油船惰性气体系统

船用惰性气体系统原理与应用一、惰性气体系统概要1.发展过程我们知道任何可燃物质的燃烧必须同时具备下列三个条件:(1)有可燃物存在:凡能与空气中的氧或氧化剂起剧烈反应的物质均称为可燃物。

可燃物包括可燃固体，如煤、木材、纸张、棉花等;可燃液体，如汽油、酒精、甲醇等;可燃气体，如氢气，氧化碳、液化石油气等。

在化工生产中很多原料、中间体、半成品和成品是可燃物质。

(2)有助燃物存在:凡能帮助和维持燃烧的物质，均称为助燃物。

常见的助燃物是空气和氧气以及氯气和氯酸钾等氧化剂。

(3)有点火源存在:凡能引起可燃物质燃烧的能源，统称为点火源，如明火、撞击、摩擦高温表面、电火花、光和射线、化学反应热等。

可燃物、助燃物和点火源是构成燃烧的三个要素，缺少其中任何一一个，燃烧便不能发生;另外,燃烧反应在温度、压力、组成和点火能量等方面都存在极限值。

在某些条件下，如可燃物未达到一定的浓度，助燃物数量不够,点火源不具备足够的温度或热量，即使具备了燃烧的三个条件，燃烧也不会发生。

例如氢气在空气中的浓度小于4%时就不能点燃，而一般可燃物质在空气中的氧气低于14%时也不会发生燃烧。

对于已经进行着的燃烧，若消除其中一个条件，燃烧便会终止,这就是灭火的基本原理。

因此油舱内可燃气体发生燃烧爆炸事故，也必须同时具备三个条件:可燃石油气浓度在“爆炸范围”内;有足够量的氧气，舱内氧气含量在“临界点"以上;有点火源，其能量达到可燃气燃烧所需最低点火能量。

作为防止油船爆炸的方法，自古以来主要是从控制明火点火源出发的。

但是，自1969年末,3艘新造的大型油船连续发生爆炸事故之后,人们才更清楚地了解到静电乃是一种新的点火源，而且又很难控制。

在这种形势的推动下,关于强制造成一种即使有火源存在也不会发生爆炸的“油舱气体状态控制”的研究，才有了急速的进展。

图5-5 碳氢化合物、氮、氧及混合气的可燃爆炸范围这种方式的原理如图5-5所示,它是利用从原油中挥发出来的石油气体只有在某一限定的气体浓度范围内才会发生爆炸的原理，强制性地使货油舱内的气体状态处在不能燃烧爆炸的范围之内。

油船惰性气体系统固定式氧气分析仪量程问题探讨王文成摘要：船舶在使用惰性气体系统（I GS）过程中，对惰气中含氧量的监测尤为重要。

目前各方对船上配备固定式氧气分析仪量程大小存在一些争论，现有的国际公约、规则也未对其量程进行明确。

结合日常船舶安检和现场检查工作实践和案例，深入分析固定式氧气分析仪量程相关作用与要求，提出自己的见解及建议。

关键词：油船；惰性气体系统；固定式氧气分析仪量程DOI:10.16176/ki.21-1284.2019.01.004世界贸易和经济的飞速发展离不开海上油船的运输，同时油船安全也成为各方关注的焦点。

多起油船的爆炸事故给人们敲响了警钟，为此IMO在SOLAS1974及其1981年修正案中对油船的惰性气体系统作了明确的规定，意在确保惰性气体系统能够成为防止油船火灾及爆炸的一种有效工具。

