大型装卸流动机械火灾的预防

■ 孙伯友 胡 鹏

大型装卸流动机械火灾的预防

■ 孙伯友 胡 鹏

利用电子技术、网路监控技术，进一步完善大型机械火灾防控系统的“防”、“监”、“消”等功能，最终为避免各类大型机械发生自燃事故，提供更有效的防范措施。

大型机械；火灾防控；对策措施

0 引 言

集装箱作为现代物流业的先进运输装备，其作用和地位已经得到世界范围的普遍认可，并将继续引领世界交通和物流发展的方向和潮流。集装箱装卸运输作为上海港集团的主业板块，2016年上海港集装箱（公司母港）吞吐量达到3 700万TEU，位居全球第一，并呈逐年增长趋势。然而，随着集装箱业务的迅速发展，生产机械化的不断进步，大型装卸流动机械在各港口内全面普及，大型机械发生自燃的火灾事故在全国范围内也频繁发生。如何实现“预防为主、防消结合”，避免各类装卸机械发生自燃事故，有效消除火灾隐患，港口消防安全的重要性必须进一步凸显。本文主要针对大型装卸流动机械自燃事故的前期预防对策措施进行探讨。

1 导致大型机械自燃事故的主要原因

集装箱正面吊运起重机（俗称正面吊）、集装箱堆高机等大型装卸流动机械已成为港口物流企业装卸的主要生产设备，现上海港集装箱码头、堆场共有集装箱装卸作业大型机械700余台，特别是集装箱正面吊运起重机、集装箱堆高机等大型装卸流动机械的使用年限大多已达到或超过10 a，为满足港口集装箱装卸任务需要而长时间运转，设备油路、线路老化情况严重，机械发动机舱内因电路、油路故障发生自燃事故的概率较大，存在一定的火灾事故隐患。

1）电路发生严重短路，电线迅速发热烧坏绝缘层，引起火灾。蓄电池的正负极电缆，或者是启动电机大电流用电线路，受大电流冲击，即使安装了保险丝（如保险丝质量的问题和其他隐患的存在），火灾还是无法避免。如大负荷产生的大流量长期接近保险丝的容量，在机舱高温的催化下加快了用电线路裂变，绝缘胶皮龟裂或熔化燃烧，虽然前端有保险丝，但用电线路的综合因素直接影响保险丝的功效；启动马达的电路电缆或启动马达本身发生故障，在环境温度的催化下同样也会引发火灾事故。

2）线路老化。发动机舱在发动机工作状态下温度较高，特别在夏秋两季，机舱内温度达到100 ℃左右。在机舱内工作的各种电线，耐温分别在90 ℃～120 ℃，各种电线在夏秋两季长期处于高温下，承受满负荷工作，容易使线束的绝缘胶皮加速老化龟裂或熔化；后期的维护上受制于各方面的因素，维修时基本上只能对有明显故障痕迹的电线进行处理，长年累月，各种电线的使用寿命参差不齐，容易引起供电线路发热，造成电线短路或胶皮起火甚至燃烧。

3）线路磨损。发动机舱内电路线缆错综复杂，经过数年的使用，还因为种种原因，这些电线在机械震动过程中互相或受其他外力影响产生摩擦，大电流大负荷的用电设备线路磨损线芯外露或搭铁造成短路，也会引起火灾。

4）漏油。发动机舱内油管受高温高压、长时间使用、震动等因素影响，出现老化、破裂或接头松动，油液发生泄漏，喷射至发动机高温部件，如涡轮增压器等，极易发生火灾。

2 大型装卸流动机械火灾事故特点

集装箱正面吊运起重机、集装箱堆高机等大型装卸流动机械，这些大型机械工艺先进、技术复杂且价值较高。然而，当机械发动机舱内部发生自燃火情时，由于大型机械发动机舱内产生火点、火源的先兆无法及时捕捉、发现，而初期火灾现象不明显，驾驶人员容易疏忽。一旦发生火灾，火源通过发动机舱内的油管、油垢、油泥等易燃物迅速蔓延，造成扑救困难、火灾损失大，特别是危险货物作业场所发生装卸机械自燃事故后果不堪设想，造成的直接、间接经济损失、社会影响更是无法挽回。

3 大型机械自燃事故的防控措施

随着自动化技术的发展和应用，市场上虽然相继出现了品种繁多的大型机械自动灭火设备，但其主要功能仅是遇到明火后点燃导火索启动灭火器，或通过紧急按钮启动灭火器。这两种方式，在安全防火工作上无法达到“预防为主”，不能把发生自燃的隐患消灭在萌芽状态，对自燃险情的发生无法防控。如何提供更有效的预防措施，避免各类大型机械发生自燃事故，达到“预防为主、防消结合”的目标，针对大型装卸流动机械的起火部位主要集中在发动机舱内的特点，进一步完善机械发动机舱内产生火点、火源先兆的预防对策措施，化被动为主动，把火险的隐患消灭在萌芽状态是控制大型机械自燃险情的关键。

