油船货物操作教材配套课件第四章 惰性气体系统

第四章惰性气体系统第一节惰性气体系统概述一、惰气防爆的原理火灾爆炸必须具备三个条件：（1）氧气/助燃物；（2）可燃物质/可燃物；（3）火源。第一节惰性气体系统概述二、惰气来源和成分1.油船上的惰气来源（1）船舶主、辅锅炉产生的烟道废气。（2）独立的惰气发生器。（3）装有二次燃烧装置的燃气轮机。第一节惰性气体系统概述2.惰气质量和成分锅炉废气所生产的惰气的典型成分氮气N283%二氧化碳CO212%～14%氧气O22%～4%二氧化硫SO250ppm一氧化碳CO微量二氧化氮NOX微量水蒸气H2O微量（未干燥时偏高）煤灰和烟灰(C)微量密度

1.044第一节惰性气体系统概述三、惰气系统的应用（1）空油舱惰化。（2）货油卸载作业期间，保持惰气的供给以防止空气进入油舱及保持油舱处于适当的正压状态。（3）排压载水（特别是CBT和风暴压载舱的压载水）过程中保持惰气的供给以防止空气进入油舱及保持舱内适当的正压。（4）原油洗舱和清洗油舱的作业过程中，保持供给惰气以防止舱内含氧量降低和舱压过低。（5）进行除气之前对各油舱驱气。（6）在航次的其他各阶段中，必要时对货油舱进行升压。（7）其他的特殊情况，需要要求惰气置换时，如果压载舱漏油时，为了保证安全，需要对该压载舱进行隔舱和充惰。第二节

惰性气体系统的构成及其作用一、惰性气体系统的主要组成和作用第二节

惰性气体系统的构成及其作用根据工作流程，可以把IGS（惰性气体系统）分为三大部分：惰气产生部分，包括取气阀、洗涤塔、风机和压力调节阀；油舱可燃气隔离部分，包括甲板水封、止回阀和甲板隔离阀；惰气分配部分，包括甲板惰气主管、P/V切断器、惰气入舱分支管系和入舱阀。（一）取气阀取气阀装设于锅炉烟囱和惰气系统之间，当惰气系统不工作时，该阀处于关闭状态，可在机控室内操作。第二节

惰性气体系统的构成及其作用（二）洗涤塔（SCRUBBER）1.功能洗涤塔内，通过海水对烟气进行洗涤冷却，达到冷却、除尘、除硫的功效。一般经洗涤塔后的烟气可以冷却至70～80℃，除尘率达到90%以上，除硫率达到90%，甚至可以达到98%左右。2.安全保护（1）安装有高水位检测装置，当出现高水位警报时，将切断洗涤塔海水泵及惰气系统的运转。（2）装有海水低流量报警保护装置。（3）装有海水低压力报警保护装置。第二节

惰性气体系统的构成及其作用（三）除湿器除湿器安装在洗涤塔与风机之间，有的直接安装在洗涤塔内部。除湿器的作用是除掉从洗涤塔排出的气体中的水分和微量固体物质，减少水分和硫分对油舱的腐蚀。一般除湿器的除湿率在99%以上。（四）风机（Inertgasfan）风机用于将从洗涤塔排出的惰气输送到货油舱内。为防止一台风机发生故障，每船至少配备两台风机，其总容量不应低于船舶最大卸货排量的125%（货油泵总排量）。（五）压力调节阀（IGpressureregulatingvalve）压力调节阀也称惰气控制阀，位于惰气风机与透气阀（泄放大气阀）和甲板水封之间。其作用是在甲板主管内的压力值设定后，维持该数值的稳定，当压力有波动时，自动调节阀门开度，从而控制惰气流量。第二节

惰性气体系统的构成及其作用（六）泄放阀（Exhaustvalve）同压力显示控制器一起来控制风机出口压力保持稳定。泄放阀根据设定压力自动控制阀门的开/闭。例如设定压力为1000mmH2O(9800Pa)水柱，当超过此值时，泄放阀自动打开，把多余的气体释放到大气中，维持管路中压力稳定。（七）透气阀（Ventvalve）透气阀用于惰气风机停止运转后，甲板水封透气之用。（八）甲板水封（Deckwaterseal）1.功用甲板水封连同止回阀都是防止舱内烃气逆流回机舱等安全场所的装置。甲板水封是用水封住货舱内可燃、有毒气体，防止回流进入机舱和其他区域，要求甲板水封内始终保持海水供给。甲板水封装置可维持0.025MPa（2500mmH2O）的背压。第二节

