惰性气体系统

浙江海事局

船舶安全检查

“深蓝”培训课堂

蓝/色/铁/军 走/在/前/列

本期引言

2019年，直属海事系统大型油轮监管基地落户浙江，并成功举办了第一期海事系统大型油轮港口国监督培训，受到了广泛好评。为进一步深化基地培训辐射效应，提升大型油轮安全管理和营运成效，强化安全和防污染监管，浙江海事局精心制作了相关的港口国监督检查系列培训课程。本期“深蓝课堂”为大家推出惰性气体系统。主要内容为：惰性气体系统介绍、国际公约规定及解读、检查要点、常见缺陷和公约依据及处理、典型案例。

惰性气体与惰性气体系统：

惰性气体是指化学性质不活泼的气体，也可以说是一般情况下不与氧气发生化学反应的具有化学稳定性的气体，例如氦、氖、氩、氪、氙、氡等稀有气体、常温时的氮气、二氧化碳以及含氧浓度低的空气等。船舶锅炉烟道中的气体，是燃油经过良好燃烧后产生的，主要成分是氮气、二氧化碳、水蒸气以及少量的氧气和微量的固体杂质。如果将锅炉烟道中的气体冷却，再去除其中的水蒸气和固体杂质，就可以得到惰性气体。油船上通过向装有危险物品舱室或容器输送惰性气体，以降低这些场所含氧量，营造一个不可燃环境，以防止油船爆炸的装置系统，就是惰性气体系统。在油船上，惰性气体的获得一般有三种方式。一是“烟道气”式，即将锅炉烟道中的气体冷却、脱硫、洗涤，得到惰性气体；二是“惰性气体发生装置”式，即用专门的惰性气体发生器，通过燃烧液体燃料得到惰性气体。三是“组合式”，是将上述两种方式串联起来，得到惰性气体。

惰性气体系统介绍

惰性气体系统作为液货舱保护装置，通过将锅炉或惰性气体发生器产生的惰性气体引入洗涤塔，在洗涤塔的冷却装置中惰性气体温度下降并把废气中的SO2、SO3和固体颗粒消除掉，从洗涤塔出来的气体由风机送到货油舱，以使该舱内气体含氧量降低到不能助燃的程度。惰气系统由惰性气体发生器（或烟道气体）、烟道气体隔离阀、洗涤器（洗涤塔）、鼓风机、氧份仪、甲板水封及其管系等组成。

▲惰性气体系统设备组成示意图

▲惰性气体系统示意图

• 1.惰性气体发生器

▲惰性气体发生器及原理图

▲主锅炉或辅助锅炉烟道

• 2.烟道气体隔离阀

在锅炉烟道与气体洗涤塔之间的惰性气体供气总管上应装设 烟道气体隔离阀。这些阀应设有指示阀开闭状态的装置，采取措施使它们 保持气密，使阀座避免烟灰污染。所采取措施由密封风机、阀、管系组成，当惰性系统不使用时，进行通风。

▲烟道气体隔离阀

• 3.附加水封装置

为了安全维修，在烟道气隔离阀与洗涤塔之间，或在洗涤塔的烟气入口处，应装设1个附加水封装置或其他防止烟气渗漏的有效设备。本附加水封装置在洗涤塔入口处，与洗涤塔为一体。

▲附加水封装置

• 4.洗涤器（洗涤塔）

应装设烟道气体洗涤器，使其有效地冷却规定的全部惰性气体并清除其中固体颗粒和硫的燃烧产物。冷却水系统的布置应保证连续向惰性气体系统供应足量的冷却水而不妨碍船上其他任何重要用途的供水。应装设过滤器或等效设施，以尽量减少被带到惰性气体鼓风机里去的水量（通常除湿装置在洗涤塔内部）。洗涤器应位于所有液货舱、液货泵舱和将这些处所与A类机器处所分隔开的隔离空舱的后方。

▲洗涤器（洗涤塔）

• 5.鼓风机

由洗涤塔出口到惰气总管上，应至少装设2台鼓风机，在它们并用时应能向货油舱至少输送以船舶最大卸油率的125%的速率向货油舱输送惰性气体体积。如果带有气体发生器的系统能输出规定的气体总量，则可允许只设一个鼓风机。但船上应备有鼓风机及其原动机的足够备件。在每个鼓风机的进、排气连接管上应装有截止阀。

