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1、1大连海事大学毕业论文二一四年七月2浅析“长航蓝晶”轮惰性气体系统的应用专业班级：轮机管理 2010-13姓 名： 杨 建 章 指导教师： 轮机工程学院3内容摘要摘要:按照 SOLAS 公约的规定，现代油船应使用惰性气体系统作为安全控制装置。惰性气体系统在现代油船的实际操作中有着广泛的应用，例如，在货油的卸载作业期间，保持惰气的供给以防止空气进入油舱及保持油舱适当的正压。本文主要介绍油船上惰性气体系统的组成、操作程序以及惰性气体系统对的维护管理。关键词: 惰性气体系统 组成 操作程序 维护管理ABSTRACT: In accordance with the regulation of SOLA
2、S , contemporary oil tanker should make use of IGS(inert gas system) as a device of safety control . There are extensive use on practice operation of contemporary oil tankers . For example , during the unloading of the cargo oil , keep the supply of inert gas to avoid air entering the cargo oil tank
3、 and keep the proper positive pressure of the cargo oil tank . This thesis main introduce the components, operation procedure and the maintenance and management of the IGS . Keywords: IGS components operation procedure maintenance and management4目录前言51 惰气系统的概述及来源51.1 惰性气体系统的产生景51.2 惰性气体的来源62 惰性气体系统的
4、组成及操作程序62.1 惰性气体系统装置的参数6 2.2 惰性气体系统装置的组成72.3 惰性气体系统的操作程序133 惰性气体系统的维护管理163.1 惰性气体的质量管理163.2 船上惰气系统实例介绍163.3 惰性气体系统的维修保5养194 结论21参考文献21 浅析“长航蓝晶”轮惰性气体系统的应用前言油船是随着油类货物水路运输的不断需求而由普通的货船改装、改造继而专门设计、建造出现的一种专用液货船。随着工业革命和科学技术的不断进步，石化工业也得到了迅速发展，使石油得到了广泛的应用。当大量的地下原油被发现，使全球原油产量大增，由此也刺激了油船船队的发展。但庞大的油船船队投入海上运输也导致
5、了海上油船事故日益增多，对海洋造成了很大的污染和危害，其中油船的火灾爆炸事故对海洋环境和人名安全6造成了极大的威胁，也造成了巨大的经济损失，因此油船的防火防爆是很重要的。因此人们利用控制燃烧三要素的一个要素氧，以达到防止燃烧爆炸的目的。当碳氢化合物与氧气混合达到一定的比例范围时，才会发生燃烧是事故，而在此范围以外的区域是不会发生燃烧爆炸的，当为了安全的进行某项作业时，可人为的控制氧气的浓度使油舱的气体状态处于可燃爆炸范围之外。这就利用到了一种化学作用不活跃、不能支持物质燃烧的气体惰气，当惰气被送入油舱时，可大大降低油舱内的氧气含量，使其失去可燃性/爆炸性。因此，为了提高油船的安全性就必须配备惰
6、性气体装置。长航蓝晶轮配备的惰气系统装置是 AIR PRODUCTS，烟气式，额定排量 5000 立方每小时，发生器额定排量 500 立方每小时，装置主要由以下部件组成：，洗涤塔，甲板水封塔，惰气风机，真空/压力破坏阀及控制系统等组成。1 惰气系统的概述及来源1.1 惰气系统的产生背景通过深入的调查和研究原油油船的爆炸事故，尤其时原油洗舱过程中的爆炸事故，在洗舱过程中发生的静电会引发油船爆炸，从此人们认识到，作为一种新的着火源静电，几乎是不可能消除或控制的。于是便开始研究即使存在火源也不会发生爆炸事故这一新课题，这就是研究控制燃烧三要素中的另外一个要素氧气，以达到防止燃烧爆炸的目的。人们发现当
7、碳氢化合物与氧气混合达到一定的比例范围时，才会发生燃烧是事故，而在此范围以外的区域是不会发生燃烧爆炸的，人为的控制货油舱的气体状态使之处于可燃烧爆炸范围之外就可以避免燃烧爆炸。从图 1-1 中可以看出，可燃爆炸范围以外的区域有三种舱气类型，即：（1）碳氢化合物过浓类型；（2）碳氢化合物过稀类型；（3）缺氧的惰化类型。从安全的角度出发，使用惰性气体系统来控制舱内的含氧量更为理想。于是，作为油船的一种安全装置惰性气体系统，自此开始得到了应用和发展。71.2 惰性气体的来源惰性气体是一种化学性质不活跃、不能支持物质燃烧的气体。当惰性气体被送入油舱时，可大大降低货油舱内的氧含量，使其失去可燃性/爆炸性