惰性气体系统的构成及其作用2.甲板水封的型式（1）湿式（型）（2）半干型。（3）全干型水封装置第二节

惰性气体系统的构成及其作用（九）止回阀此阀安装在甲板水封和甲板隔离阀之间。同样用于防止货舱内烃气倒流。当油舱液位上升而溢入甲板主管时，止回阀还会防止货油流入甲板水封和机舱处所。（十）甲板隔离阀此阀安装在止回阀和甲板IG主管及货油舱之间，当IGS不运行时起一定保护作用，使甲板主管及货油舱与止回阀一侧的安全区域隔离。另外还有助于止回阀的维修保养工作。（十一）压力/真空破断器（P/VBreaker）每一套惰气系统都必须装有一个或多个压力/真空破断器或其他认可的装置。这是专门保护货油舱防止发生过压或真空的装置，因此必须依照厂家说明书的要求进行常规的维护，保持其处于良好的工作状态。第二节

惰性气体系统的构成及其作用（十二）压力/真空阀（P/VValve）压力/真空阀是准备为货油舱温度变化时而引起的少量舱气气流的流通而设计的，应在压力/真空破断器动作之前先起作用。为了避免压力/真空破断器不必要的动作，应对压力/真空阀进行常规检查和清洁，使其保持良好的工作状态。（十三）氧气分析仪（Oxygenanalyser）IGS必须装设固定式氧气分析仪，以能连续监测分析惰性气体中氧气的含量。（十四）惰气桅（Mastriser）惰气桅就是沿桅杆或立柱伸到离甲板10m左右的高度处，将油气引向高空，在沉降到甲板上之前能在大气中充分扩散，以防止发生火灾和毒害船员。通气总管的出口处均装上防火网（一为铜丝），防止火种进入通气管。第二节

惰性气体系统的构成及其作用三、现代油船惰气系统安全控制装置1.联锁装置发生下列情况时，发出报警，惰气系统（IGS）自动停止：（1）洗涤塔海水流量低于设定值。（2）洗涤塔海水压力低于设定值。（3）惰气风机出口温度高于65℃。（4）控制空气压力低。（5）甲板水封流量低于设定值。（6）控制电源故障。（7）惰气风机停止。（8）洗涤塔水位高于设定值。（9）惰气含氧量高于8%。第二节

惰性气体系统的构成及其作用2.报警装置发生下列情况时，发出警报：（1）惰气主管压力低于或高于设定值。（2）惰气含氧量达到5%和8%时。（3）洗涤塔海水泵停止时。（4）洗涤塔水位低于或高于设定范围值。（5）甲板水封液位过高或过低时。3.其他装置（1）选择开关处在充惰（Inertgas）位置时，取气阀若打不开，惰气风机不能启动。（2）选择开关在除气（Gasfree）或航行（Navigation）位置时，锅炉取气阀及释放阀不能开启。第三节惰气系统的操作运行一、惰性气体的流程第三节惰气系统的操作运行二、惰性气体供给的准备和运行1.惰气系统的准备（1）设备的校正和试验，确保惰气系统仪器包括相关设备、警报、紧急停止、压力、含氧量仪表等工况良好。（2）每次使用惰气系统前应对固定/手动氧气分析仪进行检测并完成相应的检查单，（3）至少每半年对单向止回阀进行解体并保持相应的记录。（4）真空压力释放阀和高速排气阀必须能自由开闭，惰气旁通阀检查处于正确位置，应检查防火网，并保持清洁完整。（5）P/V阀处于良好状况，日常的维修保养包括定期检查及清洁P/V阀并做好记录。（6）P/VBreaker使用状况良好，在冬季和预见的寒冷天气应防止内部液体结冰。（7）日常维修保养计划应包含检查通风系统的防火网使之处于良好使用状态。

