某轮伙食冷库制冷装置冲剂爆炸事故分析
2015-12-20葛志祥南通航运职业技术学院江苏南通226010
葛志祥(南通航运职业技术学院,江苏南通 226010)
某轮伙食冷库制冷装置冲剂爆炸事故分析
葛志祥
(南通航运职业技术学院,江苏南通 226010)
某轮在对伙食冷库制冷系统补充冷剂的操作过程中,发生了严重的爆炸事故。文章从公司管理、船舶管理、船员自身等方面对发生爆炸事故的全过程进行分析。文章通过实船案例分析,根据国际公约、国内法规,总结了事故成因,提出了预防类似事故发生的措施,为海洋运输船舶航行的安全性,提供借鉴作用。
船舶伙食冷库;充剂;爆炸
某轮在国外某港口锚地抛锚时,大管轮安排机匠长和一名实习生对伙食冷库制冷系统进行补充制冷剂,在充剂的过程中发生了爆炸事故,事故原因是人为因素造成的违规操作责任事故。在同行中,制冷系统日常操作时也有类似爆炸事故报道,但爆炸原因和本案不同,后果也没有本案严重。本文针对这次事故,分析原因,总结教训,得出结论,并提出预防措施,以防重蹈覆辙。
1 本轮制冷系统充剂操作
1.1 充剂前的准备
船舶大管轮确定充剂方案,从充剂阀以高压液态方式充剂,即将冷剂钢瓶当作储液器向系统供液。充注量为储液器液位升到液位计的4/5高,充剂前不到1/3高,本装置说明书规定系统正常运行时储液器液位为1/3到1/2高,冷剂全部收回储液器时为4/5高。从充剂方案上看,完全正确。充剂阀位置及制冷系统如图1所示。
图1 某轮伙食冷库制冷系统图
1.2 充剂操作
充剂方案确定后,三人即到上甲板储存间搬运一瓶R22冷剂到冰机间进行充剂。充剂操作过程为:将截止阀1、2、4关闭,截止阀3打开,然后从充剂阀以液态冷剂(冷剂钢瓶斜倒置)经干燥器向系统充剂。在充剂阀前连接好充剂接管,充剂瓶连接处接头上紧,充剂阀连接处接头连上,先不上紧,稍开冷剂钢瓶出口阀,用瓶中冷剂吹除连接管中的空气,待出口处结霜,表示空气出尽,冷剂放出即关闭钢瓶出口阀,再用工具上紧该接头,然后打开充剂阀和钢瓶阀,开足冷凝水进行充剂操作。大管轮安排机匠长负责钢瓶出口阀的开关,实习生负责看储液器的液位镜,一旦充到4/5高时,即让机匠长关钢瓶阀,大管轮自己负责观察压缩机、蒸发器以及冷凝器的工作状态和参数调整。安排完毕后,各就各位开始操作。就在大管轮离开现场到冷库后不久,即发生爆炸事故。大管轮听到爆炸声后,立即返回现场,看到机匠长已经奄奄一息,实习生负伤倒地,设备损毁。大管轮立即关闭钢瓶阀并报告轮机长和船长,船长立即报告当地海事部门并联系岸基支援,先救人,后查设备及事故原因。最后机匠长不治身亡,实习生仅受到惊吓并无大碍,大管轮不在爆炸现场,没有受伤。设备损毁不算严重,仅部分截止阀、充剂阀、膨胀阀和干燥器炸飞,漏泄部分冷剂。事故紧急处置得当,没有进一步扩大。
2 爆炸事故原因分析
2.1 爆炸事故直接原因
导致本次爆炸事故的直接原因,是压力过大。本次充的不是冷剂而是氧气,误将氧气瓶当作R22冷剂瓶运到冰机间进行充剂操作。由于氧气在该温度下饱和压力远远超过R22冷剂在该温度下饱和压力,导致系统承受不起而发生爆炸。我国国标规定,氧气钢瓶设计压力为30MPa,充装20MPa不可以造成损伤。常用充装压力为15MPa,钢瓶涂成天蓝色、标注黑色字体,如图2所示[1]。氧气分子式O2,在标准大气压下沸点约-183.3℃。氧气瓶水容积40L,标准状态下装氧气8m3,压力12-15MPa,实际容量6m3,压力12 -15MPa。氧气瓶通常都是最高装即15MPa。R22,分子式CHCLF2,标准大气压下沸点-40.8℃,临界压力4.98MPa,临界温度96.1℃,正常工作压力1.192MPa(冷凝温度30℃时),60℃时对应的饱和压力2.427MPa。对于R22制冷系统,压缩机高压保护压力调节范围通常0.59—1.37MPa,我国《钢质海船入籍规范》(2006)规定货物冷藏的制冷装置设计压力,高压侧2.2MPa,低压侧1.7MPa,伙食制冷装置可参照执行,我国规定制冷系统气密试验压力为设计压力,制冷系统不需要做耐压试验。因此,该制冷装置最高耐受压力不会超过2.5MPa。两者对比,如果将氧气钢瓶中的氧气直接充入制冷系统,充入压力将超过系统安全压力6倍,如此高压,必然导致爆炸。另外,氧气有很强的助燃性,制冷系统运行时,存在高温和可燃物尤其是润滑油油气,压缩机运行时,将高压氧气充入系统,也会导致燃烧爆炸,因此本次爆炸威力大,后果严重。
