第六讲 船舶惰性气体系统
船用惰性气体系统原理与应用
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。
毕业论文-惰性气体系统的应用
大连海事大学毕业论文二○一四年七月浅析“长航蓝晶”轮惰性气体系统的应用专业班级：轮机管理2010—13姓名：杨建章指导教师：轮机工程学院内容摘要摘要:按照SOLAS公约的规定,现代油船应使用惰性气体系统作为安全控制装置。
惰性气体系统在现代油船的实际操作中有着广泛的应用，例如，在货油的卸载作业期间，保持惰气的供给以防止空气进入油舱及保持油舱适当的正压。
本文主要介绍油船上惰性气体系统的组成、操作程序以及惰性气体系统对的维护管理。
关键词: 惰性气体系统组成操作程序维护管理ABSTRACT：In accordance with the regulation of SOLAS , contemporary oil tanker should make use of IGS(inert gas system) as a device of safety control . There are extensive use on practice operation of contemporary oil tankers 。
For example ，during the unloading of the cargo oil ， keep the supply of inert gas to avoid air entering the cargo oil tank and keep the proper positive pressure of the cargo oil tank . This thesis main introduce the components， operation procedure and the maintenance and management of the IGS .Keywords: IGS components operation procedure maintenance and management目录前言 (5)1惰气系统的概述及来源 (5)1。
第六讲 船舶惰性气体系统
第六讲、船舶惰性气体系统
• 一、船舶惰性气体系统功用
1、I.G.的定义：具有不与氧化合的化学稳定性的气体。如： He、Ne、Ar；氮气、二氧化碳、含氧浓度很低的空气； 烟气。 燃烧三要素：可燃物质、氧气、热源 2、惰性气体的防爆原理 防止油舱发生燃烧爆炸的三种措施： （1）控制油舱内可燃石油气的浓度：使其处于爆炸范围 外，即处于“过浓区”或“稀释区”。该法可操作性难度 大。图8-1。 （2）控制引火源的产生：不能完全防止燃烧爆炸事故的 发生。 （3）控制油舱内氧气的含量：使其小于“临界点”的值。 最有效的方法是向油舱内充注IG（惰性化）。
6）鼓风机：大容量、高静压离心式电动鼓风机。 总容量必须比货油泵总容量大 25%以上。至少设两台，配置方式： 50%+50%；100%+50%；100%+100%。 7）固定式氧气分析仪：“锆电池式”固定式氧 气分析仪。可连续测定IG中的氧气含量。测定 范围分0~5%、0~10%、0~25%三档。工作原理 如图8-20、8-21所示。 注意：使用前用标准氮气进行校准；使用中应定 时检查分析气样流量是否正确；检测元件电阻 超过1000（正常为5~100 Ω ）应更换；定期更 换活性炭滤器 图8-22。
• 三、船舶惰性气体系统的安全保护装置及操作 管理
1、安全保护装置 （1）连锁机构 （2）报警系统 （3）防止危险气体逆流到安全区域的装置 （4）防止货油舱产生高压或负压的装置 2、操作管理（操作程序）：启动前，启动顺序，运转 中，航行中，驱气，停止顺序。 3、运行中应注的问题：腐蚀问题、人身安全问题、 二次污染问题。
油船惰性气体系统资料
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。
CCS规范对惰性气体要求
惰性气体系统第6 篇第4 章钢质海船入级规范第4 章惰性气体系统第1 节一般规定4.1.1 一般要求4.1.1.1 本节要求适用于申请4.1.2 附加标志和SOLAS 公约所要求装设惰性气体系统的船舶。
