[背景]受部海事局委托,中國船級社武漢規(guī)范研究所完成了《天然氣燃料動力船規(guī)范》的編制工作,并于2013年9月1日生效,替代CCS《氣體燃料動力船檢驗指南》(2011)。該規(guī)范旨在滿足國內(nèi)LNG燃料動力船的建造和改裝等發(fā)展需要,是國內(nèi)首部以天然氣燃料作動力的船舶技術(shù)規(guī)范。該規(guī)范是在CCS《氣體燃料動力船檢驗指南》(2011)的基礎(chǔ)上,按照目標(biāo)型標(biāo)準(zhǔn)(GBS)和風(fēng)險評估理念而制定的針對以天然氣燃料(CNG/LNG)作動力的鋼質(zhì)船舶規(guī)范。
(續(xù)上期)
8.1.1 一般要求
8.1.1.1 本章提及的A類機(jī)器處所,對內(nèi)河船舶而言,指設(shè)有主機(jī)、輔機(jī)、鍋爐、燃油裝置等設(shè)備的機(jī)器處所。
8.1.1.2 就防火而言,氣體壓縮機(jī)室和氣泵室(如設(shè)有)應(yīng)視為A類機(jī)器處所,滿足相應(yīng)的防火要求。
8.1.1.3 氣體壓縮機(jī)室和氣泵室(如設(shè)有)應(yīng)滿足本社《散裝運(yùn)輸液化氣體船舶構(gòu)造與設(shè)備規(guī)范》中對貨物壓縮機(jī)艙和貨泵艙的滅火要求。
8.2.1 氣罐
8.2.1.1 氣罐位于開敞甲板時,面向氣罐的起居處所、服務(wù)處所、貨物處所、機(jī)器處所和控制站的限界面應(yīng)采用A-60級防火墻。此種隔熱應(yīng)延伸至駕駛甲板底面,或艙壁實(shí)際高度。
8.2.1.2 圍蔽/半圍蔽處所內(nèi)的氣罐
(1)當(dāng)氣罐處所、氣罐連接處所與A類機(jī)器處所及其他具有較大失火危險的處所之間采用隔離艙進(jìn)行隔離時,則應(yīng)在靠近A類機(jī)器處所及其他較大失火危險處所的一側(cè)采用“A-60”級防火分隔。對于真空絕熱C型氣罐,當(dāng)未設(shè)置隔離艙時,氣罐連接處所及其通風(fēng)管道、氣罐處所與A類機(jī)器處所及其他具有較大失火危險的處所之間應(yīng)采用“A-60”級防火分隔。
(2)氣罐連接處所及其通風(fēng)管道、氣罐處所與本章8.2.1.2(1)中所述處所以外的其他處所相鄰時,應(yīng)采用“A-60”級防火分隔。但與空艙、衛(wèi)生間及類似處所相鄰時,其防火分隔可降至“A-0”級。
8.2.2 充裝站
8.2.2.1 圍蔽/半圍蔽的充裝站與其他相鄰處所之間的限界面應(yīng)采用“A-60”級防火分隔,但與空艙、衛(wèi)生間及類似處所相鄰時,其防火分隔可降至“A-0”級。
8.2.2.2 位于開敞甲板的充裝接頭
(1)面向充裝接頭的起居處所、服務(wù)處所、貨物處所、機(jī)器處所和控制站,沿充裝接頭左右方向至少10m距離內(nèi)的限界面應(yīng)采用“A-60”級防火分隔,該范圍內(nèi)艙壁的隔熱沿高度應(yīng)延伸至駕駛室甲板底面,或艙壁實(shí)際高度。
(2)當(dāng)沿充裝接頭左右方向的艙壁實(shí)際長度不足10m時,“A-60”級防火分隔可以艙壁實(shí)際長度為限。
(3)當(dāng)充裝接頭與上述處所艙壁的垂向間距大于10m時,其防火分隔可降至“A-0”級。
(4)當(dāng)不同朝向的艙壁均面向充裝接頭時,以上要求仍然適用。
(5)當(dāng)充裝接頭位于上層建筑和甲板室的凹陷部位時,若凹陷深度不超過1m,仍視為開敞甲板布置。
8.2.3 發(fā)動機(jī)機(jī)器處所
8.2.3.1 當(dāng)布置為多個含有發(fā)動機(jī)的機(jī)器處所,且處所間采用單艙壁進(jìn)行分隔時,該艙壁應(yīng)采用“A-60”級防火分隔。
8.3.1 水滅火系統(tǒng)
8.3.1.1 應(yīng)至少安裝兩臺消防泵,每臺消防泵的排量和壓力應(yīng)確保在任何消火栓處維持至少2股水柱,并保證每股水柱的射程不小于12m。
8.3.1.2 若消防泵的排量和壓力足以同時操作所需數(shù)目的消火栓和本章8.3.2所述的水霧系統(tǒng),則水霧系統(tǒng)可以是消防總管的一部分。
8.3.1.3 氣罐布置在開敞甲板時,消防總管應(yīng)安裝隔離閥以隔離管內(nèi)損壞區(qū)域。對消防總管破損部分的隔離不應(yīng)影響被隔離的管段前面的消防管路。
8.3.1.4 所有的消防水槍應(yīng)為帶開關(guān)的兩用型(水柱/水霧型)。
8.3.2 水霧系統(tǒng)
8.3.2.1 應(yīng)安裝水霧系統(tǒng)用于冷卻、防火以及船員防護(hù),水霧系統(tǒng)除應(yīng)覆蓋位于甲板上方的氣罐的暴露部分外,還應(yīng)覆蓋面向該氣罐的上層建筑和其他甲板室的限界面,但當(dāng)這些限界面與氣罐的距離大于或等于5m時,可不必覆蓋。
8.3.2.2 水霧系統(tǒng)應(yīng)設(shè)計成可覆蓋上述所有區(qū)域,其噴水率對水平防護(hù)表面為10L/min·m2,對垂直防護(hù)表面為4L/min·m2。
