关于机舱水雾灭火系统无法处于准工作状态的技术浅析

付羊明

摘 要：本文通过一个水雾系统新增自带气泵发生问题的为例，从原理上分析了该故障产生的原因，重点阐述了故障排查及处理的过程，以为轮机管理人员处理类似问题提供参考。

关键词：水雾灭火系统 自带气泵 控制空气 弹簧

1.引言

机舱水雾灭火系统专用于机器处所（如主机、副机等场所），作为机舱大型固定灭火系统（如高倍泡沫、CO2）的一个补充，使用的介质为水，相对于其它如泡沫、CO2、干粉等，具有经济实惠的特点，对于油类物质的初期局部的火灾有良好的灭火效果，因而在船舶上得到广泛的运用。

2.故障现象

一艘新造VLCC油轮，机舱水雾灭火系统进行日常测试时，发现该系统在感光探测器及感烟探测器双信号触发后，系统能自动启动水泵，但机器处所的水雾喷头却没有水雾喷出。

3.水雾灭火系统的工作原理

该轮机舱水雾灭火系统采用的是丹麦NOVENCO公司生产的XFLOW SYSTEM型的固定式局部水雾灭火系统，喷头流量系数：1.86；4.66 L/MIN/BAR/2； 喷头型式：NHP2，NHP4；喷头最大水平距离：2.0～3.0M ；距被保护物最大垂直距离：5.0～16.5M；距被保护物最小垂直距离：0.5～4.7M；最大工作压力：1.16～1.15MPA；最小工作压力：0.66～0.77MPA；

火灾发生时，水雾火警探测系统在感光探测器及感烟探测器双信号触发后，系统联动启动水泵，同时打开去相应着火区域的电磁阀（双探测器的设置主要是用于防止系统误动作）。水泵启动后，其出口高压水作为动力水，去驱动一个活塞式气泵（也叫空气发生装置），气泵在高压水的驱动下，做一个行程的功用以压缩空气，压缩空气经过一个减压阀，再经过刚才已打开的电磁阀，去打开着火区域的气动水阀。此时已在阀前准备的高压水由经气动阀后，到达相应区域的喷头，顶开喷头的防尘阀喷出水雾灭火；该系统最大的特点是没有外接气源用于打开气动阀的动力，而是设置了一个气泵，主要是考虑外接气源在应急情况下的不可靠性。

水雾灭火系统通过改变水的物理状态，利用水雾喷头的特殊构造，使高压水流从洒水状态变成细小水雾滴喷射出来，它具用较高的电绝缘性能和良好的灭火性能。水喷雾的灭火机理主要是表面冷却、窒息、乳化和稀释作用，这四种作用在水雾滴喷射到燃烧物质表面时，通常是以几种作用同时发生并实现灭火的。

4.故障排查及处理

通过上面对水雾灭火系统的机理及系统工作原理的了解，我们顺着系统从源头开始排查：（1）检查水舱，水位高度7.2m，水舱存水量280M3；（2）检查水泵进出口阀，开关正常；（3）检查水泵，手动启动后，出口压力10bar，工作正常；（4）拆检水雾喷头并用压缩空气测试，工作正常；（5）手动打开气动阀后，喷头有正常水雾喷出；外接气源驱动气动阀时，气动阀可以打开。至此，问题应该就出现在气泵上面，气泵没有压缩出足以打开气动阀的压缩空气。

既然问题出现在气泵上，那么只要把气泵工作恢复正常就行。 气泵的工作原理：气泵为活塞式气泵，以高压水为动力，压缩一活塞片3，活塞从左至右做一个行程的功，并在右侧产生6bar以上的压缩空气，经出口止回阀17输出。

在检查时，如果把水泵进口阀关死，系统侧放尽残水，气泵弹簧能恢复至自由状态，气泵也能恢复至准工作状态；当再打开水泵进口阀（注：水雾灭火系统水泵进口阀必须处于常开状态，也即整个系统处于准工作状态，同时水舱水位应保持系統一次灭火所需的最少水量），气泵的弹簧会在水舱的静水压力下，慢慢被压缩到最右面，。因此分析是否为弹簧偏软，更换备用弹簧后，故障现象依然存在。经反复研究气泵工作情况后，发现气泵活塞在准工作状态时，左侧为水舱的静水压力P1，右侧除了弹簧压力P2外，还有一个活塞右侧被压缩的气体压力P3；活塞静止不动时，P1= P2+ P3；这样看来，问题是出在P3上了；当P3变小，侧静水压力会把活塞推向右侧，使系统无法进入准工作状态；P3变小是因为活塞右侧气腔泄漏。

通过检查，气泵出口侧没有发现漏气现象；拆检吸排气止回阀15/17，发现排气止回阀设置有弹簧，而吸气止回阀没有弹簧。由于船上没有弹簧备件，在截取一段圆珠笔内的弱弹簧装在吸气止回阀后，打开水泵进口阀进行测试，发现气泵活塞在向右运行约2CM后停止，模拟启动系统喷水雾正常。

5.原因分析

由于气泵的吸气止回阀不能有效止回（即气密性不佳），导致气泵活塞右侧的气压慢慢降低至大气压，而水舱的静水压力远比活塞右侧的弹簧力大，因而把气泵活塞向右压至最右端。 当系统启动水泵后，气泵不能产生压缩空气，从而使气动阀无法打开，喷头无法进行喷雾，也即水雾灭火系统无法进入准工作状态。

6.结束语

当船舶在海上航行时，由于外部支援无法及时到达，对火情稍有处理不当，就会演变成可怕的灾难。随着设备厂家对设备的不断更新，对轮机管理人员提出更高的要求；读透说明书，在经验中总结，在分析中提高，这样才能确保船舶航行和营运的安全。