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，适用于其预定的用途；(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；（3）惰性气体装置的操作手册。
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 [color=Red]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，以及载运具有同样失火危险的其他液体成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。
[/color]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、洗涤器流出物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) 对于惰性气体发生器燃油自动切断装置，针对冷却和洗涤装置的过低水压或过低水流速率，以及针对过高的气体温度等方面，应对预定的极限值进行设定；(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失效时能进行动作。
船员培训第七章第五节及第六节 置换气体惰性气体系
三、惰气系统的应用 1、 空油舱惰化。 2、 在货油的卸载作业期间，保持惰气的供给以防止空气
进入油舱及保持油舱适当的正压。 3、排压载水（特别是CBT舱和风暴压载舱的压载水）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，保持供给惰气防
止含氧量升高和舱压过低。 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，如压载舱漏
12—14%；氧占体积2—；二氧化硫 50ppm 公约要求，惰气系统要能够以任何需要的气流速率在惰气
总管中输送含氧量不超过 5%体积比的惰气；而且，除了 要对油舱除气外，任何时候都能够保持货油舱正压含氧量 不超过 8%体积比。 在某些港口，货油舱内惰气的最大含氧量可设为 5%，以 满足特定的安全要求 ，若设定了该限定值，则应在抵港前 信息交流中告知船舶。
烃气体积百分比
用惰气稀释
用空气稀释
用空气稀释临界线 用空气稀释
可燃混合气体
氧气体积百分比
二、*惰气来源和成份 1． 油船上的惰气来源： 船舶主、辅锅炉产生的烟道废气； 独立的惰气发生器； 装有二次燃烧装置的燃气轮机。 2． 惰气质量和成份 锅炉废气主要成分为氮气占体积83%；二氧化碳占体积
油时，为了保证安全，需要对该压载舱进行隔舱和充惰。
B *惰性气体系统（IGS）设备组成的设计特点
一、惰性气体系统（IGS）的主要组成和作用
压 力 感 应 器 （隔离阀）
二、* 船级社和SOLAS的要求 即使惰性气体系统已作为一个主要的安全系统安装于船舶
上，但惰性气体装置也会因为技术原因或者不正确的操作 而引起安全方面的危险。因此惰性气体系统的结构、安装 及操作都由国家管理机构和船级社做出规定。 SOLAS中的11－2章节的补充规则中62条是对惰性气体系 统的要求。 （1）除非油舱需要除气，否则不论在港口或者在海上， 系统应能保持任一个货舱的任何部位的气体中氧气的容积 含量不超过8％以及保持舱内气体正压。 （2）系统应该有以125％的最大卸货速率（以体计量）把 惰性气体输送到货舱内的能力。 （3）系统应当能够以任何要求的速率把氧气容积含量不 超过5％的惰性气体从总管输送到各货舱。
船用惰气系统
除雾器（Demister）能有效去除气体中之水分、微粒等不必之成分
4. 鼓风机（Blower）
它能将冷却后的惰气送入油舱中，依照SOLAS 1974年的规定，须
有二部鼓风机，其总输送量须为货泵抽送量125﹪以上。
5.循环阀（Recirculation Control Valve）（使惰气再一次 降温、降低压力）
液体散装货轮之惰气来源可有以下之选择：
（１）锅炉排气(flue gas) （２）以惰气产生器燃烧空气去除氧气 （３）储备经主管官署同意之不助燃气体
