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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。
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。
油轮货舱惰化系统分析[摘要] 油轮货舱惰化系统（IGS）是油轮船上的重要设备。
对于油轮防火防爆起着非常重要的作用。
在装货之前，应先向货舱充满惰气，航行中要补气。
在其他作业中，如洗舱，除气等作业仍然要使用IGS。
IGS产生合格的惰气，充入货舱，使货舱中的含氧量降低到一定程度。
在这一范围内，燃烧爆炸不能发生，从而达到防火防爆的目的。
因此，正确的认识了解，分析IGS，维护该系统的正常运转，对船舶的安全，经济，高效有非常重要的意义。
[关键词] 油轮货舱；惰化系统；IGS；分析The analysis of Inertia Gas System of Oil Tanker Hold[Abstract] The inertia gas system of oil tanker hold is an important equipment on board. It is very considerable for the prevention of fire and explosion on oil tanker. Before loading , filled the holds with inertia gas, adding inertia gas during sea traveling. In other works, such as washing holds, degassing and so on. IGS is indispensable .IGS produces regular gas that filled into the holds to decrease oxygen content to some degree. In this degree, fire and explosion will be prevented, thereby, reach the goal of avoid fire and explosion. So, it is very significant for the safety, economy and high efficiency to the tanker that be acquainted with and analyze the IGS.[key word] Oil tanker hold;Inertia gas system;IGS;Analyze目录0 引言-----------------------------------------------------------11 货舱惰化系统的作用---------------------------------------------11.1燃烧爆炸的控制理论----------------------------------------21.2 IGS的作用------------------------------------------------32 货舱惰化系统的组成及分类---------------------------------------42.1 IGS的组成部分及作用--------------------------------------42.2 IGS的分类------------------------------------------------7 3货舱惰化系统的维修保养------------------------------------------83.1 IGS的操作步骤--------------------------------------------83.2 IGS的维护保养--------------------------------------------84 惰化系统的常见故障及处理---------------------------------------104.1 IGS故障应急处理-----------------------------------------104.2 IGS常见故障及处理---------------------------------------10 结论-------------------------------------------------------------11 致谢语-----------------------------------------------------------12 参考文献---------------------------------------------------------130引言IGS在油船和化学品船以及LPG船等上使用较广。
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。
油轮惰性气体系统的调试及故障分析摘要：惰性气体系统是油轮上生产营运中非常重要的一个系统，本文结合江南长兴造船有限责任公司建造的原油轮上惰性气体系统施工经验，对油轮惰性气体系统的调试、设备故障和故障排除进行讨论.关键字：惰性气体系统调试故障分析一、前言惰性气体是一种含氧量低于5%不易燃烧爆炸的混合气体。
油轮装运的原油会挥发出有毒易燃的气体，在操作过程中既要将混合气体控制在易燃的极限以下，同时又要防止有毒气体泄漏对人员造成伤害，所以说惰性气体系统关系到船舶的安全以及船员人身安全。
本文以日本Kashiwa公司的惰性气体系统为例。