8.3.2.3 為了隔離破損區(qū)域,水霧總管上應(yīng)每隔一段合適的距離安裝一個截止閥,或者將該系統(tǒng)分為兩個或多個區(qū)域,并將控制閥設(shè)在安全且易到達(dá)的位置,該位置不會因火災(zāi)而切斷。
8.3.2.4 水霧系統(tǒng)供給泵的排量應(yīng)足以能將所要求的水量輸送到所有被保護(hù)的區(qū)域。
8.3.2.5 管路連接到船舶消防總管前應(yīng)設(shè)置截止閥。
8.3.2.6 水霧系統(tǒng)供給泵的起動和水霧系統(tǒng)主要控制閥的操作位置,應(yīng)位于易到達(dá)之處,該位置不會因被保護(hù)區(qū)域內(nèi)發(fā)生火災(zāi)而被阻斷。
8.3.2.7 應(yīng)配備認(rèn)可型的水霧噴嘴,其布置應(yīng)保證其所噴射的水在被保護(hù)區(qū)域內(nèi)均勻有效分布。
8.3.3 干粉滅火系統(tǒng)及滅火器
8.3.3.1 氣罐位于開敞甲板時,在氣罐附近應(yīng)至少設(shè)置2具容量不少于5kg的手提式干粉滅火器。
8.3.3.2 LNG氣罐位于圍蔽或半圍蔽處所內(nèi)時,在氣罐處所入口處應(yīng)至少設(shè)置1具容量不少于5kg的手提式干粉滅火器。
8.3.3.3 充裝站應(yīng)設(shè)置固定式干粉滅火系統(tǒng)或大型推車式干粉滅火設(shè)備,其應(yīng)覆蓋所有可能的泄漏點(diǎn)。其滅火能力應(yīng)至少確保能以不低于3.5kg/s的速率釋放45s。系統(tǒng)的布置應(yīng)使其能從安全位置手動釋放。
對兩舷均設(shè)有充裝站的船舶,固定式干粉滅火系統(tǒng)或大型推車式干粉滅火設(shè)備應(yīng)能覆蓋左右兩舷的充裝站。
8.3.3.4 充裝站附近還應(yīng)至少設(shè)置1具容量不少于5kg的手提式干粉滅火器。
8.3.3.5 在氣體燃料發(fā)動機(jī)附近及其所在機(jī)器處所的入口處,應(yīng)至少各設(shè)置1具容量不小于5kg的手提式干粉滅火器。
8.4.1 探火
8.4.1.1 在氣罐處所、設(shè)有氣體燃料發(fā)動機(jī)的機(jī)器處所及氣體壓縮機(jī)室和氣泵室應(yīng)安裝認(rèn)可型的固定式自動探火和失火報警系統(tǒng)。
8.4.1.2 固定式自動探火和失火報警系統(tǒng)中不應(yīng)僅設(shè)置煙霧探測器。
8.4.1.3 當(dāng)不具備識別單個探測器的功能時,每個探測器應(yīng)設(shè)置成單個的環(huán)路。
8.4.2 報警和安全措施
8.4.2.1 以上處所探測到火災(zāi)后,應(yīng)采取本規(guī)范第10章表10.4.1.1(2)中所列出的安全措施,且應(yīng)自動停止通風(fēng)并關(guān)閉擋火閘。
9.1.1 危險區(qū)域劃分
9.1.1.1 為便于選擇適當(dāng)?shù)碾姎庠O(shè)備和設(shè)計合適的電氣裝置,將危險區(qū)域分為0區(qū)、1區(qū)和2區(qū)。本章未作定義的開敞甲板和其他處所的氣體危險區(qū)域應(yīng)按本社接受的標(biāo)準(zhǔn)確定。
9.1.1.2 0區(qū)包括:氣罐的內(nèi)部、用于氣罐壓力釋放或其他透氣系統(tǒng)的任何管路的內(nèi)部、內(nèi)含氣體燃料的管路和設(shè)備的內(nèi)部。
9.1.1.3 1區(qū)包括:
(1)氣罐連接處所;
(2)氣體燃料壓縮機(jī)室、氣泵室;
(3)距離氣罐連接處所出口、氣體或蒸氣出口、主氣體燃料閥、其他氣體閥、氣體管法蘭、1區(qū)通風(fēng)出口、因溫度變化產(chǎn)生的少量氣體或蒸氣混合物的氣罐壓力釋放口等3m以內(nèi)的開敞甲板上的區(qū)域或甲板上的半圍蔽處所;
(4)距離氣體燃料壓縮機(jī)室和氣泵室入口、氣體燃料泵和壓縮機(jī)艙通風(fēng)進(jìn)口以及通向1區(qū)的其他開口1.5m以內(nèi)的開敞甲板上的區(qū)域或半圍蔽處所;
(5)開敞甲板上的包括氣體燃料充裝總管閥的防溢擋板以內(nèi)及擋板向外延伸3m、并不高于甲板以上2.4m的處所;
(6)氣體燃料管路所在的圍蔽或半圍蔽處所,例如氣體燃料管路周圍的管道、半圍蔽的充裝站;
(7)在正常操作情況下ESD防護(hù)式機(jī)器處所視為氣體安全處所,但當(dāng)出現(xiàn)氣體泄漏時,該處所變?yōu)?區(qū)。
9.1.1.4 2區(qū)包括:1區(qū)外1.5m范圍內(nèi)所包含的開敞區(qū)域或半圍蔽處所、氣閘內(nèi)部區(qū)域,布置在開敞區(qū)域的單層氣罐外表面2.4m范圍的區(qū)域。
9.1.1.5 開敞甲板上具有開口通向鄰近危險區(qū)域的住所,可通過采取過壓措施使之成為較低等級的危險區(qū)域或安全區(qū)域。
9.1.1.6 通風(fēng)管道的危險等級應(yīng)與通風(fēng)處所相同。