8、。惰性气体的主要来源有三个：（1）船舶主、辅锅炉排除的废气。（2）独立惰性气体发生器。（3）柴油机排气再经辅助燃烧器燃烧（联合式） 。2 惰性气体系统的组成及操作程序2.1 惰性气体系统装置的参数船舶配备的惰气系统装置是 AIR PRODUCTS，烟气式额定排量 5000 立方每小时，发生器额定排量 500 立方每小时。 组成 简介风机马达FGS:440V,60HZ,3ph,IP55,63KW,3600RPM风机马达 TUG 440V,60HZ,3ph, 13.2KW燃油泵马达 440V,60HZ,3ph, 0.65KW控制系统 220V,60HZ, 1ph,1KWTUG 燃油 船用柴油 40
9、KG/H (额定容量，氧含量 3.5%)8控制空气 干燥、清洁、无油， 压力 0.7MPa 耗气量约 70L/min（主要在开始和停用时）2.2 惰性气体系统装置的组成（1）锅炉烟道或惰性气体发生器燃料油在锅炉内正常燃烧后所产生的废气含有以下成分：CO为 13%，O为 3%4%，N为 77%，SO为 0.3%，HO 为约 5%，其余为固体颗粒。图 2-1 燃油锅炉烟道-洗涤塔惰性气体发生器是指在船上装有专门制取惰性气体设备，通过燃料的燃烧来获取惰性气体。所获得的惰性气体质量很高，氧含量甚至低于 0.5%。图 2-2 惰性气体发生器（2）烟道取气阀用于从锅炉烟道中取气，装于锅炉烟囱和洗涤塔之间，
10、可在货控室内远距离操作，当系统不工作或不充惰时，该阀处于关闭状态。（3）洗涤塔惰性气体洗涤塔具有冷却、除尘、除硫的作用即通过海水冷却、洗涤来清除烟气中的灰烟和硫化物等。图 2-3 烟道取气阀9图 2-4 洗涤塔实物图洗涤塔内部装有除湿器，它的作用是进一步清除水分、微量固体物质，减少水和硫分对货油舱的腐蚀。10图 2-5 洗涤塔设计图(4)惰气风机惰气风机用于将洗涤塔排出来的惰气输送到货油舱内，并且保持一定的供风速率和供风压力以保持适当的惰气供给和适当的惰气压力。根据公约规定，为防止一台风机发生故11障每条船至少配备两台风机，且其总排量不应低于船舶的最大卸货总排量的 125%（一般指货油泵的总排
11、量） 。图 2-6 惰气风机（5）压力调节阀压力调节阀位于惰气风机与透气阀和甲板水封的中间。其作用是在甲板主管内的压力值设定后，维持该数值的固定，当压力有波动时，自动调节阀门的开度，从而控制惰气流量。（6）泄放阀它同压力显示控制器一起来控制风机出口压力保持恒定。泄放阀根据设定压力来自动控制阀门的开闭。当压力超过设定值时，泄放阀自动打开，把剩余的气体释放到大气中去。（7）透气阀透气阀用于惰气风机停止运转以后，甲板水封透气之用。（8）甲板水封甲板水封与止回阀都是防止舱内烃气逆流至机舱等安全场所的装置。甲板水封在充惰气时，允许惰气通过而进入货油舱，当惰气装置停止运转时，甲板水封的作用是阻止货油舱内的
12、溘然气体倒流入机舱。甲板水封内始终保持有海水供给，尤其是当 IG 发生装置停止作用时。本轮甲板水封的形式是半干式，半干式甲板水封的工作原理：当惰气流动时，由于文丘里管的作用，将水封水带入分开设置的一个储水箱后，则此后的惰气就不会带有水分进入油舱了，只是开始时带入一点点水分。这种水封可防止或减少水封水进入货油舱。当舱内压力上升时，由 U 型管开始注水而起密封作用也阻止燃气倒12流入舱。当系统运转时，惰气由风机送入水密封管，从导向管水中向上流出。被气体夹带的水珠撞击折流板，与导向管外的水汇合泄出舷外。惰气夹带的水分通过除湿器时被除去。当系统停止或油舱内气体上升时，进气管被水密封。其高度由于有溢流管
13、，因而与槽水液位相同，如图 2-7 所示。图 2-7 甲板水封（9）止回阀此阀装在水封和甲板隔离阀之间。它同样用于防止货油舱内的燃气倒流。当油舱液位升高而溢入甲板主管时，此阀起着阻止货油流入甲板水封和机舱处所的作用。13（10 ）甲板隔离阀此阀装于止回阀和甲板 IG 主管及货油舱之间。其装设的目的是当 IGS 不运行时起一种保护作用，使甲板主管及货油舱与止回阀一侧的安全区域隔离。此外，此阀的安装还有助于必要时进行止回阀的维修保养。（11 ）真空 /压力破坏阀（ P/V 阀）14图 2-8 真空/压力破坏阀的工作原理由于环境温度、海水温度以及货油蒸气压力的变化会出现货油舱内气体压力过高或过低的现象，舱内压力过高或过低都会对货舱构件产生损坏。为了安全起见，在通常情况下，出现压力过高或过低都是通过透气桅管底部的呼吸阀来进行调节的。但有时会发生呼吸阀动作不灵的现象，则在呼吸阀的基础上于甲板 IG 主管上再装设一个 P/V 切断器，作为当呼吸15阀发生故障情况下调节油舱内产生意外高压啊或低压的一种安全措施。对于船上常用的充液式的真空/压力破坏阀，重要的是保证使用正确的液体和保持正确的液位。通常只有在惰气