大石油公司、当地码头及海事检查人员对惰性气体系统检查也较为严格。

尤其是惰性气体中含氧量能否满足作业需要成为检查重点，一旦发现含氧量异常会要求船方立即停止作业并予以改善。

检查中也发现部分船舶、船公司安装或重新购买的氧气分析仪量程存在一些问题，如含氧量超过10％则显示乱码。

目前多方对船上配备固定式氧气分析仪量程也存在一些争论，现有的国际公约、规则也未对量程进行明确。

本文中，笔者结合日常船舶安检和现场检查工作积累的实践和案例，深入分析油船惰性气体系统固定式氧气分析仪量程法规要求、几种观点和实际需要，并提出自己的见解及建议。

一、油船惰性气体系统固定式氧气分析仪量程问题检查案例介绍（一）检查过程某中国籍船舶“M/T X XX”轮，总吨为29 288，安放龙骨时间为2001年2月20日，检查人员对惰气间内氧气分析仪进行测试，显示含氧量为20.9％，仪器仪表显示正常，进行零位和量程校正也正常，如图1所示。

但在货控室惰性气体系统控制面板上氧气分析仪显示装置显示为乱码，船员也不清楚什么是原因。

经与所属公司和氧气分析仪厂家进行沟通，确定该货控室氧气分析仪显示装置为新购买，量程仅为0～10%，如果含氧量超过10％，则显示乱码，如图2所示。

油船惰性气体系统油船装载的是易燃易爆的原油或成品油，当货油舱内的油气与空气混合，并达到一定的含氧量后，极易发生火灾和爆炸事故。

因而船级社规范对货油舱内的气体置换有明确的要求。

对载重量为20000吨及以上的载运闪点（闭杯试验）不超过60℃的原油船或成品油船，以及所有使用原油洗舱的油船，均应设置惰性气体系统。

一、惰性气体的功能1. 降低货油舱内大气的含量，使舱内大气达到不能支持燃烧的程度，而使空舱惰性化。

2. 在航行中使货油舱内的大气含氧量（以体积计）不超过8%，并保持正压状态，但需要排清货油舱的油气时除外。

3. 除有必要排清货油舱的油气外，保证在正常作业中，空气不进入货油舱。

4. 驱除空货油舱内的碳氢气，使其后的除气过程中货油舱内不致形成可燃气体。

二、烟气式惰性气体系统惰性气体系统的型式取决于惰性气体装置的型式。

惰性气体系统有以下3种型式：烟气式惰性气体系统、惰性气体发生装置系统和多功能惰性气体系统。

目前油轮上基本都使用烟气式惰性气体系统。

因其有供气量大，含氧量一般在4%~5%以下，不需额外消耗燃料，成本低，经济性高的优点。

1. 系统流程图图4.3.1所示为典型的烟气式惰性气体系统图。

其工作原理是柴油机排出的废气经废气锅炉后进入烟道，由风机5将其抽出，先通过烟气抽气阀2进入洗涤塔3进行冷却、脱硫和除尘；干净的烟气再经过除湿器去除烟气中的水份；然后烟气被风机打入货油舱，进入货油舱之前的管路中设有调节阀7、甲板水封装置8、单向阀16等。

由于烟气是从柴油机排出的废气中抽取，因而其中的氧气已基本上被燃烧掉，留下的主要是氮气，所以是一种惰性气体。

2. 主要设备的功能⑴烟气抽气阀烟气抽气阀2装于锅炉烟道和洗涤塔之间，连接管上接入蒸汽或空气冲洗管，需要时对阀进行冲洗。

另外，还接入空气密封管，当排气阀处于关闭状态时，由锅炉风机向抽气管供气，使抽气阀冷却和阻止烟气进入抽气管。

⑵洗涤塔洗涤塔3具有冷却、脱硫和除尘的功能。

中国船级社钢质海船入级规范2016年修改通报变更通告第6篇消防中国船级社上海规范研究所2015年10月目录第4章惰性气体系统 (3)第1节一般规定 (3)第2节不同船型的惰性气体系统与氮气发生器系统 (3)第3节检查与试验 (8)第4章惰性气体系统①第1节一般规定4.1.1 一般要求4.1.1.1本章要求适用于装设惰性气体系统和氮气发生器系统的船舶。

4.1.1.2 所有类型的惰性气体系统应满足下列要求：(1) 应设有在所有航行条件下都能产生适当惰性气体的自动控制设备；(2) 用于惰性气体系统的材料，应满足CCS《材料与焊接规范》的有关要求，适用于其(3) 安装在船上的所有惰性气体设备，应在工作情况下进行试验。

