浅谈船舶制冷空调安全技术

蔡秀安

(福建船政交通职业学院，福建 福州350007)

1 引言

船舶是水上活动的建筑物，是一种高度综合性产品，涉及的专业繁多。现代设计建造的船舶几乎都配备制冷空调装置。制冷空调系统承受着一定的压力。有的制冷剂具有低温、易燃、易爆的特点。在船舶制冷空调施工、安装、操作和维

护过程中，存在着爆炸、中毒、窒息、腐蚀、冻伤、火灾、烧伤、电击等一系列危险。这就要求相关专业人员认真贯彻国家安全生产法规，提高安全生产意识，进行必要的技术培训和安全教育，将安全技术至始至终贯穿于船舶制冷空调设计、施工、操作等每一环节中。

2 船舶制冷空调设计上的安全技术

2.1 设计依据与相关规范

设计依据是按照船舶设计建造规格书，并根据船舶类型、大小和用途，以及船东的具体要求。签订船舶设计建造合同时，大多数合同都明确规定了冻结间和鱼舱的设计温度、冻结时间以及每次的冻结量，空调舱室根据不同的航区也设定了温度范围，对于达不到相应要求的部分，按照合同细则进行相应的国际赔罚。因此，设计者应遵循所在国《钢质海船建造规范》，贯彻国家标准与国际标准，精心细致地把好制冷空调系统安全设计这一关。另外，规范和标准对防火等相关安全要求均有详尽的规定，设计上应严格遵照执行。

2.2 制冷空调系统设计上的安全技术

2.2.1 制冷压缩机的选用

制冷压缩机必须适应各个航区和不同季节的环境，不能超过制冷机规定的使用条件，否则机器运转可靠性降低，效率和寿命也要下降，甚至发生危险。比如，笔者设计的超低温印度渔船，选用的制冷机须在设计的-65℃的蒸发温度下能正常工作。船用制冷压缩机在体积、重量以及安全可靠等方面的要求高于陆用。《钢质海船入级与建造规范》规定：制冷机组其制冷能量在一台制冷压缩机停止工作时，其余机组能在24小时连续工作的情况下维持冷藏舱内由设计所规定的最低温度。制冷空调热流量计算必须精确，冷机制冷量选定的裕度也要适中。制冷量太小，达不到设计参数，裕度取值太大，相应的船舶发电机和其他配套的设备也随之扩增，从而导致机舱容积的增大，直接提高了船舶的造价。

制冷空调压缩机除了常规设置高压超压、低压过低、油压差保护和冷凝水断水安全保护之外。还应设置冷冻机油加热装置，防止在冬季或寒带航区，制冷机刚起动时，溶入机油的制冷剂因蒸发沸腾，出现润滑恶化现象。

2.2.2 辅助设备和系统阀件的选用

船舶制冷附属设备的设置与陆上相比力求简单，占用空间小。冷凝器若采用海水直接冷却，其材质须采用能耐海水腐蚀的铝黄铜或海军铜。设计布置时，重点注意机舱舷侧线型、横梁和肋骨结构，留出冷凝器与贮液器必要的液位差。即使在船身摇摆颠簸时，也能保证冷凝后的制冷剂液体顺畅地流入贮液器。冷却水排舷外阀门，必须用铜质或铸钢的截止止回阀，以防舷侧碰撞造成阀体的破裂和海水的倒流。冷凝器、贮液器高压部分应设有安全阀或易熔塞，还应装有从系统引至舷外的专用泄放管，以便在发生事故时能迅速将制冷剂排除。

制冷机房或机舱必须设有应急抽风机。其风机的排量相对制冷机室的换气次数不得少于30次/时。制冷机室的机械通风机，应能在两个地点进行控制，其中之一必须位于机房外的适当地点。

船舶制冷大多采用简捷的直接膨胀冷却系统，而此类型系统供液不当，易出现液击现象。对于温度波动较大的冻结间，尤其是超低温冻结间，上下温差竟达80～90℃，用常规的热力膨胀阀，难以适应舱温的急剧变化，必须采用高精度的电子膨胀阀来自动调节制冷剂的供液量。

船舶空调新风入口处必须远离柴油机排气管口、厨房排烟处、卫生间排风气流以及油舱透气口等污浊气体排放场所。空调风管穿过各层甲板处或防火隔离舱壁均须设置船用挡火阀。对影响环境卫生的医务室、厨房、卫生间、浴室、洗衣房等舱室必须机械排风，保持室内处于负压状态。向医务室送风的送风管，应装止回阀。设置在驾驶室内的空调布风器、螺旋风管以及固定隔热层的喷钉，必须用不锈钢材质,避免干扰磁罗经，影响船舶通信安全。

此外，还须遵循船舶规范，在冷藏间门里的旁侧设置人员被误关的呼救按钮，在制冷机房或机舱布设制冷剂泄漏监测报警仪。

3 船舶制冷空调施工安装上的安全技术

3.1 施工安装上的实际安全案例

从事船舶制冷空调施工安装人员要持证上岗，严格按图施工安装。焊接压力管道的还要相应的焊工证书。沿海某省有一家船厂，曾经安排不懂制冷空调专业的人员，对冷凝器进行试压，结果误将水系统当作制冷系统，而造成试验压力过高，冷凝器端盖飞出砸人。几年前，还有一家船舶企业，进行舱室聚氨酯喷涂隔热施工时，有关人员不按严禁周围有明火作业的规定，麻痹大意，居然对临近舱室有人正在焊接钢件的情况，视而不见，仍我行我素，照常喷涂施工，结果引起现场爆炸。以上两起事故均导致人员的重大伤亡。这些惨痛的教训，须引以为戒，常敲响安全警钟。

