第六讲船舶惰性气体系统

1、第六讲、船舶惰性气体系统第六讲、船舶惰性气体系统 一、船舶惰性气体系统功用一、船舶惰性气体系统功用1、I.G.的定义：的定义：具有不与氧化合的化学稳定性的气体。如：具有不与氧化合的化学稳定性的气体。如：He、Ne、Ar；氮气、二氧化碳、含氧浓度很低的空气；氮气、二氧化碳、含氧浓度很低的空气；烟气。烟气。 燃烧三要素：可燃物质、氧气、热源燃烧三要素：可燃物质、氧气、热源2、惰性气体的防爆原理、惰性气体的防爆原理 防止油舱发生燃烧爆炸的三种措施：防止油舱发生燃烧爆炸的三种措施： （1）控制油舱内可燃石油气的浓度：使其处于爆炸范围）控制油舱内可燃石油气的浓度：使其处于爆炸范围外，即处于外，即处于“过

2、浓区过浓区”或或“稀释区稀释区”。该法可操作性难度。该法可操作性难度大。大。图图8-1。 （2）控制引火源的产生：不能完全防止燃烧爆炸事故的）控制引火源的产生：不能完全防止燃烧爆炸事故的发生。发生。 （3）控制油舱内氧气的含量：使其小于）控制油舱内氧气的含量：使其小于“临界点临界点”的值。的值。最有效的方法是向油舱内充注最有效的方法是向油舱内充注IG（惰性化）。（惰性化）。3、船舶各种营运状态下惰性气体充注效果、船舶各种营运状态下惰性气体充注效果 (1) 卸油时惰性气体的充注卸油时惰性气体的充注 M1-卸前充满卸前充满IG、M2-卸前未充卸前未充IG,卸油过卸油过程未补充程未补充 IG-M1C

3、、M2C；卸油过程补充；卸油过程补充 IG（含氧浓度（含氧浓度8%）-M1G。图图8-2。(2) 航行中惰性气体的补充航行中惰性气体的补充 空气倒流：空气倒流：M1C,应根据需要向舱内充入惰性应根据需要向舱内充入惰性气体，保证氧浓度在气体，保证氧浓度在8%以下。以下。(3) 货油舱内压入和排出压载水时惰性气体的充注货油舱内压入和排出压载水时惰性气体的充注 A. 压载水排出时：开始排水时，舱内气体状态压载水排出时：开始排水时，舱内气体状态处于处于M3点，点，M3C线经危险区。因此，排水时应不线经危险区。因此，排水时应不断充注断充注IG，使气体状态沿，使气体状态沿M3G变化。变化。 B. 压载水压

4、入时：保持在压载水压入时：保持在M3点，不需充入惰性点，不需充入惰性气体。气体。 (4) 装油前惰性气体的充注装油前惰性气体的充注 开始装油时若舱内含氧大于开始装油时若舱内含氧大于11.5%，G1点，点，G1M5线经危险区；因此装油前，油舱内必须线经危险区；因此装油前，油舱内必须充满惰性气体（含氧充满惰性气体（含氧8%以下），以下），G点：点：GM1线处于危险区外。线处于危险区外。（5）清洗油舱时惰性气体的充注）清洗油舱时惰性气体的充注 应连续向舱内充注惰性气体，保持正压，应连续向舱内充注惰性气体，保持正压，舱内含氧浓度在舱内含氧浓度在8%以下。以下。（6）驱气作业时惰性气体的充注）驱气作业时

5、惰性气体的充注 首先用惰性气体置换舱内的石油气，当油气首先用惰性气体置换舱内的石油气，当油气浓度降到浓度降到4%以下时（以下时（M6点），再用新鲜空气点），再用新鲜空气置换，舱内气体状态变化线：置换，舱内气体状态变化线：M3-M6-C。 二、船舶惰性气体系统组成及工作原理二、船舶惰性气体系统组成及工作原理 1、惰性气体系统类型、惰性气体系统类型 1） “烟道气烟道气”式惰性气体系统式惰性气体系统 利用锅炉排气经冷却、脱硫、洗涤后得到利用锅炉排气经冷却、脱硫、洗涤后得到IG。 组成：组成及流程如组成：组成及流程如图图8-3所示。所示。 特点：经济，供气量大，含氧一般在特点：经济，供气量大，含氧一

6、般在4%以下；以下；IG 含含SO2和烟尘，和烟尘，IG 含含 氧量受锅炉负荷的影响较大。氧量受锅炉负荷的影响较大。 2） 惰性气体发生装置惰性气体发生装置 用专门的用专门的IG发生器，燃烧煤油等液体燃料得到发生器，燃烧煤油等液体燃料得到IG。 组成：如组成：如图图8-4所示。所示。 特点：含氧低（特点：含氧低（0.1%），），SO2、烟尘少；经济性、烟尘少；经济性 差，造价高。差，造价高。 3） 组合式惰性气体系统组合式惰性气体系统 前两者串联起来使用。将含氧量大于前两者串联起来使用。将含氧量大于13%的柴油机或辅助锅炉的排气供入燃烧的柴油机或辅助锅炉的排气供入燃烧 室，与燃室，与燃料混合再