9.1.2 危險區(qū)域內(nèi)電氣設(shè)備和電纜
9.1.2.1 電氣設(shè)備、電纜不應(yīng)安裝在危險處所內(nèi)。由于操作需要不可避免時,則應(yīng)根據(jù)本社可接受的標(biāo)準(zhǔn)選擇合格防爆電氣設(shè)備。防爆設(shè)備的防爆類別和溫度組別應(yīng)不低于IIA,T2。各類不同危險區(qū)域內(nèi)允許安裝的電氣設(shè)備如下:
(1)可用于0區(qū)的設(shè)備
a)本質(zhì)安全型設(shè)備“ia”;
b)包含在本質(zhì)安全“ia”電路中的簡單電氣設(shè)備和元件(如熱電偶、光電管、壓力計、接線盒、開關(guān)等),但儲存和產(chǎn)生電能不超過IEC60079-14所規(guī)定的極限值;
注:應(yīng)考慮設(shè)備絕緣的完整性,塑料和輕金屬制作的裝置和元件的適宜性和設(shè)備(開關(guān)、插頭插座、接線端子除外)的最高表面溫度等。依靠限制裝置將剩余電壓和電流限制在IEC60079-14所規(guī)定的范圍內(nèi)的設(shè)備不應(yīng)界定為簡單設(shè)備。
c)其他經(jīng)主管機(jī)關(guān)認(rèn)可的特別設(shè)計的適合0區(qū)的其他設(shè)備;
d)潛入式燃料泵(電機(jī)至少有兩種在低液位時自動停機(jī)的手段)。泵的構(gòu)造和安裝應(yīng)能使其在不潛入或在空氣中時不能帶電工作。
(2)可用于1區(qū)的設(shè)備
a)可在0區(qū)使用的設(shè)備;
b)本質(zhì)安全型設(shè)備“ib”;
c)包含在本質(zhì)安全“ib”電路中的簡單電氣設(shè)備和元件(如熱電偶、光電管、壓力計、接線盒、開關(guān)等),但儲存和產(chǎn)生電能不超過IEC60079-14所規(guī)定的極限值;
d)隔爆型設(shè)備“d”;e)正壓型設(shè)備“p”;
注:當(dāng)保護(hù)氣體和/或正壓值低于規(guī)定值時,應(yīng)滿足IEC60079-2的要求,自動切斷設(shè)備。
f)增安型設(shè)備“e”;
注:3kV及以上的感應(yīng)式電動機(jī)應(yīng)設(shè)置附加保護(hù)(如啟動前先凈化),防止產(chǎn)生間隙火花。
g)澆封型設(shè)備“m”;
h)充沙型設(shè)備“q”;
i)油浸型設(shè)備“o”,僅在需要并經(jīng)過主管機(jī)關(guān)批準(zhǔn)時使用;
j)特別認(rèn)可型設(shè)備“s”;
k)電測深儀或計程儀傳感器、外加陰極保護(hù)系統(tǒng)的陽極或電極,這些設(shè)備均應(yīng)安裝于氣密的外殼內(nèi),氣密性應(yīng)經(jīng)本社認(rèn)可;
l)路經(jīng)電纜。
(3)可用于2區(qū)的設(shè)備
a)可在1區(qū)使用的設(shè)備;
b)經(jīng)特別測試證明適合2區(qū)的設(shè)備,如“n”型設(shè)備;
c)正常操作不產(chǎn)生火花、電弧和熱點(diǎn)的設(shè)備。9.1.2.2 安裝在ESD防護(hù)式機(jī)器處所內(nèi)的電氣設(shè)備應(yīng)滿足下列要求:
(1)安裝在1區(qū)的火災(zāi)探測及報警設(shè)備、碳?xì)浠衔锾綔y器探測及報警裝置、照明裝置和風(fēng)機(jī)均應(yīng)為合格防爆型。
(2)如果在機(jī)器處所內(nèi)探測到可燃?xì)怏w濃度超過40%LEL時,該處所內(nèi)所有不適用于1區(qū)的電氣設(shè)備(包括氣體燃料發(fā)動機(jī))均應(yīng)自動切斷。
9.1.2.3 電纜穿越氣體危險區(qū)域的甲板或艙壁時,應(yīng)保持甲板或艙壁原有的密性。
9.2.1 一般要求
9.2.1.1 氣體燃料發(fā)動機(jī)電控系統(tǒng)及氣體燃料控制系統(tǒng)均應(yīng)由兩路電源供電,其中,一路為主電源供電,一路為蓄電池電源供電。當(dāng)主電源失效時,應(yīng)能自動轉(zhuǎn)換為蓄電池電源供電。蓄電池電源的供電時間應(yīng)不低于本社相關(guān)規(guī)范要求應(yīng)急電源供電的時間。當(dāng)船舶僅以蓄電池作主電源時,氣體燃料發(fā)動機(jī)電控系統(tǒng)及氣體燃料控制系統(tǒng)應(yīng)由兩路主電源供電。
10.1.1 一般要求
10.1.1.1 在燃料充裝總管的截止閥和通岸接頭之間、氣泵或壓縮機(jī)排放管路和燃料管路上均應(yīng)安裝就地顯示的壓力表。10.1.1.2 氣罐連接處所內(nèi)的污水阱(如設(shè)有)應(yīng)裝有液位指示器和溫度傳感器;且應(yīng)設(shè)置高液位報警裝置。當(dāng)監(jiān)測到污水阱低溫時應(yīng)自動關(guān)閉氣罐主閥。
10.2.1 氣罐
