝置，因此必須依照廠家說明書的要求進(jìn)行常規(guī)的維護(hù)，保持其處于良好的工作狀態(tài)。第二節(jié)

惰性氣體系統(tǒng)的構(gòu)成及其作用（十二）壓力/真空閥（P/VValve）壓力/真空閥是準(zhǔn)備為貨油艙溫度變化時(shí)而引起的少量艙氣氣流的流通而設(shè)計(jì)的，應(yīng)在壓力/真空破斷器動(dòng)作之前先起作用。為了避免壓力/真空破斷器不必要的動(dòng)作，應(yīng)對(duì)壓力/真空閥進(jìn)行常規(guī)檢查和清潔，使其保持良好的工作狀態(tài)。（十三）氧氣分析儀（Oxygenanalyser）IGS必須裝設(shè)固定式氧氣分析儀，以能連續(xù)監(jiān)測分析惰性氣體中氧氣的含量。（十四）惰氣桅（Mastriser）惰氣桅就是沿桅桿或立柱伸到離甲板10m左右的高度處，將油氣引向高空，在沉降到甲板上之前能在大氣中充分?jǐn)U散，以防止發(fā)生火災(zāi)和毒害船員。通氣總管的出口處均裝上防火網(wǎng)（一為銅絲），防止火種進(jìn)入通氣管。第二節(jié)

惰性氣體系統(tǒng)的構(gòu)成及其作用三、現(xiàn)代油船惰氣系統(tǒng)安全控制裝置1.聯(lián)鎖裝置發(fā)生下列情況時(shí)，發(fā)出報(bào)警，惰氣系統(tǒng)（IGS）自動(dòng)停止：（1）洗滌塔海水流量低于設(shè)定值。（2）洗滌塔海水壓力低于設(shè)定值。（3）惰氣風(fēng)機(jī)出口溫度高于65℃。（4）控制空氣壓力低。（5）甲板水封流量低于設(shè)定值。（6）控制電源故障。（7）惰氣風(fēng)機(jī)停止。（8）洗滌塔水位高于設(shè)定值。（9）惰氣含氧量高于8%。第二節(jié)

惰性氣體系統(tǒng)的構(gòu)成及其作用2.報(bào)警裝置發(fā)生下列情況時(shí)，發(fā)出警報(bào)：（1）惰氣主管壓力低于或高于設(shè)定值。（2）惰氣含氧量達(dá)到5%和8%時(shí)。（3）洗滌塔海水泵停止時(shí)。（4）洗滌塔水位低于或高于設(shè)定范圍值。（5）甲板水封液位過高或過低時(shí)。3.其他裝置（1）選擇開關(guān)處在充惰（Inertgas）位置時(shí)，取氣閥若打不開，惰氣風(fēng)機(jī)不能啟動(dòng)。（2）選擇開關(guān)在除氣（Gasfree）或航行（Navigation）位置時(shí)，鍋爐取氣閥及釋放閥不能開啟。第三節(jié)惰氣系統(tǒng)的操作運(yùn)行一、惰性氣體的流程第三節(jié)惰氣系統(tǒng)的操作運(yùn)行二、惰性氣體供給的準(zhǔn)備和運(yùn)行1.惰氣系統(tǒng)的準(zhǔn)備（1）設(shè)備的校正和試驗(yàn)，確保惰氣系統(tǒng)儀器包括相關(guān)設(shè)備、警報(bào)、緊急停止、壓力、含氧量儀表等工況良好。（2）每次使用惰氣系統(tǒng)前應(yīng)對(duì)固定/手動(dòng)氧氣分析儀進(jìn)行檢測并完成相應(yīng)的檢查單，（3）至少每半年對(duì)單向止回閥進(jìn)行解體并保持相應(yīng)的記錄。（4）真空壓力釋放閥和高速排氣閥必須能自由開閉，惰氣旁通閥檢查處于正確位置，應(yīng)檢查防火網(wǎng)，并保持清潔完整。（5）P/V閥處于良好狀況，日常的維修保養(yǎng)包括定期檢查及清潔P/V閥并做好記錄。（6）P/VBreaker使用狀況良好，在冬季和預(yù)見的寒冷天氣應(yīng)防止內(nèi)部液體結(jié)冰。（7）日常維修保養(yǎng)計(jì)劃應(yīng)包含檢查通風(fēng)系統(tǒng)的防火網(wǎng)使之處于良好使用狀態(tài)。