7、燃烧，产生含氧量小于料混合再燃烧，产生含氧量小于5%的的IG。系。系统组成如统组成如 图图8-5所示。三种类型惰性气体装置所示。三种类型惰性气体装置产生的产生的IG成分如成分如表表8-1。 2、惰性气体系统主要设备的结构及工作原、惰性气体系统主要设备的结构及工作原理理 1）烟气抽气阀：可在控制室遥控的截止阀。其工）烟气抽气阀：可在控制室遥控的截止阀。其工作环境恶劣，是检修重点。作环境恶劣，是检修重点。 2）洗涤塔：对）洗涤塔：对IG进行冷却、脱硫、除尘。原理：进行冷却、脱硫、除尘。原理：靠气体与液体的直接接触。靠气体与液体的直接接触。 船用洗涤塔结构有两种类型：船用洗涤塔结构有两种类型： 图图

8、8-6 填充式填充式洗涤塔；洗涤塔； 喷雾式洗涤塔喷雾式洗涤塔图图8-7 、图图8-8。 3）除湿器：去除洗涤塔排气中的水滴，减少油舱）除湿器：去除洗涤塔排气中的水滴，减少油舱酸腐蚀。要求除湿率达酸腐蚀。要求除湿率达99%。 常用的除湿器有常用的除湿器有3种：过滤式种：过滤式 图图8-9、旋流式、旋流式 图图8-10、挡板式、挡板式 图图8-11 4）甲板水封：防止货油舱内可燃性气体逆流的）甲板水封：防止货油舱内可燃性气体逆流的安全装置（单向阀）。安全装置（单向阀）。 工作原理如工作原理如图图8-12所示。注意：水封水量要所示。注意：水封水量要保证进气管内能达到有效的水封高度；水封水保证进气管

9、内能达到有效的水封高度；水封水柱高度必须大于呼吸阀和压力柱高度必须大于呼吸阀和压力/真空切断阀设真空切断阀设定的压力水柱高度。定的压力水柱高度。 举例举例：湿式：湿式 图图8-13；半干式；半干式 图图8-14、图、图8-15；干式干式 图图8-16、图、图8-17、图、图8-18。5）压力）压力/真空切断阀：防止货油舱和管路正压或真空切断阀：防止货油舱和管路正压或负压过高的安全设备。负压过高的安全设备。图图8-19 （正压：（正压：14001600毫米水柱、负压：毫米水柱、负压：700毫米水柱）毫米水柱） 6）鼓风机：大容量、高静压离心式电动鼓风机。）鼓风机：大容量、高静压离心式电动鼓风机。

10、总容量必须比货油泵总容量大总容量必须比货油泵总容量大 25%以上。至少设两台，配置方式：以上。至少设两台，配置方式：50%+50%；100%+50%；100%+100%。 7）固定式氧气分析仪：）固定式氧气分析仪：“锆电池式锆电池式”固定式氧固定式氧气分析仪。可连续测定气分析仪。可连续测定IG中的氧气含量。测定中的氧气含量。测定范围分范围分05%、010%、025%三档。工作原理三档。工作原理如如图图8-20、8-21所示。所示。注意：使用前用标准氮气进行校准；使用中应定注意：使用前用标准氮气进行校准；使用中应定时检查分析气样流量是否正确；检测元件电阻时检查分析气样流量是否正确；检测元件电阻超

11、过超过1000（正常为（正常为5100 ）应更换；定期更）应更换；定期更换活性炭滤器换活性炭滤器 图图8-22。 8）泄放排气阀压力指示控制器：自动调节惰气风机）泄放排气阀压力指示控制器：自动调节惰气风机排气压力，使惰气供气压力保持恒定。如排气压力，使惰气供气压力保持恒定。如图图8-23所示。所示。 操作程序：自动控制；手动遥控操作。操作程序：自动控制；手动遥控操作。 9）惰性气体主供气阀压力记录控制器：维持甲板主）惰性气体主供气阀压力记录控制器：维持甲板主管压力的恒定，并且根据设定压力自动调节惰气管压力的恒定，并且根据设定压力自动调节惰气主阀开度，从而控制惰气流量。如主阀开度，从而控制惰气流量。如图图8-24所示。所示。 操作程序：向货油舱充注惰性气体；除气。操作程序：向货油舱充注惰性气体；除气。 三、船舶惰性气体系统的安全保护装置及操作管理 1、安全保护装置、安全保护装置 （1）连锁机构）连锁机构 （2）报警系统）报警系统 （3）防止危险气体逆流到安全区域的装置）防止危险气体逆流到安全区域的装置 （4）防止货油舱产生高压或负压的装置）防止货油舱产生高压或负压的装置 2、操作管