10.2.1.1 氣罐應(yīng)按照本社《散裝運(yùn)輸液化氣體船舶構(gòu)造與設(shè)備規(guī)范》的相關(guān)要求進(jìn)行液位監(jiān)測和溢流控制。10.2.1.2 每一氣罐至少應(yīng)設(shè)置就地顯示的壓力表、液位表,以及在駕駛室或控制室或有人值班的位置顯示的壓力表、液位表。壓力表上應(yīng)清晰標(biāo)明氣罐允許的最高壓力和最低壓力。此外,高壓報警、低壓報警(如適用)、高液位報警、低液位報警應(yīng)安裝在駕駛室或控制室或有人值班的位置。高壓報警在達(dá)到壓力釋放閥調(diào)定壓力之前警報應(yīng)鳴響。
10.2.1.3 在充裝控制位置應(yīng)設(shè)有顯示氣罐內(nèi)LNG燃料溫度的儀表。
10.2.2 氣體燃料壓縮機(jī)
10.2.2.1 應(yīng)在駕駛室和機(jī)艙設(shè)有針對氣體燃料壓縮機(jī)進(jìn)氣低壓、排氣低壓、排氣高壓和運(yùn)行故障的聽覺和視覺報警。
10.2.3 熱交換器
10.2.3.1 當(dāng)發(fā)生本規(guī)范第4章4.4.2所述的故障時,應(yīng)在駕駛室和機(jī)艙有人值班的位置發(fā)出聽覺、視覺報警。
10.2.4 氣體燃料發(fā)動機(jī)
10.2.4.1 除應(yīng)滿足本社相關(guān)規(guī)范對柴油機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的要求外,還應(yīng)在駕駛室、機(jī)艙集控室和操縱臺為如下操作設(shè)置指示器:
(1)發(fā)動機(jī)工作狀態(tài)(單一氣體燃料發(fā)動機(jī));
(2)發(fā)動機(jī)工作狀態(tài)和工作模式(雙燃料發(fā)動機(jī))。
10.3.1 一般要求
10.3.1.1 增強(qiáng)安全型機(jī)器處所應(yīng)符合本規(guī)范第3章3.1.4的相關(guān)要求,其余處所應(yīng)符合下述要求:
(1)固定式可燃?xì)怏w探測器應(yīng)根據(jù)氣體燃料系統(tǒng)的實(shí)際布置,按照本章表10.3.1.1所規(guī)定的處所進(jìn)行安裝。各處所內(nèi)探測器的數(shù)量應(yīng)根據(jù)處所的尺寸、布置以及通風(fēng)予以考慮,但應(yīng)不少于本章表10.3.1.1規(guī)定的最低要求。如所使用的固定式可燃?xì)怏w探測器具有自檢功能,各單獨(dú)處所內(nèi)所安裝的獨(dú)立探測器最小數(shù)目可降為1套。
表10.3.1.1 固定式可燃?xì)怏w探測器的最小安裝數(shù)量
(2)除另有明確規(guī)定外,可燃?xì)怏w濃度達(dá)到20%LEL時,應(yīng)有聽覺和視覺報警。對于機(jī)器處所內(nèi)雙壁管(通風(fēng)導(dǎo)管)內(nèi)外管之間氣體濃度報警極限可設(shè)定在30%LEL,保護(hù)系統(tǒng)動作可設(shè)定在40%LEL。
10.3.1.2 探測裝置應(yīng)布置在氣體可能積聚的地方或布置在通風(fēng)出口處。
10.3.1.3 可燃?xì)怏w探測裝置的聽覺和視覺警報應(yīng)布置在駕駛室和機(jī)艙控制室。
10.3.1.4 可燃?xì)怏w探測應(yīng)連續(xù)進(jìn)行。
10.3.1.5 應(yīng)配置一套便攜式可燃?xì)怏w探測器供船員對艙室可燃?xì)怏w的檢查。
10.3.1.6 對于可能產(chǎn)生可燃?xì)怏w泄漏和聚集的其他處所,也應(yīng)安裝可燃?xì)怏w探測器。
10.4.1 一般要求
10.4.1.1 當(dāng)發(fā)生本章表10.4.1.1(1)和表10.4.1.1(2)中的有關(guān)故障時,應(yīng)按規(guī)定采取相應(yīng)的安全措施。對于本章表10.4.1.1(1)中的報警應(yīng)布置在駕駛室和充裝控制位置;對于本章表10.4.1.1(2)中的報警應(yīng)布置在駕駛室和機(jī)艙有人值班的位置。
10.4.1.2 對于單一氣體燃料系統(tǒng),當(dāng)機(jī)器處所內(nèi)的通風(fēng)失效時,除了應(yīng)進(jìn)行本章表10.4.1.1(2)所示的動作外,還應(yīng)有以下措施:
(1)對于多機(jī)艙的電力推進(jìn)系統(tǒng):應(yīng)起動另一臺發(fā)動機(jī)。當(dāng)?shù)?臺發(fā)動機(jī)與匯流排連接時,第1臺發(fā)動機(jī)應(yīng)自動關(guān)閉。
(2)對于多機(jī)艙的直接推進(jìn)系統(tǒng):如果采用手動停車后仍有至少40%的有效推進(jìn)功率和正常的電力供應(yīng)以用于航行,則通風(fēng)失效的機(jī)器處所內(nèi)的發(fā)動機(jī)應(yīng)手動停車。
(3)對于單一機(jī)艙,當(dāng)氣體燃料管路雙壁管的通風(fēng)失效和惰性氣體失壓時,若另一供氣管路已準(zhǔn)備好,則該供氣管路上的主氣體燃料閥和互鎖氣體閥應(yīng)自動關(guān)閉。