1. 惰气设备须能防止空气进入货舱，但在必要时（如人员必 须进入货舱时）亦能将空气送入货舱。 2. 惰气系统之惰气供应率为货泵最大能量之125﹪，并至少有 两部鼓风机能随时维持货舱中的惰气压力较舱外大气压力 为高（舱内为正压力）。 3. 惰气系统正常工作时，所输送之惰气中，含氧量不得超过 8﹪（SOLAS规定值，而船上机器通常设为5﹪），并装有 纪录器，随时纪录含氧量情形。 4. 惰气系统有适当设备，能防止舱内油气倒流往机舱或烟囱 ，以免发生意外，并在装卸控制室装置惰气主管的温度及 压力表，能由船上工作人员随时检视。
"惰气系统"(Inert Gas System)及"原油洗舱"(Crude Oil Washing) 虽分述于MARPO L与SOLAS两不同公约中； 但因使用上之相关性,故通常在一起称为IGS/COW系统。
Upper Flammable Limit 11.5%
以 上 时
油 和 空 气 混 和 在 1.5% Lower Flammable Limit, L.F.L 以 下
惰气系统是利用燃烧锅炉所产生的废气，如果是柴油机船 ，船上所用的锅炉较小所产生的废气量不足，必须使用特殊 的惰气产生器(Inert Gas Generator)以产生相当数量之惰气。 4. 油轮为控制货舱内油泥的再挥发或油气产生爆炸危险及累 积所造成舱底管路之阻塞防止海水污染等依据MARPOL公 约规定,货油舱必须周期性以固定之原油洗舱系统冲洗。 联合国海事组织修订海上人命安全公约SOLAS第II-2章D部 份规定两万吨以上的油轮必须安置"惰气系统",并规定除了 必须之除油气情况外,货舱内应随维持惰化之状况。
惰性气体系统中国船级社
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。
油轮惰性气体系统的调试及故障分析
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。
惰气系统介绍-孙新民
2.点火失败 检查燃/油燃气压力 检查风机风压力 检查点火泵启动状态，油压 检查火焰传感器校正 检查点火电极 检查点火喷嘴脏堵情况 燃气模式调整燃气控制阀的初始 开度
3.甲板水封压力低 调整甲板水封泵出口至排舷外的 阀开度 现场确认液位，是否误报警
此外，在控制 箱里的燃气管 线上还有温度 传感器、流量 计、阻火器。 控制箱内设有 加热器、可燃 气探头。
为了保证全， 防止箱内管线 泄漏出燃气聚 集，在惰气集 装箱顶配有两 台抽风机，一 用一备，连续 运转，负责将 控制箱内气体 排到安全域。
燃气排气风机
含氧分析仪
现场控制盘 – LCP 1052
检查燃油油柜液位是否正常； 检查燃油柜出口关断阀，进入惰气发生器前的燃油手动阀， 燃油泵及点火油泵ABC的进出口手动阀是否处于开启位置。
惰气操作
检查燃油管线是否存在泄漏。 检查风机隔离开关，燃油泵ABC的隔离开关，惰 气间通风风机隔离开关，燃气控制箱的气体引出风 机隔离开关全部在AUTO位置。 检查惰性气体发生器装置，包括柴油系统、天然 气系统和洗涤系统等，它们的设备、管系和阀门等 是否完好，并检查调整好参数整定值； 燃气模式启动前: 检查燃气管线及阀门是否存在泄露 给燃气管线放凝析液（有两处SDV7224和橇 下） 打开氮气瓶出口阀，确保氮气供给 （瓶内压 力不 低于5MPa，出口压力不低于1.5MPa） 打开燃气控制柜前的手动阀
惰气用途
通过燃料燃烧消耗空气中的氧气含量（含氧 量5%以下），产生惰气，充入原油储存舱， 各生产工艺舱等，使原油等介质与空气隔离 开，起到防火、防爆作用；
由于舱中无氧气也起到防腐的作用； 在外输时，补偿油舱内压力，防止空气进入
大舱，保护大舱由于真空大而被吸瘪变形！
船用惰性气体系统原理与应用
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。
第八章 船舶惰性气体系统(IGS)(8)
• 按图8-2中GM1线变化，这样在装油的任何时期气体 状态都不会进入“爆炸范围”。 • 5 清洗油舱时惰性气体的充注 • 许多油船爆炸事故发生在洗舱时，这时由于洗舱喷射 高速流动的水或油，可能将舱内构件冲击下落碰撞产 生火花，或者由于喷射液流产生静电引起油气燃烧而 发生爆炸事故。因此，开始清洗油舱以前，必须测定 所有要清洗的油舱内氧气浓度，确认氧气浓度在8%以 下，根据使用的洗舱形式不同按下述两种方法冲入惰 性气体。 • 1）使用固定式洗舱机 2）用移动式洗舱机水洗舱
