煙氣惰性氣體品質(zhì)監(jiān)控設(shè)計輪機(jī)工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計畢業(yè)論(編輯修改稿)
2025-07-10 09:33 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 于缺氧區(qū)，這樣無論可燃?xì)鉂舛忍幱诤畏N狀態(tài)，有火源也不會產(chǎn)生燃燒爆炸，這是最簡單也最容易實現(xiàn)的辦法，就是向油艙內(nèi)充注氧氣含量很少的所謂“惰性氣體”，使油艙內(nèi)氧氣含量降低到足夠低。目前綜合考慮經(jīng)濟(jì)性，安全性，連續(xù)供應(yīng)能力等因素，惰性氣體主要來源為船上主、輔鍋爐排出的煙氣。 通過科學(xué)實驗，并經(jīng)過實踐的檢驗繪制出了碳?xì)淇扇細(xì)怏w和空氣混合氣體的可燃極限圖 : 圖 31 碳?xì)錃怏w與空氣混合氣體的可燃極限圖 Fig 31 the flammable limit diagram of Hydrocarbon gas and air mixture 由圖可知縱坐標(biāo)為碳?xì)錃怏w體積含量，橫坐標(biāo)為氧氣 體積含量。圖中共分三個區(qū)域：惰性區(qū)、可燃可爆區(qū)、不可燃區(qū)。 （ 1）當(dāng)碳?xì)淇扇細(xì)怏w的容積濃度在 1%～ 10%之間時，碳?xì)錃怏w與空氣混合氣體處可燃可爆區(qū)域， 1%為可燃下極限， 10%為可燃的上極限，而碳?xì)錃怏w容積濃度小于 1%或大于 10% 均為不可燃區(qū)。 （ 2）當(dāng)氧氣濃度在 11%～ 21%之間時，碳?xì)錃怏w與空氣混合氣體處于可燃可爆區(qū)；隨著氧氣濃度的減小，可燃 可爆區(qū)域也逐步縮?。划?dāng)氧氣濃度為 11%時，上、下極限交于 B 點；若低于11%,則不管碳?xì)錃怏w濃度為多少，均不會發(fā)生燃燒、爆炸，即為圖中惰性區(qū)。 5 據(jù)上述可得，為達(dá)到油船防燃防爆的目的，應(yīng)該創(chuàng)造兩個條件：要么將氧氣濃度控制在11%以下，要么將碳?xì)淇扇細(xì)怏w容積濃度控制在小于可燃下極限或大于可燃上極限。然而要完全準(zhǔn)確地控制碳?xì)淇扇細(xì)怏w的容積濃度在現(xiàn)實中極難實現(xiàn)，而控制油艙中氧氣濃度使之在 11%以下（ SOLAS 公約規(guī)定為 8%以下）都是可行的。方法就是向裝油品的艙中充填惰性氣體（惰性氣體中的氧含量在 5%以下），這樣使艙 室空間中氧氣含量始終保持在 8%以下，從而達(dá)到防燃防爆的目的。 煙氣惰性氣體 發(fā)生裝置 的優(yōu)點及缺點分析 優(yōu)點：原理簡單，價格便宜，易得。 主要缺點： ① 裝置占用空間很大，安裝的空間位置要求很特殊，而且對安裝和維護(hù)要求更高，否則達(dá)不到最佳運行狀態(tài)，甚至不能可靠運行。比如，由于煙氣溫度高，灰塵較重，水份和臟物沉積多 ，裝置中 的蝶閥和煙道閥很容易失靈，通常會出現(xiàn)咬死現(xiàn)象，造成整機(jī)不能工作。 ② 氮氣品質(zhì)欠佳， 當(dāng)風(fēng)油比在正常情況下燃料油在鍋爐內(nèi)燃燒所產(chǎn)生的廢氣，其成分： N2為77％ ， CO2為 13％ ， H2O為 5％ ， O2為 3％ ～ 4％， SO2為 ％ ，其余為一些固體微粒 ，因此裝置的可靠性 難以滿足化學(xué)品船和液化氣船的高要求；船的擺動對產(chǎn)氮效果影響大。 ③ 洗滌塔內(nèi)冷卻水 使用的是海水，再則，生成的氮氣中含有 SO2 ，對設(shè)備的腐 蝕性很強(qiáng)，因而，對管道材料有特殊要求。另外，洗滌塔中的濾網(wǎng)容易凝結(jié)，影響降溫除塵的效果 。 ④ 日常維護(hù)非常繁瑣，氮氣風(fēng)機(jī)每次工作完畢需及時用淡水沖洗，很容易導(dǎo)致電機(jī)和 各參數(shù)分析儀的損 壞，加上腐蝕和機(jī)械的原因，易出現(xiàn)振動 。 ⑤ 對甲板水封的水位和管道敷設(shè)的要求嚴(yán)格。 ⑥ 對操作和維護(hù)人員的要求很 高。 3 不合格煙氣惰性氣體充注油艙產(chǎn)生的危害分析 煙氣惰性氣體品質(zhì)要求 表 31 煙氣惰性氣體品質(zhì)要求 Tab31 the quality requirements of exhaust inert gas 溫度 含水量 灰分 化學(xué)成分 供氣能力和供氣 壓力 比冷卻水溫度高 5℃ 少于 1g/kg惰氣 除去率 95～99% O2： 3～ 5% CO2： 14% CO： — SO2： 50ppm 其余為 N2 2021～22500Nm2/h ～ 105Pa 各 參數(shù) 超過標(biāo)準(zhǔn)造成危害分析 一 、 水分含量超過標(biāo)準(zhǔn)危害 (1) 有水分存在時，燃料氧化速度加快，其膠質(zhì)生成量也加大。如輕質(zhì)燃料油中含有水分，不但使設(shè)備增加腐蝕和降低效率，而且由于較多的含水，則使冰點升高，低溫流動性能變壞，嚴(yán)重時會造成熄火，甚至發(fā)生機(jī)械爆炸的危險； (2)油品 含水， 在船舶不斷晃動及貨油泵離心葉輪的攪動過程中， 則會造成油品乳化， 油 6 品品質(zhì)下降。例如潤滑油中含水將 破壞油膜，降低潤滑效果而增加磨損，同時還能腐蝕機(jī)件，加速潤滑油的變質(zhì)和劣化，特別是對含有添加劑較多的潤滑油。 (3)油品 含水 會導(dǎo)致 金屬油艙 內(nèi)壁生銹 。 （ 4）水分對大多 數(shù)添加劑都起不良作用，能使其發(fā)生水解，產(chǎn)生乳化、凝聚和分離。這些壞現(xiàn)象致使添加劑失去效用，產(chǎn)生腐蝕性物質(zhì)或乳化性物質(zhì)，直至油品報廢不能使用。 二 、 溫度超過標(biāo)準(zhǔn)危害分析 當(dāng)高溫?zé)煔舛栊詺怏w進(jìn)入油艙，將使局部油溫升高，使蒸發(fā)量增加，使得油氣濃度升高，當(dāng)壓力升高到一定值，油氣從油艙呼吸閥排出， 造成一定的損失 和污染 ；另一方面 高溫下，油品的氧化加速，使得油品品質(zhì)下降。 三 、 灰分超過標(biāo)準(zhǔn)造成的危害分析 灰分指的是 為各種礦物元素的氧化物。主要元素有 Ca、 Mg、 K、 Na、 Si、 P、 S、 Fe、 Al等，此外，尚有微量元素 ?；曳?進(jìn)入原油中后可能形成沉淀，并影響原油煉化。 四 、 二氧化硫超過標(biāo)準(zhǔn)造成的危害分析 煙氣中含有 的 SO2在高溫的管道中會發(fā)生化學(xué)反應(yīng) ,
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