表10.4.1.1(1) 氣體燃料充裝系統(tǒng)的監(jiān)控
表10.4.1.1(2) 氣體燃料供應(yīng)系統(tǒng)的監(jiān)控
參 數(shù) 報 警 氣罐主閥自動關(guān)閉主氣體燃料閥和互鎖氣體閥自動關(guān)閉,自動透氣閥開啟備 注氣罐處所內(nèi)探測到火災(zāi) × ×氣罐連接處所內(nèi)污水阱高液位 ×氣罐連接處所內(nèi)污水阱低溫 × ×熱交換器見熱交換器氣體燃料出口溫度低 × ×4.4.2.1,同時應(yīng)關(guān)閉LNG輸送泵(如設(shè)有)一個探測器探測到壓縮機(jī)內(nèi)氣體濃度高于20%LEL ×兩個7)探測器探測到通風(fēng)導(dǎo)管內(nèi)氣體濃度高于40%LEL × ×1)位于氣罐連接處所和機(jī)器處所之間的供氣管路一個探測器探測到通風(fēng)導(dǎo)管內(nèi)氣體濃度高于20%LEL ×兩個7)探測器探測到通風(fēng)導(dǎo)管內(nèi)氣體濃度高于40%LEL × ×1)通風(fēng)導(dǎo)管內(nèi)通風(fēng)失效5) × ×1)3)氣體閥件單元處所一個探測器探測到氣體閥件單元處所內(nèi)氣體濃度高于20%LEL×兩個7)探測器探測到氣體閥件單元處所內(nèi)氣體濃度高于40%LEL××2)氣體閥件單元處所內(nèi)通風(fēng)失效 × ×2)3)氣體燃料發(fā)動機(jī)機(jī)器處所一般要求探測到機(jī)器處所內(nèi)失火 × ×8)見探測到機(jī)器處所內(nèi)供氣管路破裂 × ×6)4.3.1.5、4.3.2.1和4.3.3.1本質(zhì)安全型機(jī)器處所一個探測器探測到機(jī)器處所內(nèi)的雙壁管(通風(fēng)導(dǎo)管)內(nèi)外管之間的氣體濃度高于30%LEL×兩個7)探測器探測到位于機(jī)器處所內(nèi)的雙壁管(通風(fēng)導(dǎo)管)的內(nèi)外管之間的氣體濃度高于40%LEL××2)機(jī)器處所內(nèi)雙壁管(通風(fēng)導(dǎo)管)內(nèi)外管之間的通風(fēng)失效5)××2)3)機(jī)器處所內(nèi)探測到氣體濃度高于20%LEL ×僅適用于4.3.1.2所述情況機(jī)器處所內(nèi)探測到氣體濃度高于40% × ×8)僅適用于4.3.1.2所述情況ESD防護(hù)式機(jī)器處所一個探測器探測到機(jī)器處所內(nèi)氣體濃度高于20%LEL ×
參 數(shù) 報 警 氣罐主閥自動關(guān)閉主氣體燃料閥和互鎖氣體閥自動關(guān)閉,自動透氣閥開啟備 注兩個7)探測器探測到機(jī)器處所內(nèi)氣體濃度高于40%LEL × ×同時應(yīng)斷開機(jī)艙內(nèi)非防爆型電氣設(shè)備,同時清寒應(yīng)切斷燃油供應(yīng)。機(jī)器處所內(nèi)通風(fēng)失效 × ×增強(qiáng)安全型機(jī)器處所一個探測器探測到機(jī)器處所內(nèi)探測到氣體濃度高于20%LEL××在切斷氣體燃料供應(yīng)的同時,應(yīng)自動轉(zhuǎn)換為燃油模式。在切斷氣體燃料供應(yīng)的同時,應(yīng)自動轉(zhuǎn)換為燃油模式。其他供氣管路內(nèi)壓力異常 × ×3)控制閥門的工作介質(zhì)失效 × ×4) 視需要可延遲機(jī)器處所內(nèi)通風(fēng)失效 × ×發(fā)動機(jī)自動停車(發(fā)動機(jī)故障) × ×4)發(fā)動機(jī)緊急停車 × ×1)如果氣罐向多臺發(fā)動機(jī)供氣,并且不同的供應(yīng)管路完全獨(dú)立并安裝在獨(dú)立的導(dǎo)管內(nèi),每條導(dǎo)管路上的導(dǎo)管外部均安裝有主體燃料閥,則僅通往探測有可燃?xì)怏w存在的導(dǎo)管的供氣管路上的主氣體燃料閥關(guān)閉。2)如果氣體燃料供至一臺以上發(fā)動機(jī),不同供氣管路完全隔離并安裝在獨(dú)立的管道內(nèi),同時主氣體燃料閥設(shè)在管道外面,則僅關(guān)閉通向探測到可燃?xì)怏w或通風(fēng)失效的管道內(nèi)的供氣管路上的主氣體燃料閥。3)僅適用于雙燃料發(fā)動機(jī)。4)僅互鎖氣體閥關(guān)閉。5)如果管道由惰性氣體進(jìn)行保護(hù),則惰性氣體失壓將引起與表中所述相同的動作。6)也可以是切斷一個專用于供氣管路破裂情況下的截止閥。7)當(dāng)探測器帶有自檢功能時,一個探測器探測到氣體泄漏時應(yīng)視同兩個探測器探測到氣體泄漏。8)僅適用于ESD防護(hù)式機(jī)器處所或雙燃料發(fā)動機(jī)。
11.1.1 一般要求
11.1.1.1 本章規(guī)定適用于主推進(jìn)氣體燃料發(fā)動機(jī)及驅(qū)動發(fā)電機(jī)或重要輔助設(shè)備的氣體燃料發(fā)動機(jī)。