• (2)控制引火源的产生。控制火源一直是油船极为重视 的控制燃烧爆炸事故的措施，但它有许多不定因素， 存在很多不可预见情况，特别是由于静电放电产生的 引火源而发生的燃烧爆炸事故，屡见不鲜。因此，单 纯依靠控制引火源的产生，并不是最安全可靠的措施， 不能完全防止油船发生燃烧爆炸事故。 • (3)控制油舱内氧气含量。如图8-1所示，如能使油舱 内氧气含量保持在“临界点以下”，使舱内气体状态 处于“缺氧区”，这样无论可燃气浓度处于何种状态， 有引火源也不会产生燃烧爆炸。所以，最简单也最容 易实现的办法，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“临界点” 以下，这样就可保证油船在任何营运状态下，油舱内 气体氛围均处于安全区。
• 海水的温度。 • 脱硫：尽可能除去烟气中硫的氧化物（SO2、SO3）， 设计标准要求脱硫率应为90%-95%。
• 除尘：尽量除去烟气中的烟尘等固体杂质，除尘率 90%以上。 • 3 除湿器 • 用于去除洗涤塔排气中的水滴。 • 4 甲板水封
• 是为防止货油舱内可燃性气体，逆流到洗涤塔和锅炉 内的安全装置。 • 5 压力/真空切断阀 • 是惰性气体系统中尉保护货油舱个管路，免遭过高的
油船惰性气体系统
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。
惰性气体系统
第9章惰性气体系统第1节 一般规定9.1.1 适用范围9.1.1.1为了防止爆炸的发生，浮式装置上的原油舱应由符合本章规定的惰性气体系统进行保护。
当浮式装置上设有双壳体时，双壳体间应能进行惰化、驱气和除气。
9.1.1.2 在本章提到的“原油舱”一词，均包括污油水舱和生产水舱在内。
9.1.2 一般要求9.1.2.1 惰性气体系统应能:(1) 降低每一原油舱内大气含氧量，使舱内大气达到不能支持燃烧的程度而使原油舱惰性化；(2) 在营运中保持原油舱内任何部分的大气含氧量(以体积计)不超过8%，并处于正压状态；(3) 在正常作业中，空气不应进入原油舱；(4) 驱除空油舱内的碳氢气，使其后的除气过程中，原油舱内不致形成可燃气体。
9.1.2.2 惰性气体可以是主、辅锅炉排出的经过处理的烟气，也可以是惰性气体发生装置产生的气体或能达到等效安全标准的其他气体。
不准使用二氧化碳贮存系统，除非本社确信系统本身产生的静电引爆危险已降至可接受的程度。
9.1.2.3 锅炉烟道出口至烟气洗涤器的惰性气体供应总管上，应装设隔离阀。
该阀应设有显示开闭状态的指示装置，并与锅炉吹灰器之间设有连锁装置或其他有效装置，以防止当隔离阀打开时锅炉吹灰器工作。
此外，还应设有此阀的吹洗设施，使阀座上不沾污烟灰，保持气密。
9.1.2.4 惰性气体系统至少应能以浮式装置的最大卸油率的125%的速率(以体积计)向原油舱输送惰性气体。
9.1.2.5 惰性气体总管上惰性气体的含氧量(以体积计)应不超过5%。
9.1.2.6 浮式装置上应备有惰性气体系统维护保养和安全操作说明书。
9.1.3 设备布置要求9.1.3.1 惰性气体发生器、洗涤塔、鼓风机、惰性气体调节阀应设在安全区。
9.1.3.2 惰性气体总管上的止回装置应设在原油区域甲板上。
9.1.4 试验9.1.4.1 惰性气体受压管路应在车间以1.5倍设计压力进行液压试验，装船后以1.25倍设计压力进行密封试验。
船舶惰性气体系统的实际操作检查
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。
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• 四、惰性气体系统的试验
管路系统耐压漏泄试验、安全报警及 控制装置工作试验、充注惰性气体试验、 驱气试验。
• 三、船舶惰性气体系统的安全保护装置及操作 管理
1、安全保护装置 （1）连锁机构 （2）报警系统 （3）防止危险气体逆流到安全区域的装置 （4）防止货油舱产生高压或负压的装置 2、操作管理（操作程序）：启动前，启动顺序，运转 中，航行中，驱气，停止顺序。 3、运行中应注意的问题：腐蚀问题、人身安全问题、 二次污染问题。
8）泄放排气阀压力指示控制器：自动调节惰气风机 排气压力，使惰气供气压力保持恒定。如图8-23所 示。 操作程序：自动控制；手动遥控操作。 9）惰性气体主供气阀压力记录控制器：维持甲板主 管压力的恒定，并且根据设定压力自动调节惰气 主阀开度，从而控制惰气流量。如图8-24所示。 操作程序：向货油舱充注惰性气体；除气。
