集装箱正面吊发动机舱防火技术改造

刘政刚 刘成明

集装箱正面吊的发动机舱采用半封闭结构，涡轮增压器的工作温度较高，发动机上方铺设大量油管，发动机燃油管路、液压油管路与电路布置在一起。针对集装箱正面吊发动机舱在防火设计方面存在的上述缺陷，在发动机上方加装自动灭火器装置，为涡轮增压器和排气管路加装保护套，将油路与电路分开布置，同时优化启动电路，从而有效降低集装箱正面吊火灾发生概率。

1 集装箱正面吊发动机舱火灾隐患点

集装箱正面吊一般在水泥路面上作业，而夏季地面温度往往超过50 ℃，加之发动机舱的通风环境较差，导致发动机的工作温度超过80 ℃，涡轮增压器的表面温度超过300 ℃；当发动机舱内液压油、机油、纸张等可燃材料的燃点或闪点低于涡轮增压器的表面温度时，集装箱正面吊面临较高的火灾风险。集装箱正面吊发动机舱部分可燃材料的着火点和闪点见表1。

2 集装箱正面吊发动机舱防火设计缺陷

2.1 发动机上方防火设计缺陷

（1）发动机上方液压系统管路较多，尤其是驾驶室内部液压油路复杂，容易因液压油滴漏到涡轮增压器上而引发火灾事故。

（2）由于涡轮增压器和排气管路的工作温度较高，加之缺乏有效防护措施，当油品滴漏到涡轮增压器、排气管路上时，容易引发火灾事故。

（3）发动机舱为半封闭结构且位于驾驶室下方，当出现火灾险情时，无法用手持式灭火器及时灭火，容易导致火灾扩大化。

2.2 发动机电路防火设计缺陷

（1）启动控制电路防火设计缺陷。发动机的启动通过启动开关控制启动电机来实现。当启动开关或启动继电器不能回位或出现故障时，启动电机的磁吸开关无法回位，造成发动机启动后一直带动启动电机旋转或启动电机持续工作，导致启动电机内部碳刷与转子之间产生火花，从而引发火灾事故。

（2）发电机电路防火设计缺陷。由于发电机电路的正极与负极未分开接线，在发动机长期工作振动的影响下，正负极线路容易发生短路，进而引发火灾事故。

2.3 發动机柴油管路和启动预热电路布置缺陷

集装箱正面吊长期使用后，发动机预热电路的继电器容易出现不回位故障，使发动机一直处于预热状态，从而导致发动机过热。此时，若发动机柴油回油管离预热装置太近，容易引发火灾事故。

3 集装箱正面吊发动机舱防火技术改造

方案

3.1 发动机上方防火改造

3.1.1 加装自动灭火器

选用某品牌悬挂式干粉自动灭火器，型号为FFX- ACD0.4-MCX。自动灭火器由壳体、超细干粉、启动器及热敏线（或电火头）组成，其启动方式分为热启动和电启动。热启动：热敏线遇明火（温度大于）快速燃烧，致使启动器内的气体发生剂瞬间产生压力，驱动灭火器喷射干粉灭火。电启动：由火灾报警系统或人工将灭火器接通12～24 V直流电源，电火头装置启动器内的气体发生剂瞬间产生压力，驱动灭火器喷射干粉灭火。为了防止自动灭火器误动作，在灭火器动作电路上增设手动开关；在检修时，手动断开电路，以保障维修人员安全。自动灭火器的启动电路如图1所示，加装完毕后的自动灭火器见图2。

3.1.2 排气系统加装防火装置

涡轮增压器、排气歧管加装防护罩（见图3），同时排气管缠绕隔热带（见图4）。改造前涡轮增压器的表面温度为307 ℃，改造后涡轮增压器保护套的表面温度为50 ℃，表面温度明显降低（见图5），从而大大降低发生火灾的可能性。

3.1.3 加装导油槽

在发动机上方与驾驶室下方之间的盖板上加装导油槽（见图6），防止液压油滴漏到涡轮增压器、排气管路、消音器等高温装置上；同时，在发动机盖板连接部位的底部加装3条导油槽， 以便将滴漏的液压油引导到发动机侧面，避免液压油顺盖板连接部位滴漏到发动机高温部位后引发火灾。导油槽材料为厚1.5 mm 的冷轧不锈钢板，其一侧加装烧焊挡板。

3.2 电路防火改造

3.2.1 发动机启动电路改造

在启动电机的控制电路上加装常开按钮。当司机启动发动机时，需要将钥匙开关拧到启动位置，同时按下常开按钮；发动机启动后，松开启动钥匙和常开按钮。只有当钥匙开关和常开按钮同时发生故障或者启动电机的磁吸开关损坏时，才会出现启动电机不回位的问题，从而有效保护启动电机。改造前后发动机启动控制电路对比见图7。

3.2.2 发电机电路改造

以配置的沃尔沃TWD1240VE发动机的发电机电路为例，其正负极电路未完全分开。使用一段时间后，正负极电路发生摩擦，易引发火灾事故。改造时，将发电机电路的正负极线路分开，防止因线路老化导致电路短路而引发火灾。改造前后发电机电路布置对比见图8。

3.2.3 发动机燃油管路布置改造

改造前，发动机的柴油管路与电路交叉布置在一起。例如，沃尔沃TWD1240VE发动机的燃油管路与预热电缆束在一起，容易造成燃油管磨穿漏油，当预热电路出现故障时，电路高温易引燃燃油而形成火灾。鉴于此，将发动机的燃油管路与预热电路分开布置，防止电路过热传导给燃油管而引发火灾。改造前后发动机燃油管路与电路布置对比见图9。

4 集装箱正面吊发动机舱防火技术改造

效果

从实际应用来看：在集装箱正面吊发动机上方加装自动灭火器、排气系统加装保护装置、安装导油槽等改造措施可以有效降低因发动机上方高温而引发火灾的概率；通过在启动电机控制电路上加装常开按钮，不仅可以降低启动控制电路发生火灾的概率，还可以在一定程度上保护启动电机；发动机燃油管路与电路分开布置，可以避免因电路短路引燃燃油管而引起的火灾事故。

从经济效益来看：广州港南沙港务有限公司在实施集装箱正面吊发动机舱防火技术改造前的2014―2015年损坏启动电机3个；实施改造后的2016年1月到2017年12月未出现启动电机损坏的问题，并且发电机和发电机调节器的损坏率也大大降低。