4.1.2 附加标志4.1.2.1 对满足本章要求的惰性气体系统，可授予下列的附加标志：惰性气体系统Inert Gas Systems (IGS)4.1.3 图纸资料4.1.3.1 除本规范有关篇章要求的图纸资料外，还应将下列图纸资料提交批准：(1) 包括所有控制和监测设备在内的惰性气体装置的细目表和布置图；(2) 惰性气体系统的布置图。

第2节不同船型的惰性气体系统与氮气发生器系统4.2.1 载运原油和石油成品油船的惰性气体系统4.2.1.1 下列要求适用于载运闪点(闭杯试验)不超过60℃，且其雷特蒸气压低于大气压的散装原油和石油成品，以及载运具有类似失火危险的其他液体货品的液货船上所设置的由锅炉烟道气和/或燃油型惰性气体发生器组成的惰性气体系统。

4.2.1.2 惰性气体系统应满足FSS规则第15章的要求。

4.2.1.3 惰性气体系统除应满足FSS规则第15章的要求外，还应满足下列要求：(1) 当设置两台鼓风机时，惰性气体系统所需风量最好是由两台鼓风机平均负担，但在①本章要求适合于2016年1月1日及以后建造的船舶。

任何情况下，不允许一台鼓风机的风量小于所需总风量的1/3；(2) 尤其对于可能经受气体或者液体腐蚀的洗涤器、通风机、止回装置、洗涤器排污管和其他排泄管道等部件，应采用防腐蚀材料建造，或者在这些部件表面镶橡胶、玻璃纤维、环氧树脂或其他等效的涂层；(3) 在防火方面，燃油型惰性气体发生器处所的舱室，应视为A类机器处所；(4) 当所产生的惰性气体偏离规定值时，例如在起动时或设备失效时，应设有把惰性气体从燃油惰性气体发生器释放到大气中的装置；(5) 当冷却和洗涤装置的水压或水流速率过低，或者气体温度过高导致达到预定的极限值时，应布置成能自动切断惰性气体发生器的燃油供给；(6) 气体调节阀的自动关闭装置，应在燃油型惰性气体发生器动力源失效时能进行动作。

油轮惰气系统应用论文【摘要】油轮惰气系统是防止货油舱内可燃气体燃烧爆炸，确保安全操作的重要系统。

并通过规范、有计划的养护保证惰气质量，从而有效的避免油轮的安全事故。

【关键词】油轮安全惰气系统维护保养1 惰气在油轮上的应用现状随着世界经济的高速发展，石油已成为生产生活不可或缺的重要能源，而油轮船队随着石油需求不断扩大，事故发生率增加，不仅造成人命财产损失，其海洋污染对人类及生态的影响更为严重和深远！为此油轮的安全防控得到了高度的重视。

而惰气系统正是通过向货油舱内充注惰性气体以使其中的氧气浓度低于爆炸极限，从而防止火灾及爆炸事故，有效保证了油船的安全。

主要表现在有以下几个方面：空油舱惰化；在货油的卸载作业期间的正压保持；排压载水防止空气进入及正压保持；原油洗舱和清洗油舱的惰气供给；油舱驱气等其他需要进行隔舱和充惰情况。