第三節(jié)惰氣系統(tǒng)的操作運(yùn)行2.啟動(dòng)程序（1）確保鍋爐產(chǎn)生的排煙含氧量在5%以內(nèi)。（2）確保所有控制系統(tǒng)、警報(bào)和自動(dòng)停止裝置的電源可靠，運(yùn)行正常。（3）確保洗滌塔、甲板水封裝置水量足夠可靠。提前開啟洗滌塔海水泵。（4）警報(bào)及停止功能試驗(yàn)。（5）若裝有除氣用新鮮空氣供氣閥，應(yīng)予以檢查，確保處于關(guān)閉狀態(tài)，并用盲板封死。（6）關(guān)閉煙道平衡空氣閥。（7）打開煙道取氣閥。（8）打開選定的惰氣風(fēng)機(jī)吸入閥。除非兩臺(tái)風(fēng)機(jī)同時(shí)使用，否則應(yīng)確認(rèn)另一風(fēng)機(jī)的吸、排閥關(guān)閉。第三節(jié)惰氣系統(tǒng)的操作運(yùn)行（9）啟動(dòng)惰氣風(fēng)機(jī)。（10）試驗(yàn)惰氣風(fēng)機(jī)故障警報(bào)效用。（11）打開惰氣風(fēng)機(jī)的排出閥。（12）打開循環(huán)閥以使裝置能夠穩(wěn)定運(yùn)行。（13）打開煙氣調(diào)節(jié)閥。（14）檢查氧含量指示，若低于5%，關(guān)閉煙氣壓力調(diào)節(jié)閥與甲板隔離閥間的通大氣閥。（15）需要注意的是有些氧氣分析儀可能需要近2h方能獲得穩(wěn)定的精確顯示。（16）此時(shí)惰氣系統(tǒng)已備妥，可以向貨油艙供應(yīng)惰氣。（17）設(shè)定好壓力控制器壓力調(diào)節(jié)閥和泄放閥的開關(guān)度大小是根據(jù)甲板主管線的壓力和壓力控制器的設(shè)定壓力的大小自動(dòng)調(diào)節(jié)的。第三節(jié)惰氣系統(tǒng)的操作運(yùn)行3.系統(tǒng)關(guān)閉（1）當(dāng)所有貨油艙已達(dá)到所需要壓力且含氧量不超過8%，關(guān)閉甲板隔離閥/止回閥。（2）打開煙氣壓力調(diào)節(jié)閥與甲板隔離閥/止回閥間的通大氣閥。（3）關(guān)閉煙氣壓力調(diào)節(jié)閥。（4）停止惰氣風(fēng)機(jī)。（5）關(guān)閉惰氣風(fēng)機(jī)的吸、排氣閥，開啟放殘閥并檢查是否干凈。在電源已關(guān)閉但風(fēng)機(jī)仍在轉(zhuǎn)動(dòng)的情況下，打開惰氣風(fēng)機(jī)葉輪水洗系統(tǒng)（除非制造商另有規(guī)定）。水洗后關(guān)閉水洗系統(tǒng)。（6）關(guān)閉煙道取氣閥，打開平衡空氣閥。（7）按制造商的推薦，保持向洗滌塔供應(yīng)足量的冷卻水，充惰完畢后應(yīng)繼續(xù)供水冷卻10min以上。第三節(jié)惰氣系統(tǒng)的操作運(yùn)行（8）確保甲板水封裝置供水滿意，水封水位保持足量，警報(bào)監(jiān)控正常。（9）惰氣風(fēng)機(jī)用后葉輪應(yīng)用水洗。保證惰氣風(fēng)機(jī)葉輪清潔無垢。4.停后檢查（1）甲板水封裝置的水封水位應(yīng)定期檢查確認(rèn)，根據(jù)氣象情況應(yīng)至少每天檢查一次。寒冷天氣來臨前，應(yīng)確保安排好甲板水封裝置、真空/壓力破斷器（P/VBreaker）等的水封水的防凍。（2）在貨油艙惰氣壓力降到100mm前，應(yīng)充惰恢復(fù)艙內(nèi)惰壓。第三節(jié)惰氣系統(tǒng)的操作運(yùn)行三、新鮮空氣供給的準(zhǔn)備和運(yùn)行（1）打開新鮮空氣供氣口閥和盲板。（2）確保所有控制系統(tǒng)、警報(bào)和自動(dòng)停止裝置的電源可靠，運(yùn)行正常。（3）確保甲板水封裝置水量足夠可靠。（4）警報(bào)及停止功能試驗(yàn)。（5）關(guān)閉煙道取氣閥（6）打開選定的惰氣風(fēng)機(jī)吸入閥。除非兩臺(tái)風(fēng)機(jī)同時(shí)使用，否則應(yīng)確認(rèn)另一風(fēng)機(jī)的吸、排閥關(guān)閉。（7）試驗(yàn)惰氣風(fēng)機(jī)故障警報(bào)效用。第三節(jié)惰氣系統(tǒng)的操作運(yùn)行（8）打開惰氣風(fēng)機(jī)的排出閥。（9）此時(shí)新鮮空氣供給的準(zhǔn)備已妥。（10）啟動(dòng)風(fēng)機(jī)，設(shè)定好壓力調(diào)節(jié)閥的壓力就可以向貨油艙供應(yīng)新鮮空氣。