▲鼓风机

▲鼓风机截止阀

• 6.氧份仪（氧气分析仪）

氧气分析仪在设备运行中连续对鼓风机出口气体取样监控。日常使用时，氧气分析仪应周期性利用氮气校验其零点。

▲氧份仪

▲氮气瓶

• 7.主控阀及排放阀

当氧份仪探头测试到O2＞5％时，控制通往甲板水封的阀（主控阀）关闭，同时控制通往大气阀（排放阀）打开，通过排外管道将不合格惰性气体排出。当氧份仪探头测试到O2＜5％时，控制通往大气阀（排放阀）关闭，同时控制通往甲板水封的阀（主控阀）打开，合格惰性气体通过管道被送入甲板水封。

▲主控阀

▲排放阀

• 8.甲板水封

甲板水封应能由两台独立的泵供水，每一台应能始终保持足够的供水量。甲板水封及其相关附件的布置，应能在各种工况下防止碳氢化合物气体倒流，并确保适当的密封作用。应有确保防止甲板水封被冰冻的措施，所采取的措施不能因过热而损坏甲板水封的完整性。甲板水封和所有环流水管装置应能防止碳氢化合物气体在其压力等于液货舱的试验压力时发生回流。系统始终维持充足的水量以及在气流停止时能自动形成水封而维持装置的完整性，均应船舶检验机构满意。当惰性气体没有供给时，甲板水封低水位的声光 警应动作。

▲甲板水封

• 9.止回阀

甲板水封为第一个止回装置，第二个装置应为止回阀或等效设备，应能防止气体或液体倒流。其安装位置应在甲板水封的前方。它应装有可靠的关闭装置，作为可靠的关闭装置的替代，可以在止回阀的前方装设一个附加的的具有这种关闭作用的阀，以便将甲板水封与通往各货油舱的惰性气体管路隔离开来。

▲止回阀

• 10.通往每一货舱控制阀（舱面隔离阀）

惰性气体供给总管应装有支管通向每一个液货舱，惰性气体支管应装有截止阀或等效设施以隔离每一个液货舱。如果安装的是截止阀，它们应设有锁闭装置，由负责的高级船员控制。

▲通往每一货舱控制阀（舱面隔离阀）

公约规定及解读

一

设置要求

（1）SOLAS74 第II-2章R60条货油舱的保护：对于载重量为100000吨及以上的油船和载重量为50000吨及以上的油类/散货两用船，其货油舱的保护应装设一个固定式惰性气体系统来获得。

（2）SOLAS74 1981修正案第II-2章

R60.1 载重量为20000t及以上的油船，其货油舱的保护应按R61及R62的要求，通过装设一个固定式惰性气体系统来获得。但主管机关根据本附则第一章第五条经考虑该船的布置和设备后，可以同意采取其他能提供等效保护的固定式联合装置来代替上述装置。

R60.3凡认为等效而建议用来代替固定式惰性气体系统的系统应。

1、在整个压载航行的正常营运中以及必要的舱内作业中，能防止爆炸性混合物在整个货油舱内产生危险的积聚。

2、设计成使该系统本身产生静电而着火的危险性减至最小程度。

R60.6 所有使用原油作为清洗货油舱的油船应装有符合R62要求的惰性气体系统和固定式洗舱机。

（3）SOLAS74 2014修正案第II-2章/R4 5.5.1.2对于2016年1月1日或以后建造的8000载重吨及以上的液货船，在载运第1.6.1条或第1.6.2条所述货物时，液货舱的保护应通过符合《消防安全系统规则》要求的固定式惰气系统达到，但主管机关可接受5.5.4所述的其他等效系统或装置。