2 惰气系统工作原理及操作要求在油船上通常遇到的烃气，在含氧量低于11%体积比的大气环境中就不能燃烧。

防止货油舱起火或爆炸的方法之一就是保持含氧量低于这一水平。

为了减少油舱的空气含量并由此降低其氧气含量而使舱气达到不可燃状态，现代油轮基本都安装了惰气系统。

惰气系统是保证油轮安全有效操作的重要设备。

它把固定设备产生的的惰气经过处理合格后输送到各个油舱中以降低舱气的含氧量，从而达到安全操作目的。

防火防爆原理可由图2.1（烃/空气/惰气混合气图）得以说明，该图以烃气/空气的混合比表明烃气与氧气之间的关系。

图2.1中的橙色区域为可燃/可爆混合气体区域，在作业中应尽量避免货舱中的气体进入这一区域。

可燃限度值因不同烃气纯度和不同石油液体所生成的混合气而变化，通常把原油油气的可燃下限和可燃上限（LFL和UFL）分别取为1%和10%的体积比。

这两个数值在上图中以AB线上的C点和D点表示。

图上任意点都代表在烃气含量和氧气含量的限定条件中烃气、空气和惰气的混合气体。

AB线表示无任何惰气的烃气与空气的混合气，AB线的倾斜代表氧气含量随着烃气含量的的增加而减少。

船用惰性气体系统原理与应用一、惰性气体系统概要1.发展过程我们知道任何可燃物质的燃烧必须同时具备下列三个条件:(1)有可燃物存在:凡能与空气中的氧或氧化剂起剧烈反应的物质均称为可燃物。

可燃物包括可燃固体，如煤、木材、纸张、棉花等;可燃液体，如汽油、酒精、甲醇等;可燃气体，如氢气，氧化碳、液化石油气等。

在化工生产中很多原料、中间体、半成品和成品是可燃物质。

(2)有助燃物存在:凡能帮助和维持燃烧的物质，均称为助燃物。

常见的助燃物是空气和氧气以及氯气和氯酸钾等氧化剂。

(3)有点火源存在:凡能引起可燃物质燃烧的能源，统称为点火源，如明火、撞击、摩擦高温表面、电火花、光和射线、化学反应热等。

可燃物、助燃物和点火源是构成燃烧的三个要素，缺少其中任何一一个，燃烧便不能发生;另外,燃烧反应在温度、压力、组成和点火能量等方面都存在极限值。

在某些条件下，如可燃物未达到一定的浓度，助燃物数量不够,点火源不具备足够的温度或热量，即使具备了燃烧的三个条件，燃烧也不会发生。

例如氢气在空气中的浓度小于4%时就不能点燃，而一般可燃物质在空气中的氧气低于14%时也不会发生燃烧。

对于已经进行着的燃烧，若消除其中一个条件，燃烧便会终止,这就是灭火的基本原理。

因此油舱内可燃气体发生燃烧爆炸事故，也必须同时具备三个条件:可燃石油气浓度在“爆炸范围”内;有足够量的氧气，舱内氧气含量在“临界点"以上;有点火源，其能量达到可燃气燃烧所需最低点火能量。

作为防止油船爆炸的方法，自古以来主要是从控制明火点火源出发的。

但是，自1969年末,3艘新造的大型油船连续发生爆炸事故之后,人们才更清楚地了解到静电乃是一种新的点火源，而且又很难控制。

在这种形势的推动下,关于强制造成一种即使有火源存在也不会发生爆炸的“油舱气体状态控制”的研究，才有了急速的进展。

图5-5 碳氢化合物、氮、氧及混合气的可燃爆炸范围这种方式的原理如图5-5所示,它是利用从原油中挥发出来的石油气体只有在某一限定的气体浓度范围内才会发生爆炸的原理，强制性地使货油舱内的气体状态处在不能燃烧爆炸的范围之内。

