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[摘 要]近年来，随着科技的发展，船舶的自动化水平越来越高。对国内情况来说，我国正处在消化吸收阶段，相关问题比较多，但其中最大的问题是轮机安全管理的问题。而对于轮机安全的研究，国内侧重于船舶设备本身以及由船舶设备组成的装置和系统的研究，而将船舶管理者及其工作环境放在一个大系统中，对整个系统进行研究的学者非常的少。本文将就烟气惰性气体在船舶轮机安全方面的重要性来研究一下。
[关键词]烟气惰性气体；危害；防爆；安全
中图分类号：TG333.7 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）35-0282-01
1 烟气惰性气体
烟气惰性气体是指取自锅炉的含氧量很低不足于维持碳氢气体燃烧化学性质非常稳定的废气作为惰性气体。烟气惰性气体系统一般应用于运载原油的船舶中，不適合用于天燃气船。装有惰性气体系统将惰性气体充入油轮的油舱以避免油舱爆炸。它的主要功能是降低货油舱的氧气含量，使其降低到爆炸下限以下，从而达到防爆的目的。本文将研究分析烟气作为惰性气体在传播防爆中的应用。
2 烟气惰性气体的概述
2.1 烟气惰性气体的防爆原理探究
由于石油气的挥发形成油气，当油气与空气达到一定的比例后，形成了可燃混合气体，一旦遇到明火、冲击或摩擦过热起火、电气火花、静电火花、雷击火花，发生爆炸将是不可避免的。所以油船防爆技术的创新与发展是非常有必要的。
油船防爆的思路来自于引起爆炸的三大要素：火源、可燃气体和氧气。只要排除其中任一因素，就能达到防爆的目的。以此防止油气爆炸的方法就有三种：
1） 控制火源；
2） 控制可燃气体浓度；
3） 控制氧气浓度；
这三种方法理论上可以实现，但前两种在实际操作中前两种却很难实现。
首现控制火源，虽然明火可以控制，但由于冲击或摩擦过热起火、静电火花、雷击火花却是难避免的。
其次控制可燃气体。如能控制可燃气浓度处于爆炸上限以上，或者可燃气处于爆炸下限以下的，就不会产生燃烧爆炸。实际上，要控制油舱内可燃气浓度，始终处于爆炸范围内是很困难的。因为油舱要装载原油，而原油又不可能完全装满，无法避免从原油中挥发出的可燃气体，且由于油品、环境温度和装卸方式的不同，油舱液面上方产生的可燃气体浓度也无法控制。
控制氧气浓度使舱内气体状态处于缺氧区，这样无论可燃气体浓度处于何种状态，有火源也不会产生燃烧爆炸，这是最简单也最容易实现的方法，就是向油舱内充注氧气含量很少的所谓“惰性气体”，使油舱内氧气含量降低到足够低。目前综合考虑经济性，安全性，连续供应能力等因素，惰性气体主要来源为船上主、辅锅炉排出的烟气。
2.2 烟气惰性气体发生装置的优点及缺点分析
优点：原理简单，价格便宜，易得。
主要缺点：
① 装置占用空间很大，安装的空间位置要求很特殊，而且对安装和维护要求很高，否则达不到最佳运行状态，甚至不能可靠运行。比如，由于烟气温度高，灰尘较重，水份和脏物沉积多，装置中的蝶阀和烟道很容易失灵，通常会出现咬死现象，造成整机不能工作。
② 氮气品质欠佳，当风油比在正常情况下燃料油在锅炉内燃烧所产生的废气，其成分：N2为77%，CO2为13%，H2O为5%，O2为3%～4%，SO2为0.3%，其余为一些固体微粒，因此装置的可靠性难以满足化学品船和液化气船的高要求，船的摆动对产氮效果影响大。
③ 洗涤塔内冷却水使用的海水，再则，生成的氮气含有SO2，对设备的腐蚀性很强，因而对管道材料有特殊要求。另外，洗涤塔中的滤网容易凝结，影响降温除尘的效果。
④ 日常维护非常繁琐，氮气风机每次工作完毕需及时用淡水清洗，很容易导致电机和各参数分析仪的损坏，加上腐蚀和机械的原因，易出现振动。
⑤ 对甲板水封的水位和管道敷设的要求严格。
⑥ 对操作和维护人员的要求很高。
3 不合格烟气惰性气体充注油舱产生的危害分析
3.1 烟气惰性气体品质要求
3.2 各参数超过标准成危害分析
一、水分含量超过标准危害
⑴ 有水分存在时，燃料氧化速度加快，其胶质生成量也加大。如轻质燃料油中含有水分，不但使设备增加腐蚀和降低效率，而且由于较多的含水，则使冰点升高，低温流动性能变坏，严重时会造成熄火，甚至发生机械爆炸的危险。