二

一般要求

（1）该系统通过降低每一液货舱大气的含氧量，使之达到不能支持燃烧的水平，而使空液货舱（油舱）惰化。

NaN

（2）在港内停泊和海上始终保持任何液货舱（油舱）内的任何部分大气的含氧量（以体积计算）不超过 8%，并（3）该系统应能以船舶最大卸油率的125%的速率(以体积计算)向液货舱输送惰性气体；该系统以所需的任一流速向液货舱输送惰性气体时，在惰性气体供气总管内的含氧量(以体积计算)应不超过 5%。

三

惰性气体成份要求

NaN

（2）惰性气体发生器应装有 2 台燃油泵。如果在船上备有足够备件以供船员在燃油泵及其原动机发生故障时可进行检修，在这样条件下可允许只装 1 台燃油泵。

四

洗涤器要求

（1）应装设烟道气体洗涤器，使其有效地冷却（一般要求第3项）规定的全部气体并清除其中固体颗粒和硫的燃烧产物。冷却水系统的布置应保证连续供应足量的冷却水而不妨碍船上其他任何重要用途的供水。此外应配备冷却水的备用供水装置。

NaN

（2）应装设过滤器或等效设施，以尽量减少被带到惰性气体鼓风机里去的水量，洗涤器应位于所有液货舱、货泵舱和将这些处所与A类机器处所分隔开的隔离空舱的后方。

五

鼓风机要求

（1）应至少装设2台鼓风机，在它们并用时应能向液货舱至少输送（一般要求第3项）的惰性气体体积。如果带有气体发生器的系统能输出相关规定的气体总量，则可允许只设一个鼓风机。但船上应备有鼓风机及其原动机的足够备件。

（2）惰性气体系统的设计应使其作用在任一液货舱的最大压力不超过该液货舱的试验压力。在每个鼓风机的进、排气连接管上应装有截止阀。

NaN

（3）应提供装置能使惰性气体整台设备的功能在开始卸油以前达到稳定；如果鼓风机将用于清除油气，则它们的空气进口应装有盲断装置。鼓风机应位于所有液货舱、货泵舱和将这些处所与A类机器处所分隔开的隔离空舱的后方。

六

甲板水封要求

（1）在惰性气体供气总管上，应装设至少两个止回装置，其中之一应是水封，它们应位于气体调节阀与通液货舱或货油管路的最后一段连接管之间。

NaN

（2）由两台独立的泵供水，每一台应能连续保持足够的供水量。应有确保防止水封被冰冻的措施，所采取的措施不能由于过热而损坏水封的完整性。与水封有关的供水和排水管以及通往气体安全处所的透气管或压力传感管均应装设环流水管或其他认可的装置。应有防止上述环流水管被真空抽空的措施。甲板水封和所有环流水管装置应能防止碳氢化合物气体在其压力等于货油舱的试验压力时发生回流。维持充足水量以及在气流停止时维持装置的完整性以能自动形成水封，都应经本局的同意。水封低水位的声光 警，在得不到惰性气体供应时就应动作。

七

安装要求

（1）烟道气体隔离阀。在锅炉烟道与气体洗涤器（洗涤塔）之间的惰性气体供气总管上应装设烟道气体隔离阀；这些阀应设有指示阀开闭状态的装置；应设有装置用来保证烟道气体隔离阀开启时锅炉吹灰器不能工作。

（2）烟道气体止回装置。惰性气体供气总管上第二个止回装置应为止回阀或等效设备，应安装在甲板水封的前方；它应装有可靠的关闭装置，作为可靠的关闭装置的替代，可以在止回阀的前方装设一个附加的的具有这种关闭作用的阀，以便将甲板水封与通往各货油舱的惰性气体管路隔离开来。

（3）自动关闭。惰性气体鼓风机和气体调节阀的自动关闭应根据下列预定极限值进行布置。烟道气体洗涤塔的水压低或流量低或水位高。鼓风机排气端惰性气体的温度高。

NaN

（4）对含氧量高的气体所采取的行动。当鼓风机排气端的惰性气体供气总管内惰性气体含氧量超过8%(以体积计)时，应立即采取措施以改善气体的质量；除非气伟的质量得到改善，不然所有液货舱作业应予停止，以免空气被吸引到舱内，惰性气体供气总管上第二个止回装置也应关闭。