3.2 船舶隔热层施工上的安全技术

制冷空调专业的施工，大部分工作量是船舶下水后，在码头边的水上进行。安装搬运设备管阀时，人员频繁活动在甲板面，要防止落水事故。

舱室隔热层施工时，对聚氨酯泡沫塑料的原料配方和施工工艺，要严加控制，须加上阻燃剂，保证其物化指标和防火性能。制冷管道不允许贯穿船员生活舱室。冷管穿过舱壁保温层，以及强横梁、纵桁凸出部分隔热，要特别注意细节，按节点详图施工。否则，任何的疏忽都会使后期空舱保冷试验超出船舶检验标准，继而造成返工，延误交船周期。

施工贮存食品的舱室壁面覆盖层及其油漆涂料，要查验是否有食品安全证书和船级社证书。

制作冷舱内冷盘管的吊挂点，既要防止出现冷桥漏冷，更要注重吊顶牢靠坚实。

3.3 制冷空调施工安装上的安全技术

制冷空调工程的安装是一项专业性较强的工作。安装人员须经专业培训，掌握相应的专业知识。制冷管道(除氨外)用紫铜管或无缝钢管，钢管之间用电焊连接，紫铜管用喇叭口接头。-60℃的鱼舱用超低温钢管以及特殊铝合金翅片冷却排管，要求开坡口焊接。局部穿过隐蔽处用整根管道，尽可能将管道的连接处安排在明处。施工者要按施工技术细节要求，安装制冷阀件，确保安装质量。

制冷系统的排污、试压、检漏、抽真空和充注制冷剂这一安装后的调试过程，环环相扣，每一工序都要按试验大纲要求，严格把关，并对下一工序负责。系统排污要保证洁净干燥，试压保压和抽真空要达到规定的数值和持续的时间。充注制冷剂前，须查验瓶装制冷剂的合格证，注意其标定的水分和杂质是否超标，曾有一家船厂的船舶制冷系统充入含水率过高的制冷剂，造成系统瘫痪无法运行的后果。

另外，制冷吸气过滤器，国内与国外产品内部结构形式相反，笔者曾设计过的一艘法国船舶，安装工人习惯地按国产的吸气过滤器进出口流向接管，而后检验人员也外行，忽略这一细节，这给制冷系统留下安全隐患。船舶航行作业一段周期后，因吸气过滤不良，杂质进入娇贵的半封闭制冷压缩机气缸，导致拉缸毁机的事故。从国外航区发回的事故图片细致分析，最后查出正是系统不够洁净加之过滤器安装不当原因造成的。

4 船舶制冷空调操作维护上的安全技术

制冷系统承受着中低压压力，船舶上常用的制冷剂一旦泄漏能使人窒息且遇明火会分解出有毒的气体。若操作不当，将造成制冷机液击、制冷剂泄漏等一系列危及周围人身和生命财产的安全事故。因此，操作维护人员要有扎实的制冷空调技术知识，严格执行安全操作规程和岗位责任制，熟悉各机器设备的正确配置和制冷管路阀件流程图，确保各种仪器仪表、测量元件显示的温度、压力、液位等数值均在允许误差范围内。同时，还要掌握有关安全预防措施和急救知识，防止和杜绝事故的发生。

大部分中小型的船舶制冷系统设有二套制冷机组，互为备用。有一艘冷冻渔船，曾发生一例因设计欠妥加之轮机人员操作不当，造成机毁人伤的大事故。事故的起因是：两台制冷机高压排出管段没有设置止回阀，制冷系统在运行时，有一位对制冷流程不熟悉的轮机值班人员，从静止制冷机的油分离器手动阀放出油后，忘记关上此阀，而带有安全保护，只在调试才关闭的多个阀门仍然处于关闭状态，结果，高压气体通过油分离器手动阀，进入静止的压缩机曲轴箱，造成低压箱体超压爆炸伤人的事故。

船舶制冷系统大修时，须将系统内的制冷剂抽出，暂时贮存回收，制冷剂少量残余部分若泄漏在机舱，要待开启抽风机排除后，才能进行系统维修。在维修方面，笔者也曾经目睹过一幕惨剧，有一个轮机长，在船舶维修时图方便违规地将制冷系统内残余部分制冷剂，直接泄放在机舱，并且未在入口处设置警示牌，结果造成一个工人进入机舱而被窒息死亡的大事故。因此，维修方面的安全问题也要引起足够的重视，防止同类悲剧重演。

大中型制冷系统需要人工停机操作时，须先关闭贮液器出口阀，待系统内制冷剂回收到贮液器后再关闭供液阀门，防止制冷管段中灌满了高压制冷剂液体，使管内压力随外界温度变化而急剧升高，导致“液爆”事故。带有平板速冻的制冷系统，大部分都采用热气融霜方式。这种融霜操作技术难度较高，稍有疏忽，就会产生液击危险。笔者设计的此类船舶，有的还对个别轮机人员进行现场冲霜操作示范，以提高其操作技能。

5 结语

船舶制冷空调的安全工作，是专业活动的重中之重。首先以预防为主，在制冷空调系统的前期设计、设备选型、安全监测保护元件的设置、管材阀件的选用采购以及后期的保养维修等方方面面，应及时发现事故的潜在性，根除其隐患，不使之发生成事故。其次，加强对上岗人员的专业安全培训，提高其制冷空调专业知识和安全意识，以安全强化技术质量管理，确保船舶制冷空调设备和系统的安全运行。

[1] 连添达.制冷空调安全技术[M].北京：中国建筑工业出版社，2009

[2] 王一农.冷库工程施工与运行管理[M].北京：机械工业出版社，2003

[3] 何际泽，张瑞明.安全生产技术[M].北京：化工工业出版社，2008