11.1.1.2 氣體燃料發(fā)動機(jī)的設(shè)計、制造、安裝和試驗要求除應(yīng)滿足本社相關(guān)規(guī)范對柴油機(jī)的要求外,尚應(yīng)滿足本章和本規(guī)范第10章及附錄2的有關(guān)規(guī)定,并應(yīng)取得船用產(chǎn)品證書。
11.1.1.3 采用電子控制的氣體燃料發(fā)動機(jī),其電控系統(tǒng)應(yīng)滿足本規(guī)范附錄3的有關(guān)規(guī)定。
11.1.1.4 氣體燃料發(fā)動機(jī)天然氣的進(jìn)氣方式包括:
(1)在增壓器前與空氣混合,通過進(jìn)氣總管進(jìn)入氣缸;或
(2)在增壓器后與空氣混合,通過進(jìn)氣總管進(jìn)入氣缸;或
(3)從進(jìn)氣支管或進(jìn)氣道與空氣混合進(jìn)入氣缸;或
(4)直接噴入氣缸。
11.1.1.5 氣體燃料發(fā)動機(jī)應(yīng)能使用甲烷值和低熱值處于一定范圍內(nèi)的天然氣,發(fā)動機(jī)制造廠應(yīng)指明其適用的天然氣甲烷值和低熱值波動范圍。
11.1.1.6 應(yīng)對所有可能影響氣體燃料發(fā)動機(jī)安全運(yùn)行的故障進(jìn)行風(fēng)險分析,并根據(jù)分析結(jié)果確定所需的發(fā)動機(jī)監(jiān)測項目,相關(guān)分析報告應(yīng)提交本社。風(fēng)險分析應(yīng)滿足本章第3節(jié)的要求。
11.1.2 安全保護(hù)
11.1.2.1 氣體燃料發(fā)動機(jī)上所有含有或可能含有可燃?xì)怏w混合物的部件、系統(tǒng)及子系統(tǒng)的設(shè)計均應(yīng):
(1)避免在所有可能位置造成爆炸;或
(2)允許不會產(chǎn)生有害影響的爆炸發(fā)生,但其燃料產(chǎn)物應(yīng)能釋放到遠(yuǎn)離人員、設(shè)備或系統(tǒng)的安全位置,且爆炸不會影響發(fā)動機(jī)的正常工作,除非其他安全措施允許關(guān)閉受影響的發(fā)動機(jī)。
11.1.2.2 氣體燃料發(fā)動機(jī)上供氣管路的設(shè)計和布置應(yīng)滿足本規(guī)范第3章和第4章的有關(guān)要求。
11.1.2.3 氣體燃料發(fā)動機(jī)如采用將壓縮空氣直接通入氣缸的方式進(jìn)行起動,起動空氣管路上應(yīng)安裝火焰消除器。對于可直接換向發(fā)動機(jī),裝于每一起動空氣支管上;對于不可直接換向發(fā)動機(jī),則可裝于起動空氣總管上。
11.1.2.4 對于氣體燃料在增壓器之前與空氣混合的發(fā)動機(jī),如布置在本質(zhì)安全型機(jī)艙內(nèi),則其空氣進(jìn)口應(yīng)位于機(jī)艙外;如布置在ESD防護(hù)式機(jī)艙或增強(qiáng)安全型機(jī)艙內(nèi),則可接受其空氣進(jìn)口位于機(jī)艙內(nèi)。
11.1.2.5 氣體燃料發(fā)動機(jī)的空氣進(jìn)口如位于機(jī)艙內(nèi),其應(yīng)盡可能遠(yuǎn)離供氣管路以降低泄漏的氣體燃料被吸入空氣進(jìn)口的危險;如空氣進(jìn)口位于機(jī)艙外,其應(yīng)距離任一危險區(qū)域邊界至少1.5米。
11.1.2.6 對于氣體燃料通過進(jìn)氣總管進(jìn)入氣缸的發(fā)動機(jī),應(yīng)在進(jìn)氣總管上安裝防爆安全閥或采取其他防爆措施,除非有資料證明該系統(tǒng)的強(qiáng)度足以隨最惡劣情況下的爆炸;如氣體燃料在增壓器之前與空氣混合,則應(yīng)在增壓器或中冷器上安裝防爆安全閥,除非有資料證明增壓器和中冷器的強(qiáng)度足以隨最惡劣情況下的爆炸。
11.1.2.7 氣體燃料發(fā)動機(jī)曲軸箱應(yīng)安裝具有足夠釋放面積的防爆安全閥,除非有資料證明該系統(tǒng)的強(qiáng)度足以隨最惡劣情況下的爆炸。曲軸箱上所有防爆安全閥的總流通面積,按曲軸箱總?cè)莘e計算,第1m3曲軸箱容積應(yīng)不小于115cm2,且每個安全閥的流通面積應(yīng)不小于45cm2。曲軸箱防爆安全閥應(yīng)按如下要求進(jìn)行設(shè)置:(1)對于低壓氣體燃料發(fā)動機(jī),當(dāng)缸徑等于和大于200mm時,應(yīng)在靠近曲軸箱的兩端至少各裝1個防爆安全閥,但如曲拐數(shù)超過8,則應(yīng)在曲軸箱中部附近另設(shè)1個防爆安全閥;當(dāng)缸徑大于250mm時,每一曲拐至少應(yīng)裝1個防爆安全閥。對總?cè)莘e超過0.6m3的曲軸箱分隔空間(如驅(qū)動凸輪軸的齒輪室或鏈條箱或其他類似裝置)也應(yīng)設(shè)置防爆安全閥。
(2)對于高壓氣體燃料發(fā)動機(jī),每一曲拐至少應(yīng)裝1個防爆安全閥。曲軸箱分隔空間(如驅(qū)動凸輪軸的齒輪室或鏈條箱或其他類似裝置)也應(yīng)設(shè)置防爆安全閥。
11.1.2.8 氣體燃料發(fā)動機(jī)曲軸箱應(yīng)通過如下措施進(jìn)行保護(hù):