（5）惰性气体管路。两个止回装置的前方，惰性气体总管可以分成两个或两个以上的支管；应有支管通向每一个液货舱，惰性气体支管应装有截止阀或等效设施以隔离每一个液货舱，如装的是截止阀，它们应设有锁紧装置，由负责的高级船员控制。应装有设施，当货油舱与惰性气体总管隔离时保护货油舱免受因温度变化而引起的超压或真空的影响。

八

运行和控制要求

（1）惰性气体鼓风机进行工作的任何时候，应有设备用以连续指示鼓风机排气端惰性气体的温度和压力。当供送惰性气体时,应有仪表连续显示和固定地记录：

①在止回装置前方惰性气体供气总管内的压力

②鼓风机排气端的惰性气体供气总管内惰性气体的含氧量

上述设备应安装在货油控制室内(如有此室)，倘若未设有货油控制室，它们应安装在负责货油作业的高级船员容易达到的位置。此外，应装设下列仪表:

①于驾驶室内，在全部时间内指示第二止回装置前方惰性气体供气总管内的压力

②于机器控制室或机器处所内，显示鼓风机排气端的惰性气体供气总管内惰性气体所述的含氧量。

应配备手提式仪器，用以测定氧气和可燃气体的浓度；应对每个货油舱作出适当布置，以便能使用这些手提式仪器来测定货油舱大气情况。

应配备适当设备，用以校准固定式和手提式气体浓度测量仪表的零位和刻度。

NaN

（2）对于烟道气体型和惰性气体发生器型的惰性气体系统，均应装设声光 警，以显示以下内容：

烟道气体洗涤塔的水压低或流量低、烟道气体洗涤塔内的水位高、鼓风机排气端惰性气体的温度高、惰性气体鼓风机故障、惰性气体供气总管含氧量(体积) 超过 8%、气体调节阀自动控制系统和指示装置的动力供应失效、甲板水封内的水位低、惰性气体供气总管内的气体压力低于低于1kPa、惰性气体供气总管内的气体压力高。

（3）船上应备有详细的使用说明书，其内容包括操作方法、安全和维修要求以及有关惰性气体统及其应用到液货舱系统中对职业健康的危害；该说明应包括一旦惰性气体系统 发生故障或失效时所应遵循的程序指南。

九

试验要求

NaN

惰性气体受压管路应在车间以 1.5 倍设计压力作液压试验，装船以后以1.25 倍设计压力进行密封试验；

惰性气体系统包括 警装置和安全装置安装完工后，应在工作情况下进行运行试验。

检查要点

惰气系统作为货油区域保护的两大系统之一，对货舱区域保护起到了关键性作用，是油船装卸货作业必不可少设备，属于油船上最为关键性设备之一。检查要点如下：

检测仪器与仪表

氧气分析仪（压缩空气型）

鼓风机、止回装置等仪表

鼓风机排气端惰性气体的温度和压力仪表是否完好；止回装置前方惰性气体供气总管内的压力表是否完好；当供送惰性气体时，连续指示和记录的相关仪表是否完好；打印纸是否可用；

警功能

相关 警是否正常。

洗涤塔

一、安装位置及外观

?洗涤塔的安装位置（位于所以液货舱、货泵舱和将这些处所与A类机器处所分隔开的隔离空舱后方）

相关的 警（参考公约法规），洗涤塔的外观检查（有无锈蚀、渗漏等）。

二、海水泵

海水泵处于工作状态，水流、水位符合要求。

三、过滤设备

洗涤塔的过滤设备的检查。

甲板水封

一、水泵

?水泵排量、压力符合要求。

二、冷却水管路、电路状况

?冷却水管路、电路状况的工作状态；是否装有防止水封被冰冻的措施。

常见缺陷、公约依据及处理

一、缺陷表现形式

二、缺陷处理

1、由于惰性系统是油船关键性设备，对存在的缺陷处理原则上应综合考虑装卸货情况；

2、一般情况下应要求开航前纠正或装卸货作业前纠正；

3、惰性气体系统故障可作为滞留缺陷；

4、如安检时已开始了装卸货作业，应根据影响船舶作业安全角度考虑，待纠正后才容许船舶继续作业。

●END●