⑵ 油品含水，在船舶不断晃动及货油泵离心叶轮的搅动过程中，则会造成油品乳化，油品品质下降。例如润滑中含水将破坏油膜，降低润滑效果而增加磨损，同时还能腐蚀机件，加速润滑油的变质和劣化，特别是对含有添加剂较多的润滑油。
⑶ 油品含水会导致金属油舱内壁生锈。
⑷ 水分对大多数添加剂都起不良作用，能使其发生水解，产生乳化、凝聚和分离。这些坏现象致使添加剂失去作用，产生腐蚀性物质或乳化物质，直至油品报废不能使用。
二、温度超过标准危害分析
当高温烟气惰性气体进油舱，将使局部油温升高，使蒸发量增加，使得油气浓度升高，当压力升高到一定值，油气从油舱呼吸阀排出，造成一定的损失和污染；另一方面高温下，油品氧化加速，使得油品品质下降。
三、灰分超过标准造成的危害分析
灰分指的是为各种矿物元素。主要元素有Ca、Mg、K、Na、Si、P、S、Fe、AI等，此外，尚有微量元素。灰分进入原油中后可能形成沉淀，并影响原油炼化。
四、二氧化硫超过标准造成的危害分析
烟气中含有的SO2在高温的管道中会发生化学反应，生成稀硫酸蒸汽，硫酸蒸汽到达温度在120℃以下的管道时，会液化成稀硫酸，滞留在管道及设备的内表面，腐蚀这些管路及设备。当产生的硫酸进入油舱，对原油将造成污染并腐蚀油舱。
五、氧浓度超过标准造成的危害分析：
由于烟气惰性气体的作用就是将油舱的氧气含量降低到8%，如果烟气含氧量超过5%，那么将需要大量的烟气，效率下降，而且烟气对油品的污染程度大大提高。当烟气含氧量超过8%，烟气惰性气体完全达不到防燃防爆的目的。
小结
通过以上改进，烟气品质得到了可靠的保证，从而降低了原油的污染。洗涤塔内吸水材料和过滤层的更换有了明确的标准。
论文的写作是一个长期的过程，在此过程中我不断的进行修改，不断的进行研究各方面的文献，认真总结。历经了这么久的努力，终于完成了论文。在这次论文的写作的过程中，开拓了自己的思维，巩固了专业知识，提高了专业素养，收获颇丰。
参考文献
[1]吴乃华：油舱的惰性气体系统及其运用[J]；《船舶工业技术经济信息》 ；
[2]张松鹤，张金富，吴宇大型油船防爆方法和特点的分析[J]；《造船技术》 ；
[3]余晓琴，胡斌祥，徐巍，李厚明；油轮烟气惰性气体系统的主要流程设计[J] ；
[关键词]烟气惰性气体；危害；防爆；安全
中图分类号：TG333.7 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）35-0282-01
1 烟气惰性气体
烟气惰性气体是指取自锅炉的含氧量很低不足于维持碳氢气体燃烧化学性质非常稳定的废气作为惰性气体。烟气惰性气体系统一般应用于运载原油的船舶中，不適合用于天燃气船。装有惰性气体系统将惰性气体充入油轮的油舱以避免油舱爆炸。它的主要功能是降低货油舱的氧气含量，使其降低到爆炸下限以下，从而达到防爆的目的。本文将研究分析烟气作为惰性气体在传播防爆中的应用。
2 烟气惰性气体的概述
2.1 烟气惰性气体的防爆原理探究
由于石油气的挥发形成油气，当油气与空气达到一定的比例后，形成了可燃混合气体，一旦遇到明火、冲击或摩擦过热起火、电气火花、静电火花、雷击火花，发生爆炸将是不可避免的。所以油船防爆技术的创新与发展是非常有必要的。
油船防爆的思路来自于引起爆炸的三大要素：火源、可燃气体和氧气。只要排除其中任一因素，就能达到防爆的目的。以此防止油气爆炸的方法就有三种：
1） 控制火源；
2） 控制可燃气体浓度；
3） 控制氧气浓度；
这三种方法理论上可以实现，但前两种在实际操作中前两种却很难实现。
首现控制火源，虽然明火可以控制，但由于冲击或摩擦过热起火、静电火花、雷击火花却是难避免的。
其次控制可燃气体。如能控制可燃气浓度处于爆炸上限以上，或者可燃气处于爆炸下限以下的，就不会产生燃烧爆炸。实际上，要控制油舱内可燃气浓度，始终处于爆炸范围内是很困难的。因为油舱要装载原油，而原油又不可能完全装满，无法避免从原油中挥发出的可燃气体，且由于油品、环境温度和装卸方式的不同，油舱液面上方产生的可燃气体浓度也无法控制。