(1)對于筒形活塞式發(fā)動機(jī),曲軸箱應(yīng)設(shè)有單獨(dú)的透氣系統(tǒng),透氣口應(yīng)通往開敞區(qū)域的安全位置,其末端應(yīng)安裝火焰消除器;曲軸箱應(yīng)提供接口(或其他措施)進(jìn)行惰化以便于維修;曲軸箱內(nèi)應(yīng)安裝氣體探測設(shè)備,氣體探測設(shè)備可位于曲軸箱透氣管內(nèi),其布置應(yīng)能防止被油霧污染。對于十字頭式發(fā)動機(jī),活塞下部空間應(yīng)安裝氣體探測設(shè)備。
(2)對于低壓氣體燃料發(fā)動機(jī),當(dāng)缸徑等于和大于200mm時,曲軸箱內(nèi)應(yīng)安裝油霧探測器(或軸承溫度探測器);對于高壓氣體燃料發(fā)動機(jī),曲軸箱內(nèi)均應(yīng)安裝油霧探測器(或軸承溫度探測器);
安裝在曲軸箱內(nèi)的電氣設(shè)備和儀器應(yīng)為經(jīng)認(rèn)可的安全型式。
11.1.2.9 氣體燃料發(fā)動機(jī)的排氣管應(yīng)安裝防爆安全閥或其他防爆措施,其尺寸應(yīng)足以防止未燃燒的可燃?xì)怏w在排氣管中引起爆炸后帶來嚴(yán)重?fù)p壞,除非有資料證明該系統(tǒng)的強(qiáng)度足以隨最惡劣情況下的爆炸。
11.1.2.10 當(dāng)氣體燃料發(fā)動機(jī)在燃?xì)饽J较峦\嚭螅瑧?yīng)采取措施掃除排氣管內(nèi)可有存在的可燃?xì)怏w。
11.1.2.11 氣體燃料發(fā)動機(jī)的排氣管不應(yīng)與其他發(fā)動機(jī)或系統(tǒng)的排氣管相連。
11.1.2.12 防爆安全閥的安裝和布置應(yīng)保證將從閥中排出的氣體造成人身傷害的可能性降至最低。
11.1.2.13 防爆安全閥動作后如需進(jìn)行拆除或更換,從而影響發(fā)動機(jī)的連續(xù)運(yùn)行,則其不能安裝在單一主機(jī)的推進(jìn)裝置上,除非配有輔助推進(jìn)系統(tǒng)。
11.1.2.14 對于氣體燃料可能直接漏入其介質(zhì)(潤滑油、冷卻水)的輔助系統(tǒng),應(yīng)設(shè)置獨(dú)立的透氣管,保證從該系統(tǒng)泄漏的氣體能通過火焰消除器排至機(jī)艙外的安全位置。
11.1.2.15 應(yīng)通過監(jiān)測廢氣或燃燒室溫度對氣體燃料發(fā)動機(jī)氣缸內(nèi)可燃混合氣體的燃燒進(jìn)行監(jiān)測。對于缸徑大于200mm的氣體燃料發(fā)動機(jī),應(yīng)對每一氣缸的燃燒均進(jìn)行監(jiān)測,避免出現(xiàn)爆燃和失火。當(dāng)監(jiān)測到爆燃或失火時,應(yīng)根據(jù)發(fā)動機(jī)的安全控制策略切斷發(fā)動機(jī)氣體燃料供應(yīng),或者僅切斷出現(xiàn)爆燃或失火的氣缸的氣體燃料供應(yīng),但應(yīng)保證在考慮扭轉(zhuǎn)振動的影響下,發(fā)動機(jī)在一缸熄火時仍能正常工作。
11.2.1 雙燃料發(fā)動機(jī)的功能要求
11.2.1.1 啟動、正常停車、空載怠速運(yùn)行、低負(fù)荷運(yùn)行、高負(fù)荷運(yùn)行或超負(fù)荷運(yùn)行時應(yīng)僅使用燃油,除非有資料證明發(fā)動機(jī)能在燃?xì)饽J较掳踩珕雍驼M\?,并能在空載、低負(fù)荷、高負(fù)荷和超負(fù)荷工況下安全運(yùn)行。
11.2.1.2 發(fā)動機(jī)燃料模式的轉(zhuǎn)換(從燃油模式轉(zhuǎn)換為燃?xì)夂蛷娜細(xì)廪D(zhuǎn)換為燃油模式)應(yīng)僅在一定的功率范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn),且實(shí)現(xiàn)此轉(zhuǎn)換的可靠性應(yīng)通過試驗進(jìn)行證明。發(fā)動機(jī)燃料模式轉(zhuǎn)換的準(zhǔn)備工作,包括對此轉(zhuǎn)換的所有必要條件的檢查工作完畢后,轉(zhuǎn)換過程應(yīng)能自動進(jìn)行。發(fā)動機(jī)負(fù)荷減小時如轉(zhuǎn)換為燃油模式,則這種轉(zhuǎn)換應(yīng)能自動進(jìn)行。在任何情況下均應(yīng)能通過手動方式中斷上述轉(zhuǎn)換過程。
11.2.1.3 正常停車及緊急停車時,氣體燃料供應(yīng)的切斷不應(yīng)遲于燃油供應(yīng)的切斷。氣體燃料供應(yīng)的切斷應(yīng)不依賴于燃油供應(yīng)的切斷。
11.2.1.4 氣缸內(nèi)的燃?xì)?空氣混合氣體應(yīng)通過噴射燃油壓燃的方式引燃。噴入各氣缸的燃油量應(yīng)足以保證燃?xì)?空氣混合體的強(qiáng)制點(diǎn)火。在停止供應(yīng)燃油之前,應(yīng)提前或同時切斷發(fā)動機(jī)整機(jī)或各氣缸的燃?xì)夤?yīng)。燃油供應(yīng)中斷時,應(yīng)確保燃?xì)獠粫娙霘飧住?/p>