油船惰性气体系统油船装载的是易燃易爆的原油或成品油，当货油舱内的油气与空气混合，并达到一定的含氧量后，极易发生火灾和爆炸事故。

因而船级社规范对货油舱内的气体置换有明确的要求。

对载重量为20000吨及以上的载运闪点（闭杯试验）不超过60℃的原油船或成品油船，以及所有使用原油洗舱的油船，均应设置惰性气体系统。

一、惰性气体的功能1. 降低货油舱内大气的含量，使舱内大气达到不能支持燃烧的程度，而使空舱惰性化。

2. 在航行中使货油舱内的大气含氧量（以体积计）不超过8%，并保持正压状态，但需要排清货油舱的油气时除外。

3. 除有必要排清货油舱的油气外，保证在正常作业中，空气不进入货油舱。

4. 驱除空货油舱内的碳氢气，使其后的除气过程中货油舱内不致形成可燃气体。

二、烟气式惰性气体系统惰性气体系统的型式取决于惰性气体装置的型式。

惰性气体系统有以下3种型式：烟气式惰性气体系统、惰性气体发生装置系统和多功能惰性气体系统。

目前油轮上基本都使用烟气式惰性气体系统。

因其有供气量大，含氧量一般在4%~5%以下，不需额外消耗燃料，成本低，经济性高的优点。

1. 系统流程图图4.3.1所示为典型的烟气式惰性气体系统图。

其工作原理是柴油机排出的废气经废气锅炉后进入烟道，由风机5将其抽出，先通过烟气抽气阀2进入洗涤塔3进行冷却、脱硫和除尘；干净的烟气再经过除湿器去除烟气中的水份；然后烟气被风机打入货油舱，进入货油舱之前的管路中设有调节阀7、甲板水封装置8、单向阀16等。

由于烟气是从柴油机排出的废气中抽取，因而其中的氧气已基本上被燃烧掉，留下的主要是氮气，所以是一种惰性气体。

2. 主要设备的功能⑴烟气抽气阀烟气抽气阀2装于锅炉烟道和洗涤塔之间，连接管上接入蒸汽或空气冲洗管，需要时对阀进行冲洗。

另外，还接入空气密封管，当排气阀处于关闭状态时，由锅炉风机向抽气管供气，使抽气阀冷却和阻止烟气进入抽气管。

⑵洗涤塔洗涤塔3具有冷却、脱硫和除尘的功能。

液货船惰性气体系统操作性检查一、工作原理和基本要求1、工作原理：惰性气体系统通过将锅炉或惰性气体发生器产生的惰性气体引入净化器，在净化器的冷却装置中惰性气体温度下降并由撞击板装置把废气中的SO2、SO3和固体颗粒消除掉，从净化器出来的气体由风机增压并送到各货油舱的甲板水封，惰性气体风机将净化和冷却后的惰性气体送到液货舱充满液货舱剩余空间，以使该舱内的可燃气体浓度降低至可燃浓度以下。

2、基本要求。

2.2.1适用范围2．2.1.1 SOLAS公约规定对于载重量为20000吨及以上的液货船，其液货舱的保护应通过一个符合《消防安全系统规则》要求的固定式惰性气体系统来获得。

2.2.1.2 SOLAS公约规定在货舱清洗工序中使用原油来清洗的油船应装有符合《消防安全系统规则》要求的惰性气体系统和固定式洗舱机。

2.2.2 惰性气体系统的一般要求2.2.2.1 惰性气体系统应能够对空舱进行惰化、驱气和除气，并将货舱内的空气维持在所要求的氧气水平。

2.2.2.2 惰性气体系统应根据《消防安全系统规则》来设计、建造和测试。

2.2.2.3 安装了固定式惰性气体系统的液货船应装设封闭式的液位测量系统。

2．2．3《国际消防安全系统规则》中的要求2．2．3． 1.该系统应能够：.1 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，而使空液货舱惰化。

.2 在港内和海上始终保持任何液货舱内的任何部分的大气含氧量以体积计不超过8%并保持正压，但当需要对此种液货舱除气时除外。

.3 在正常作业中空气不得进入液货舱，但当需要对此种液货舱除气时除外。

.4 驱除空液货舱内碳氢化合物气体，以便随后的除气作业均不会在舱内产生可燃气体。

2．2．3．2 惰性气体的来源可以是来自主锅炉或辅助锅炉的经过处理的烟道气体。

主管机关也可以允许使用来自一个或多个各自独立的惰性气体发生器或其他来源或任何它们混合的烟道气体，但必须达到等效的安全标准。

不准使用利用储备的二氧化碳气体的系统，除非主管机关认为系统本身产生静电着火的危险已降至最小程度。