控制氧气浓度使舱内气体状态处于缺氧区，这样无论可燃气体浓度处于何种状态，有火源也不会产生燃烧爆炸，这是最简单也最容易实现的方法，就是向油舱内充注氧气含量很少的所谓“惰性气体”，使油舱内氧气含量降低到足够低。目前综合考虑经济性，安全性，连续供应能力等因素，惰性气体主要来源为船上主、辅锅炉排出的烟气。
2.2 烟气惰性气体发生装置的优点及缺点分析
优点：原理简单，价格便宜，易得。
主要缺点：
① 装置占用空间很大，安装的空间位置要求很特殊，而且对安装和维护要求很高，否则达不到最佳运行状态，甚至不能可靠运行。比如，由于烟气温度高，灰尘较重，水份和脏物沉积多，装置中的蝶阀和烟道很容易失灵，通常会出现咬死现象，造成整机不能工作。
② 氮气品质欠佳，当风油比在正常情况下燃料油在锅炉内燃烧所产生的废气，其成分：N2为77%，CO2为13%，H2O为5%，O2为3%～4%，SO2为0.3%，其余为一些固体微粒，因此装置的可靠性难以满足化学品船和液化气船的高要求，船的摆动对产氮效果影响大。
③ 洗涤塔内冷却水使用的海水，再则，生成的氮气含有SO2，对设备的腐蚀性很强，因而对管道材料有特殊要求。另外，洗涤塔中的滤网容易凝结，影响降温除尘的效果。
④ 日常维护非常繁琐，氮气风机每次工作完毕需及时用淡水清洗，很容易导致电机和各参数分析仪的损坏，加上腐蚀和机械的原因，易出现振动。
⑤ 对甲板水封的水位和管道敷设的要求严格。
⑥ 对操作和维护人员的要求很高。
3 不合格烟气惰性气体充注油舱产生的危害分析
3.1 烟气惰性气体品质要求
3.2 各参数超过标准成危害分析
一、水分含量超过标准危害
⑴ 有水分存在时，燃料氧化速度加快，其胶质生成量也加大。如轻质燃料油中含有水分，不但使设备增加腐蚀和降低效率，而且由于较多的含水，则使冰点升高，低温流动性能变坏，严重时会造成熄火，甚至发生机械爆炸的危险。
⑵ 油品含水，在船舶不断晃动及货油泵离心叶轮的搅动过程中，则会造成油品乳化，油品品质下降。例如润滑中含水将破坏油膜，降低润滑效果而增加磨损，同时还能腐蚀机件，加速润滑油的变质和劣化，特别是对含有添加剂较多的润滑油。
⑶ 油品含水会导致金属油舱内壁生锈。
⑷ 水分对大多数添加剂都起不良作用，能使其发生水解，产生乳化、凝聚和分离。这些坏现象致使添加剂失去作用，产生腐蚀性物质或乳化物质，直至油品报废不能使用。
二、温度超过标准危害分析
当高温烟气惰性气体进油舱，将使局部油温升高，使蒸发量增加，使得油气浓度升高，当压力升高到一定值，油气从油舱呼吸阀排出，造成一定的损失和污染；另一方面高温下，油品氧化加速，使得油品品质下降。
三、灰分超过标准造成的危害分析
灰分指的是为各种矿物元素。主要元素有Ca、Mg、K、Na、Si、P、S、Fe、AI等，此外，尚有微量元素。灰分进入原油中后可能形成沉淀，并影响原油炼化。
四、二氧化硫超过标准造成的危害分析
烟气中含有的SO2在高温的管道中会发生化学反应，生成稀硫酸蒸汽，硫酸蒸汽到达温度在120℃以下的管道时，会液化成稀硫酸，滞留在管道及设备的内表面，腐蚀这些管路及设备。当产生的硫酸进入油舱，对原油将造成污染并腐蚀油舱。
五、氧浓度超过标准造成的危害分析：
由于烟气惰性气体的作用就是将油舱的氧气含量降低到8%，如果烟气含氧量超过5%，那么将需要大量的烟气，效率下降，而且烟气对油品的污染程度大大提高。当烟气含氧量超过8%，烟气惰性气体完全达不到防燃防爆的目的。
小结
通过以上改进，烟气品质得到了可靠的保证，从而降低了原油的污染。洗涤塔内吸水材料和过滤层的更换有了明确的标准。
论文的写作是一个长期的过程，在此过程中我不断的进行修改，不断的进行研究各方面的文献，认真总结。历经了这么久的努力，终于完成了论文。在这次论文的写作的过程中，开拓了自己的思维，巩固了专业知识，提高了专业素养，收获颇丰。
参考文献
[1]吴乃华：油舱的惰性气体系统及其运用[J]；《船舶工业技术经济信息》 ；
[2]张松鹤，张金富，吴宇大型油船防爆方法和特点的分析[J]；《造船技术》 ；
[3]余晓琴，胡斌祥，徐巍，李厚明；油轮烟气惰性气体系统的主要流程设计[J] ；