11.2.2 單一氣體燃料發(fā)動機(jī)的功能要求
11.2.2.1 發(fā)動機(jī)起動過程中,達(dá)到最低點(diǎn)火轉(zhuǎn)速時方可開啟點(diǎn)火系統(tǒng),開始點(diǎn)火后,方可開啟氣體燃料供應(yīng)裝置。
11.2.2.2 當(dāng)氣體燃料供應(yīng)裝置開戶后,如發(fā)動機(jī)監(jiān)測系統(tǒng)在規(guī)定時間內(nèi)尚未監(jiān)測到燃燒,應(yīng)自動切斷氣體燃料供應(yīng),并終止發(fā)動機(jī)起動程序。
11.2.2.3 當(dāng)發(fā)動機(jī)起動失敗后,應(yīng)采取措施將排氣管中未燃燒的可燃混合氣排出。當(dāng)排氣管中未燃燒的可燃混合氣排凈后,方可重新起動發(fā)動機(jī)。
11.2.2.4 正常停車和緊急停車時,氣體燃料供應(yīng)的切斷不應(yīng)遲于點(diǎn)火關(guān)閉。在未提前或同時切斷各氣缸或發(fā)動機(jī)整機(jī)的燃?xì)夤?yīng)時,應(yīng)確保點(diǎn)火系統(tǒng)不被關(guān)閉。
11.2.2.5 對于恒速發(fā)動機(jī),停車時,氣體燃料供應(yīng)裝置在怠速時關(guān)閉,點(diǎn)火系統(tǒng)應(yīng)保持工作直至發(fā)動機(jī)停止。
11.3.1 風(fēng)險分析的范圍
11.3.1.1 風(fēng)險分析應(yīng)至少包括:
(1)發(fā)動機(jī)在燃?xì)饽J较氯魏蜗到y(tǒng)或部件的一個故障;
(2)來自發(fā)動機(jī)的一次氣體泄漏;
(3)發(fā)動機(jī)在燃?xì)饽J竭\(yùn)行,應(yīng)急停車或停電情況下的安全性。
11.3.1.2 風(fēng)險分析還應(yīng)考慮到發(fā)動機(jī)外部系統(tǒng)(如燃料圍護(hù)系統(tǒng)或燃料供應(yīng)系統(tǒng))的故障可能要求發(fā)動機(jī)的控制與監(jiān)測系統(tǒng)在報警或失效狀態(tài)下采取措施。
11.3.2 風(fēng)險分析的形式
11.3.2.1 風(fēng)險分析的形式可以是故障模式與影響分析(FMEA)或其他能夠提供等效信息的分析FMEA應(yīng)按本社接受的相關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)或國際標(biāo)準(zhǔn)(如IEC 60812)進(jìn)行。
11.3.2.2 風(fēng)險分析應(yīng)基于“單一故障”理念,即在同一時間只需考慮一個故障。可檢測的和不可檢測的故障均應(yīng)予以考慮。對于連帶故障,即由某一部件故障直接引起的另一部件的單一故障,也應(yīng)予以考慮。
11.3.3 風(fēng)險分析的程序
11.3.3.1 風(fēng)險分析的程序包括:
(1)識別出相關(guān)設(shè)備和系統(tǒng)中所有可能導(dǎo)致以下后果的故障:
①氣體出現(xiàn)在其按設(shè)計不應(yīng)出現(xiàn)的部件或處所內(nèi);和/或
②指定功能喪失。
(2)評估后果
(3)識別故障檢測方法(如必要)
(4)識別改進(jìn)措施(如必要):
①在系統(tǒng)設(shè)計中,改進(jìn)措施可為:
(a)冗余設(shè)計;
(b)通過設(shè)置安全裝置、監(jiān)測或報警,允許系統(tǒng)在限制條件下運(yùn)行。
②在系統(tǒng)運(yùn)行中,改進(jìn)措施可為:
(a)啟用冗余;
(b)激活備用運(yùn)行模式。
11.3.3.2 風(fēng)險分析的結(jié)果應(yīng)形成文檔,并通過實(shí)測進(jìn)行確認(rèn)。
11.3.4 設(shè)備與系統(tǒng)分析
11.3.4.1 發(fā)動機(jī)風(fēng)險分析至少應(yīng)包括以下方面:
(1)與氣體有關(guān)的系統(tǒng)或部件的故障,尤其是:①氣體管路及其環(huán)圍(如適用);②氣體供應(yīng)閥。
(2)點(diǎn)火系統(tǒng)故障(燃油噴射或火花塞);
(3)空燃比控制系統(tǒng)故障(增壓空氣旁通管,氣體壓力控制閥等);
(4)對于增壓器前端進(jìn)氣的發(fā)動機(jī),可能會導(dǎo)致產(chǎn)生著火源(熱點(diǎn))的部件的故障;
(5)氣體燃燒故障或非正常燃燒(如熄火,爆燃);
(6)發(fā)動機(jī)監(jiān)測、控制和安全系統(tǒng)故障;
(7)在發(fā)動機(jī)部件(如空氣進(jìn)氣總管或排氣總管)或連接到發(fā)動機(jī)的外部系統(tǒng)(如排氣管)內(nèi)有氣體異常出現(xiàn);
(8)雙燃料發(fā)動機(jī)運(yùn)行模式的切換。
(下期:第12章 操作和培訓(xùn)要求)