2.2 爆炸事故间接原因
2.2.1 违规携带制冷剂
R22属于HCFCs,是含氢氯氟烃。按国际协议的规定,是第二批受控物质,2020年(发展中国家2030年)起禁用,欧共体2015年禁用,德国、意大利等2000年开始禁用[3]。由于公司管理存在缺陷,没有及时对公司所属船舶制冷系统进行更新,本轮制冷系统还是使用R22制冷剂,违规携带R22制冷剂上船作备用补充。为了逃避船舶到达外国港口PSC官员的检查,私自将R22制冷剂移装到氧气瓶中,并跟氧气瓶一起存放。
图2 氧气钢瓶及R22冷剂钢瓶
2.2.2 制冷系统充剂违规操作
既然已经做了很多违规事情,充剂时就更应该谨慎。充剂时又没有检查确认,随意搬运一瓶,充剂操作时又属于违规操作,充剂前没有接压力表,没有确认冷剂类型就直接往系统里充注,最终导致事故发生。事故过程链可用事故链图3表示。
图3 爆炸事故链
3 避免类似事故发生的措施
根据本次爆炸事故发生的原因分析,也可以将避免类似爆炸事故发生的措施分为直接措施和间接措施。直接措施就是在充剂操作的时候,一定要检查压力。一旦压力超标(本装置不得超过2.5MPa),立即停止充装操作。间接措施可以从三个方面分析:首先,船舶管理公司必须及时关注国际国内相关法律法规的更新和生效日期,针对不符合项,及时整改,绝不可怀有侥幸心理;其次,船舶上的船员不可以违法携带违禁物品,要认真学习相关法律法规,及时向公司提出合理化整改建议,及时履约;第三,任何一个操作都要遵守操作规则,决不可违规操作。本案中,如果做到以上措施中的任何一条,即不会发生如此重大的人身伤害事故。
4 结 语
本案的发生有偶然性,也有必然性。从案例形成来看,本公司管理存在很大问题,公司决策,船舶执行,主要责任在公司。虽然只是个例,但具有一定的共性,可供相关人员借鉴,杜绝类似事故发生。
1 百科百度,氧气钢瓶,冷剂钢瓶.http://baike.baidu.com
2 费千.船舶辅机[M].大连:大连海事大学出版社,2000
3 潘新祥.船舶辅机[M].大连:大连海事大学出版社,2012
Analysis on a Powder Explosion Accident of the Ship Refrigeration Device
GE Zhi-xiang
(Nantong Shipping College,Nantong 226010,Jiangsu)
This paper analyzes an powder explosion accident of the ship refrigeration device during the powder recharging process.The essay analyzes the causes of the accident from aspects of the coMPany management,the refrigerant storage,and the powder recharging operaton,etc.Based on this case study,according to the international convention and domestic regulations,this essay puts forward relevant precaution measures which will be of reference value for shipping and navigation safety.
food cold storage;filling agent;explosion.
U664.87
A
1671-8100(2015)06-0028-02
(责任编辑:谭银元)
江苏省重大专项:江苏内河航运安全绿色关键技术研究。
2015-08-12
葛志祥,男,江苏通州人,副教授,硕士,从事船舶主辅动力装置系统的先进设计与制造研究。