第三节惰气系统的操作运行2.启动程序（1）确保锅炉产生的排烟含氧量在5%以内。（2）确保所有控制系统、警报和自动停止装置的电源可靠，运行正常。（3）确保洗涤塔、甲板水封装置水量足够可靠。提前开启洗涤塔海水泵。（4）警报及停止功能试验。（5）若装有除气用新鲜空气供气阀，应予以检查，确保处于关闭状态，并用盲板封死。（6）关闭烟道平衡空气阀。（7）打开烟道取气阀。（8）打开选定的惰气风机吸入阀。除非两台风机同时使用，否则应确认另一风机的吸、排阀关闭。第三节惰气系统的操作运行（9）启动惰气风机。（10）试验惰气风机故障警报效用。（11）打开惰气风机的排出阀。（12）打开循环阀以使装置能够稳定运行。（13）打开烟气调节阀。（14）检查氧含量指示，若低于5%，关闭烟气压力调节阀与甲板隔离阀间的通大气阀。（15）需要注意的是有些氧气分析仪可能需要近2h方能获得稳定的精确显示。（16）此时惰气系统已备妥，可以向货油舱供应惰气。（17）设定好压力控制器压力调节阀和泄放阀的开关度大小是根据甲板主管线的压力和压力控制器的设定压力的大小自动调节的。第三节惰气系统的操作运行3.系统关闭（1）当所有货油舱已达到所需要压力且含氧量不超过8%，关闭甲板隔离阀/止回阀。（2）打开烟气压力调节阀与甲板隔离阀/止回阀间的通大气阀。（3）关闭烟气压力调节阀。（4）停止惰气风机。（5）关闭惰气风机的吸、排气阀，开启放残阀并检查是否干净。在电源已关闭但风机仍在转动的情况下，打开惰气风机叶轮水洗系统（除非制造商另有规定）。水洗后关闭水洗系统。（6）关闭烟道取气阀，打开平衡空气阀。（7）按制造商的推荐，保持向洗涤塔供应足量的冷却水，充惰完毕后应继续供水冷却10min以上。第三节惰气系统的操作运行（8）确保甲板水封装置供水满意，水封水位保持足量，警报监控正常。（9）惰气风机用后叶轮应用水洗。保证惰气风机叶轮清洁无垢。4.停后检查（1）甲板水封装置的水封水位应定期检查确认，根据气象情况应至少每天检查一次。寒冷天气来临前，应确保安排好甲板水封装置、真空/压力破断器（P/VBreaker）等的水封水的防冻。（2）在货油舱惰气压力降到100mm前，应充惰恢复舱内惰压。第三节惰气系统的操作运行三、新鲜空气供给的准备和运行（1）打开新鲜空气供气口阀和盲板。（2）确保所有控制系统、警报和自动停止装置的电源可靠，运行正常。（3）确保甲板水封装置水量足够可靠。（4）警报及停止功能试验。（5）关闭烟道取气阀（6）打开选定的惰气风机吸入阀。除非两台风机同时使用，否则应确认另一风机的吸、排阀关闭。（7）试验惰气风机故障警报效用。第三节惰气系统的操作运行（8）打开惰气风机的排出阀。（9）此时新鲜空气供给的准备已妥。（10）启动风机，设定好压力调节阀的压力就可以向货油舱供应新鲜空气。（11）当新鲜空气供给操作结束时，停止风机，关闭新鲜空气供气口阀和盲板。四、应急停止装置的操作现代油船惰气系统一般都设有应急停止按钮，当惰气系统发生故障或货舱压力过高等情况发生而惰气系统没有自动停止，或在应急情况下需要将惰气系统停止，此时就需要按下惰气系统应急停止按钮，按下此按钮后，惰气系统就会停止运行。第四节舱气置换一、置换舱气的方法惰气置换舱气，既可以用充惰法也可以用驱气法。1.稀释法实施稀释法时，进舱的惰气与原有的舱气混合，形成均匀的混合气遍布整个舱，随着这个过程的连续进行，使得原来气体浓度渐次降低。在操作手册对此未明确规定的情况下，则同一时间中只应对一个舱进行惰化或驱气。2.置换法置换法是根据惰气略轻于烃气的事实，在惰气自舱顶进入的同时，使较重的烃气通过合适的管道从舱底逸出。使用这种方法时重要的是使惰气有很低的进入速度，以便在进入和逸出的气体之间能够形成稳定的水平界面，但在实际上由于惰气流所引起的扰动必然会发生一些稀释作用。这种方法一般可容许同时对几个舱进行惰化或驱气。第四节舱气置换二、惰化（1）通常有三种方法来进行气体置换：·惰气上部进入上部排出——依据稀释原理·惰气下部进入上部排出——依据稀释原理·惰气上部进入下部排出——依据置换和稀释原理（2）稀释和置换方法的主要不同点在于：稀释法的惰气进舱速度高，而置换法的惰气进舱速度低，经验表明置换法的惰气进舱速度如低至0.002MPa（250mmH2O），效果会很好，因多个舱可被同时进行气体置换。（3）实际操作中，可采用稀释加置换的组合方法进行货油舱内除气，效果更佳。第四节舱气置换三、驱气洗舱后油舱需要除气时，应首先用惰气进行驱气，使舱气的烃气含量降低到2%或更低的体积比。这样随后进行除气时舱气的任何部分就不致进入可燃范围内，此时液舱才可以进行除气。如果用稀释法进行驱气，应在把惰气系统调到最大供气排量的条件下来进行，以使舱气发生最大的扰动。如果使用置换法，则应把惰气的输入速度降低到不致使舱气过分扰动的程度。四、除气油舱开始进行除气之前，应使其与其他油舱隔离。如果利用惰气系统的鼓风机输入新鲜空气时，则应将通向惰气来源的回气管和各个要保持惰化的油舱的惰气进气口都加以隔离。第四节舱气置换五、惰气系统使用操作实例油船通常在下列情况下使用惰气系统：（1）新接的或刚出坞的油船货油舱惰气的充注。（2）装货时货舱惰气的排出。（3）卸货时为保持货舱一定程度的压力。（4）航行时的补气。（5）洗舱期间惰气的充入。（6）油舱洗舱后的除气。（7）在非SBT油船上，货油舱作为压载舱的压载。第五节惰气发生器惰性气体系统目前分为两类:一类氮气瓶系统，另一类是惰性气体发生器。一、氮气瓶系统