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穿梭油轮气体探测系统的设计与安装.pdf
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1、37第37 卷第1期交流中技国修船穿梭油轮气体探测系统的设计与安装张建方(舟山中远海运重工有限公司,浙江舟山316131)摘要:为保证穿梭油轮在海上航行和船员作业时的安全,相关海事规范和公约通常要求船上配备气体探测系统,对挥发到空气中的可燃气体、有毒气体或氧气的浓度实现本地和远程监测。文章通过实船应用,根据气体探测系统的原理、传感器的形式以及规范要求,介绍了穿梭油轮气体探测系统的设计要求和安装要领,为穿梭油轮气体探测系统的设计、选型和安装提供了技术支持,以实现穿梭油轮海上安全作业的目的。关键词:穿梭油轮;气体探测系统;传感器;取样管中图分类号:U672文献标志码:Adoi:10.13352/j
2、.issn.1001-8328.2024.01.009Abstract:In order to ensure the safety of shuttle tankers during sea trips and crew operations,relevant mari-time regulations and conventions usually require the ship to be equipped with a gas detection system,to achievelocal and remote monitoring of combustible gas,toxic
3、gas,or concentration of oxygen volatilizing into the air.Thispaper introduces the design requirements and key installation points of the gas detection system of shutle tankersaccording to the principle of the gas detection system,the form of the sensor,and the regulation requirementsthrough actual s
4、hip application,to provide technical support for the design,selection,and installation of the gasdetection system for shuttle tanker and ensure the safety operation of shuttle tankers during sea trips.Key words:shuttle tanker;gas detection system;sensor;sampling tubes随着全球经济的高速发展,能源的需求量逐渐增大,海上石油的开采也一
5、直处于较高水平,这种经济现状强有力地推动了海上石油工业的发展。许多新的大型海上油田不断被发现,穿梭油轮由于其储油、运输、装载和卸载的优势,成为快速、经济、有效地开发海上油田不可或缺的装置。石油是一种由多种物质组成的混合物,其中含有多种碳氢和硫化氢化合物,部分碳氢和硫化氢化合物的挥发性比较强,很容易形成可燃性和有毒性的蒸汽。当可燃性的气体与空气中的氧气混合并达到一定的浓度时,在遇到明火的情况下就会发生爆炸。引起爆炸的可燃气体最低体积分数为爆炸下限(LEL),为将油轮上爆炸的概率降到最低,通常会向油舱注人惰性气体,用于降低油气和氧气的含量比。由于石油的持续挥发性问题,需要利用气体探测系统反复地测量
6、,从而掌握可燃性气体和有毒性气体体积百分数的即时变化情况,以便采取应对措施将可燃和有毒气体体积分数控制在安全范围内。1穿梭油轮气体探测系统的设计鉴于气体探测系统在穿梭油轮上对于人员及船舶安全的重要作用,本文参照某船厂建造的154000DWT穿梭油轮实船应用,介绍穿梭油轮气体探测系统的设计。1.1气体探测系统的原理气体探测系统是气体泄漏检测报警系统。当环境中可燃或有毒气体泄漏时,检测到气体体积作者简介:张建方(19 8 4-),男,山东菏泽人,工程师,大学本科,主要从事轮机设计工作。382024年2 月交流中国修船百分数达到爆炸或中毒报警器设置的临界点时,气体探测报警器就会发出报警信号,以提醒工
7、作人员采取安全措施,并驱动排风、切断、喷淋系统,防止发生爆炸、火灾、中毒事故,从而保障船员及船舶安全。可燃气体和有毒气体体积百分数量程及报警值如表1所示,量程和报警值可以根据设计规格书或船东要求进行调整表1可燃气体和有毒气体体积百分数量程及报警值%气体量程一级报警点二级报警点HC02.10.210.63020251719H,S00.0050.0010.00151)气体探测系统分类。穿梭油轮上气体探测系统分为抽气式气体取样探测和传感器式气体探测2 种。(1)抽气式气体取样探测。工作原理:吸气泵通过取样管从被保护区内连续采集空气样品放人探测器,空气样品经过过滤器组件滤去灰尘颗粒后进入气体分析单元,
8、经过气体分析单元分析,完成信号转换,显示器显示气体体积百分数值及其报警等级。气体探测设备应设计为从每个被保护处所内的每一取样管路进行取样和分析,相继间隔不超过30 min。(2)传感器式气体探测。按传感器划分主要有催化燃烧式传感器、电化学传感器、红外传感器、半导体传感器和光离子传感器。几种传感器的主要工作原理如下:催化燃烧式传感器属于高温传感器,其工作原理是利用可燃气体燃烧带来热量的原理,提高铂线圈温度,产生电阻变化。根据电阻变化的大小获得可燃气体的体积百分数值。电化学传感器属于精密型传感器,其工作原理是利用被测气体的还原性和氧化性,电子在化学反应过程中被释放吸收,大量电子形成电流,电流大小与
9、被测气体体积百分数成正比。通过这些反应,可以区分气体的成分和体积百分数。红外传感器属于精密型传感器,其工作原理是利用被测气体对红外线的不同吸收程度形成特征和吸收峰,通过红外光敏器件上电流的大小获得可燃气体的体积百分数。半导体传感器,其工作原理是利用金属氧化物半导体材料在特定温度下吸附气体使其电阻值发生变化,根据电阻值的变化就能检测气体的体积百分数。光离子传感器,其工作原理是利用高能紫外线电离被测气体,在极板上形成电流,通过电流大小获得气体体积百分数。2)气体探测系统选用。气体探测系统需要根据实船设计需要以及设计规格书的要求,选取合适的气体探测系统,该船选取传感器式气体探测系统,传感器选用催化燃
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