二、惰气模式系统的简介1. IGS/IGGIGS模式一般适用于装卸原油，经济性较好惰气来源：燃油锅炉燃烧产生的废气 .SO2含量：不超过100ppmIGG模式一般适用于装卸成品油或对惰气含硫量要求较高的油品；因为惰气发生器使用柴油，经济性较差惰气来源：洗涤塔惰气发生器燃烧产生的惰气 .SO2含量：不超过1ppm2. 惰性气体系统的构成（IGS）惰性气体的系统构成由惰气风机、甲板水封装置、惰气洗涤塔、透气围、高速压力/真空阀、压力/真空保护器、固定式氧气分析器、甲板水封泵、洗涤塔冷却海水泵。
2.1.1 惰气风机安装于机舱棚内，通过管系连接惰气洗涤塔和甲板水封装置，功能是为整个惰气系统提供惰气或给舱柜（包括油舱和污油水舱）驱气和除气。
（1）甲板水封装置安装于主甲板上层建筑前，通过管系连接洗涤塔与压力/真空保护器，功能是防止舱内气体在船舶各种正常纵倾、横倾及运动状态下回流至机器处所的锅炉烟喉或任何气体安全处所（2）惰气洗涤塔安装于机舱棚内，通过管系连接锅炉废气烟道与惰气风机，功能是有效地冷却的烟气总容量，且能除掉固体颗粒及硫的燃烧产物。
（3）透气桅安装于主甲板中部，通过管系连接每个油舱或污油水舱，功能是用于货油舱或污油水舱透气。
（4）高速压力/真空阀安装于各个油舱或污油水舱，功能是用于每一个货油舱或污油水舱透气，确保在货油舱内无论压力还是真空都不超过设计参数，通常设定于0.14kg/cm2正压和0.035kg/cm2负压情况下工作。
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。
它使烟气的温度下降到接近海水温度，一般要求比海水高2℃~5℃；去除烟气中的硫氧化物（SO2和SO3），一般要求脱硫率为90%~95%或更高；去除烟气中的烟尘等固体杂质，要求除尘率在90%以上。
图4.3.1 典型的烟气式惰性气体系统图
1-锅炉烟道；2-烟气抽气阀；3-洗涤塔；4-除湿器；5-风机；6-压力控制排放阀；
7-调节阀；8-甲板水封；9-货油泵；10-压力/真空安全装置；11-呼吸阀；
12-透气桅；13-氧分析仪；14-放气阀；15-压力传感器；16-单向阀；17-主截止阀
⑶除湿器
用来去除洗涤塔排气中的水滴，要求除水滴率在90%左右。
除湿器4的型式有过滤式、旋流式和挡板式等。
⑷甲板水封装置
甲板水封装置8是安全装置，以防止货油舱内可燃性气体逆流。
其原理是甲板水封内水柱的静压与货油舱油气的逆压相平衡，以阻止货油舱内可燃性气体的逆流。
⑸压力/真空安全装置
该装置设于甲板惰性气体总管（也是货油舱透气总管）上，其作用和要求前文已叙述。
⑹风机
一般使用电动离心式风机，风机5的风量应保证最大卸油量时油舱内能维持一微小正压。
风机总风量比货油泵的排量至少大25%。
风机一般应设置两台，每台风机的风量可以是总风量的100%或50%，所以有三种不同的配置方式。
⑺压力传感器
压力传感器15的功能是控制进入货油舱内的惰性气体压力，它通过控制排放阀6和调节阀7的开闭来维持惰性气体的压力。
当压力升高时，压力传感器送出电信号，使调节阀7关小，减少流量，从而使进入货油舱的惰性气体压力降低，同时，使排放阀6打开，将多余的惰性气体从烟囱顶部排出。
当压力降低时，开大调节阀，关闭或关小排放阀，使进入货油舱的惰性气体压力升高。
⑻氧分析仪
本系统图中的氧分析仪13的作用是对送入货油舱的烟气中的含氧量进行分析，显示并记录进入货油舱烟气的含氧量，当含氧量超过5%时仅会发出报警和记录。
也可以通过氧分析仪控制调节阀7的开闭，当含氧量超标时，关闭总管上的调节阀，打开与惰性气体总管连通的放气阀，将不合格的惰性气体放到大气中。
⑼放气阀
本系统中放气阀14的作用是当调节阀7关闭时，将调节阀7与甲板水封装置8之间管
路中的惰性气体放入大气，因而它的开闭也是由调节阀控制的。
三、惰性气体发生装置系统
惰性气体发生装置系统是利用专门的燃烧器燃烧柴油，产生燃气经洗涤塔冷却、脱硫、除尘和除湿，而后得到高质量的惰性气体。
这种系统的优点是所产生的惰性气体含氧量低（1%~4%）、二氧化硫少、烟尘少。
其缺点是需额外消耗燃油，经济性差，并要设置专门的燃烧室、燃油泵、燃油柜等设备，造价高。
这种系统适用于没有大锅炉的成品油轮。
四、多功能惰性气体系统
这种装置是惰性气体发生装置系统的改进式，具有多种功能：
1. 可用锅炉的烟气产生惰性气体。
；
2.当锅炉的排烟含氧量过高时，在燃烧室内进行再燃烧产生含氧量小于5%的惰性气
体；
3.作为惰性气体发生装置，直接燃烧柴油后，得到高质量的惰性气体。
五、惰性气体管路及安装要求
1.惰性气体管路中适当位置需安装泄放阀，防止管路中积聚货油和水。
2. 惰性气体总管穿过最前面的安全处所的前壁内侧，应设1只自动控制的惰性气体调节阀（见图4.
3.1件7），在出现下述情况之一时该阀应能自动关闭：
⑴洗涤塔冷却水压力或流量降低到预定极限值。
⑵洗涤塔内水位升高至预定极限值。
⑶惰性气体温度升高至预定极限值。
⑷惰性气体风机发生故障。
3. 惰性气体甲板总管应设有通岸连接法兰，使惰性气体总管能与外部惰性气体供气管连接。
4. 惰性气体总管设有通向每一货油舱的支管，支管应装有带锁闭装置的截止阀。
5. 在惰性气体调节阀后的惰性气体总管上至少有两个止回装置，其中之一是甲板水封装置；另外还需设一个止回阀，安装于甲板水封装置之后。
在止回阀之后还需设一只截止阀，使甲板水封能与通往货油舱的惰性气体总管隔离。
6. 每台风机的进出口均应装设截止阀。
7. 在风机前的惰性气体管路上设新鲜空气进口盲法兰，可以用惰性气体风机来驱除货油舱内的气体。
8. 惰性气体调节阀前需设一根惰性气体循环管，可以回至洗涤塔或排入大气。
在循环管路上需设一只截止阀，此截止阀受惰性气体的含氧量以及甲板惰性气体总管的压力控制，并与惰性气体调节阀联锁控制。
9.在惰性气体调节阀和甲板水封装置之间的总管上，设1只放气阀，当调节阀关闭时，这部分管子内的惰性气体排至大气。
放气阀和调节阀联锁控制。