(4) 装油前惰性气体的充注 开始装油时若舱内含氧大于11.5%，G1点， G1M5线经危险区；因此装油前，油舱内必须 充满惰性气体（含氧8%以下），G点：GM1 线处于危险区外。 （5）清洗油舱时惰性气体的充注 应连续向舱内充注惰性气体，保持正压，舱 内含氧浓度在8%以下。 （6）驱气作业时惰性气体的充注 首先用惰性气体置换舱内的石油气，当油气 浓度降到4%以下时（M6点），再用新鲜空气 置换，舱内气体状态变化线：M3--M6--C。
4）甲板水封：防止货油舱内可燃性气体逆流的 安全装置（单向阀）。 工作原理如图8-12所示。注意：水封水量要 保证进气管内能达到有效的水封高度；水封水 柱高度必须大于呼吸阀和压力/真空切断阀设定 的压力水柱高度。 举例：湿式 图8-13；半干式 图8-14、图8-15； 干式 图8-16、图8-17、图8-18。 5）压力/真空切断阀：防止货油舱和管路正压或 负压过高的安全设备。图8-19 （正压： 1400~1600毫米水柱、负压：—700毫米水柱）
• 二、船舶惰性气体系统组成及工作原理
1、惰性气体系统类型 1） “烟道气”式惰性气体系统 利用锅炉排气经冷却、脱硫、洗涤后得到IG。 组成：组成及流程如图8-3所示。 特点：经济，供气量大，含氧一般在4%以下；IG 含SO2和烟尘，IG 含 氧量受锅炉负荷的影响较大。 2） 惰性气体发生装置 用专门的IG发生器，燃烧煤油等液体燃料得到IG。 组成：如图8-4所示。 特点：含氧低（0.1%），SO2、烟尘少；经济性 差，造价高。
第六讲、船舶惰性气体系统
• 一、船舶惰性气体系统功用
1、I.G.的定义：具有不与氧化合的化学稳定性的气体。如： He、Ne、Ar；氮气、二氧化碳、含氧浓度很低的空气； 烟气。 燃烧三要素：可燃物质、氧气、热源 2、惰性气体的防爆原理 防止油舱发生燃烧爆炸的三种措施： （1）控制油舱内可燃石油气的浓度：使其处于爆炸范围 外，即处于“过浓区”或“稀释区”。该法可操作性难度 大。图8-1。 （2）控制引火源的产生：不能完全防止燃烧爆炸事故的 发生。 （3）控制油舱内氧气的含量：使其小于“临界点”的值。 最有效的方法是向油舱内充注IG（惰性化）。
6）鼓风机：大容量、高静压离心式电动鼓风机。 总容量必须比货油泵总容量大 25%以上。至少设两台，配置方式： 50%+50%；100%+50%；100%+100%。 7）固定式氧气分析仪：“锆电池式”固定式氧 气分析仪。可连续测定IG中的氧气含量。测定 范围分0~5%、0~10%、0~25%三档。工作原理 如图8-20、8-21所示。 注意：使用前用标准氮气进行校准；使用中应定 时检查分析气样流量是否正确；检测元件电阻 超过1000（正常为5~100 Ω ）应更换；定期更 换活性炭滤器 图8-22。
3） 组合式惰性气体系统
前两者串联起来使用。将含氧量大于13% 的柴油机或辅助锅炉的排气供入燃烧 室，与燃 料混合再燃烧，产生含氧量小于5%的IG。系 统组成如 图8-5所示。三种类型惰性气体装置 产生的IG成分如表8-1。
2、惰性气体系统主要设备的结构及工作原 理
1）烟气抽气阀：可在控制室遥控的截止阀。其工 作环境恶劣，是检修重点。 2）洗涤塔：对IG进行冷却、脱硫、除尘。原理： 靠气体与液体的直接接触。 船用洗涤塔结构有两种类型： 图8-6 填充式 洗涤塔； 喷雾式洗涤塔图8-7 、图8-8。 3）除湿器：去除洗涤塔排气中的水滴，减少油舱 酸腐蚀。要求除湿率达99%。 常用的除湿器有3种：过滤式 图8-9、旋流式舶各种营运状态下惰性气体充注效果 (1) 卸油时惰性气体的充注 M1---卸前充满IG、M2---卸前未充IG,卸油过 程未补充 IG---M1C、M2C；卸油过程补充 IG （含氧浓度8%）---M1G。图8-2。 (2) 航行中惰性气体的补充 空气倒流：M1C,应根据需要向舱内充入惰性 气体，保证氧浓度在8%以下。 (3) 货油舱内压入和排出压载水时惰性气体的充注 A. 压载水排出时：开始排水时，舱内气体状态 处于M3点，M3C线经危险区。因此，排水时应不 断充注IG，使气体状态沿M3G变化。 B. 压载水压入时：保持在M3点，不需充入惰性 气体。