（11）當(dāng)新鮮空氣供給操作結(jié)束時(shí)，停止風(fēng)機(jī)，關(guān)閉新鮮空氣供氣口閥和盲板。四、應(yīng)急停止裝置的操作現(xiàn)代油船惰氣系統(tǒng)一般都設(shè)有應(yīng)急停止按鈕，當(dāng)惰氣系統(tǒng)發(fā)生故障或貨艙壓力過高等情況發(fā)生而惰氣系統(tǒng)沒有自動(dòng)停止，或在應(yīng)急情況下需要將惰氣系統(tǒng)停止，此時(shí)就需要按下惰氣系統(tǒng)應(yīng)急停止按鈕，按下此按鈕后，惰氣系統(tǒng)就會(huì)停止運(yùn)行。第四節(jié)艙氣置換一、置換艙氣的方法惰氣置換艙氣，既可以用充惰法也可以用驅(qū)氣法。1.稀釋法實(shí)施稀釋法時(shí)，進(jìn)艙的惰氣與原有的艙氣混合，形成均勻的混合氣遍布整個(gè)艙，隨著這個(gè)過程的連續(xù)進(jìn)行，使得原來氣體濃度漸次降低。在操作手冊(cè)對(duì)此未明確規(guī)定的情況下，則同一時(shí)間中只應(yīng)對(duì)一個(gè)艙進(jìn)行惰化或驅(qū)氣。2.置換法置換法是根據(jù)惰氣略輕于烴氣的事實(shí)，在惰氣自艙頂進(jìn)入的同時(shí)，使較重的烴氣通過合適的管道從艙底逸出。使用這種方法時(shí)重要的是使惰氣有很低的進(jìn)入速度，以便在進(jìn)入和逸出的氣體之間能夠形成穩(wěn)定的水平界面，但在實(shí)際上由于惰氣流所引起的擾動(dòng)必然會(huì)發(fā)生一些稀釋作用。這種方法一般可容許同時(shí)對(duì)幾個(gè)艙進(jìn)行惰化或驅(qū)氣。第四節(jié)艙氣置換二、惰化（1）通常有三種方法來進(jìn)行氣體置換：·惰氣上部進(jìn)入上部排出——依據(jù)稀釋原理·惰氣下部進(jìn)入上部排出——依據(jù)稀釋原理·惰氣上部進(jìn)入下部排出——依據(jù)置換和稀釋原理（2）稀釋和置換方法的主要不同點(diǎn)在于：稀釋法的惰氣進(jìn)艙速度高，而置換法的惰氣進(jìn)艙速度低，經(jīng)驗(yàn)表明置換法的惰氣進(jìn)艙速度如低至0.002MPa（250mmH2O），效果會(huì)很好，因多個(gè)艙可被同時(shí)進(jìn)行氣體置換。（3）實(shí)際操作中，可采用稀釋加置換的組合方法進(jìn)行貨油艙內(nèi)除氣，效果更佳。第四節(jié)艙氣置換三、驅(qū)氣洗艙后油艙需要除氣時(shí)，應(yīng)首先用惰氣進(jìn)行驅(qū)氣，使艙氣的烴氣含量降低到2%或更低的體積比。這樣隨后進(jìn)行除氣時(shí)艙氣的任何部分就不致進(jìn)入可燃范圍內(nèi)，此時(shí)液艙才可以進(jìn)行除氣。如果用稀釋法進(jìn)行驅(qū)氣，應(yīng)在把惰氣系統(tǒng)調(diào)到最大供氣排量的條件下來進(jìn)行，以使艙氣發(fā)生最大的擾動(dòng)。如果使用置換法，則應(yīng)把惰氣的輸入速度降低到不致使艙氣過分?jǐn)_動(dòng)的程度。四、除氣油艙開始進(jìn)行除氣之前，應(yīng)使其與其他油艙隔離。如果利用惰氣系統(tǒng)的鼓風(fēng)機(jī)輸入新鮮空氣時(shí)，則應(yīng)將通向惰氣來源的回氣管和各個(gè)要保持惰化的油艙的惰氣進(jìn)氣口都加以隔離。第四節(jié)艙氣置換五、惰氣系統(tǒng)使用操作實(shí)例油船通常在下列情況下使用惰氣系統(tǒng)：（1）新接的或剛出塢的油船貨油艙惰氣的充注。（2）裝貨時(shí)貨艙惰氣的排出。（3）卸貨時(shí)為保持貨艙一定程度的壓力。（4）航行時(shí)的補(bǔ)氣。（5）洗艙期間惰氣的充入。（6）油艙洗艙后的除氣。（7）在非SBT油船上，貨油艙作為壓載艙的壓載。第五節(jié)惰氣發(fā)生器惰性氣體系統(tǒng)目前分為兩類:一類氮?dú)馄肯到y(tǒng)，另一類是惰性氣體發(fā)生器。一、氮?dú)馄肯到y(tǒng)