3.1 机械自燃事故的预防对策措施

利用电子技术、网路监控技术，进一步完善大型机械火灾防控系统的“防”、“监”、“消”等功能，最终为避免各类大型机械发生自燃事故提供更有效的防范措施。可以在大型机械上安装自动灭火装置的同时，增设火灾隐患防控系统，分别对发动机舱的集束电缆温度、工作电流、明火等进行动态防控。防控系统在自身具备的声光报警信息、自动切断电源、自动灭火功能外，同时将火灾报警信息、灭火信息通过无线网络自动发送至中央控制室储存和报警，对调用储存的信息指导抢修人员快速故障定位、排除火灾隐患，并对每台大型机械的实时工作电流数据进行管理，为每台大型机械运行状态提供历史数据的支持。

3.2 自燃事故防控原理

1）发动机舱集束电缆温度防控。

在大型装卸作业机械发动机舱内设置温度检测器，对相关部位的温度进行监测，部位包括：靠近发动机、气缸、排气管、启动马达等处的集束电缆。

警戒温度的设置。以集装箱正面吊运起重机为例，通过前期对辖区一定数量的集装箱正面吊运起重机发动机舱内集束电缆温度监控测试，机械在正常工作状态下，发动机、水箱、启动马达监控到的温度相对其他设备较高，达到86 ℃左右，特别在夏秋两季，受到外部高温等因素的影响，发动机舱内的最高温度可达到100 ℃左右。同时电线胶皮的不同材质，其燃点也不同：橡胶燃点为130 ℃、PVC燃点为255 ℃、硅胶燃点为350 ℃。警戒温度不应≥橡胶的燃点130 ℃，同时考虑到尽量降低误报概率，警戒温度宜设置为120 ℃为宜。

当发动机舱内温度≥120 ℃时，防控系统通过声光报警器报警提示，并将报警信息无线发送至中央控制室，驾驶员接到警报后，立即手动切断电门，对故障进行检测分析，及时将火灾隐患消灭在萌芽状态。如果报警信息发送后，驾驶员未及时采取应急措施，当发动机舱内温度≥130 ℃（橡胶燃点130 ℃）时，防控系统自动切断电门，启动自动灭火功能，并将火灾信息发送至中控室。中央控制室操作人员可根据采集的信息开展相应补充措施。

2）发动机舱工作电流防控。

设置电流检测器对大型装卸流动机械的电瓶充电电流、工作电流、启动马达状况进行电流检测。

警戒电流值可根据机械发动机实际额定电流的过流保护值进行设定。以额定电流60 A为例，过流保护值应为60 A×1.3=78 A，可将警戒电流设置为78A。当电流检测器探测到设备电流≥78 A（警戒电流值）时，防控系统通过声光报警器向驾驶人员发出报警提示，报警信息无线发送至中央控制室，驾驶员接到警报后，立即手动切断电门，停止作业，通知维修人员进行检修，排除故障。如在设定时间内未及时人工切断电门时，防控系统自动切断电门，异常电流数据无线传送至中控室储存，为检修人员提供数据分析，实施检修提供依据。

3）发动机舱内明火防控。

在发动机舱内铺设导火索，作为发动机舱工作电流防控、集束电缆温度防控的补充。当发动机舱内有明火产生时，点燃导火索触动灭火装置、切断电门、启动声光报警信息。驾驶员和中控室操作人员接到火灾警报后，立即启动灭火应急预案开展施救。

通过对发动机舱的集束电缆温度、工作电流、明火初期阶段进行有效防控，同时严格落实机械维护保养、操作规范等消防安全管理措施和制度，可以从根源上消除火灾隐患，控制大型机械自燃险情的发生，实现“预防为主、防消结合”的目标，力争将火灾隐患消灭在萌芽状态（见图1）。

图1 发动机舱内明火防控图

4 结 语

根据自动化技术和无线网络技术的发展和应用，探讨大型机械火灾事故的防控措施，提高火灾预防能力，对大型机械的自燃事故可以化被动为主动，实现“预防为主、防消结合”的消防目标。利用电子技术、网路监控技术，设置火灾防控系统，对大型机械发动机舱内产生火点、火源的先兆进行实时捕捉、控制，可以实现事前报警、切断电源，及时消除火灾隐患。同时，可以通过数据采集装置，利用车载无线网路系统向中央控制室发送相关信息；通过中控室的管理，对历史记录保存、查询和工作电流数据、报警信息提供历史数据的支持；通过大型机械操作者、中央控制调度的双重管理，为监控、防消大型机械自燃现象的源头，提出了一种新的防控措施，使集装箱物流企业在消防安全能力建设方面上一个新台阶。