集裝箱正面吊發動機艙防火技術改造

劉政剛 劉成明

集裝箱正面吊的發動機艙采用半封閉結構，渦輪增壓器的工作溫度較高，發動機上方鋪設大量油管，發動機燃油管路、液壓油管路與電路布置在一起。針對集裝箱正面吊發動機艙在防火設計方面存在的上述缺陷，在發動機上方加裝自動滅火器裝置，為渦輪增壓器和排氣管路加裝保護套，將油路與電路分開布置，同時優化啟動電路，從而有效降低集裝箱正面吊火災發生概率。

1 集裝箱正面吊發動機艙火災隱患點

集裝箱正面吊一般在水泥路面上作業，而夏季地面溫度往往超過50 ℃，加之發動機艙的通風環境較差，導致發動機的工作溫度超過80 ℃，渦輪增壓器的表面溫度超過300 ℃；當發動機艙內液壓油、機油、紙張等可燃材料的燃點或閃點低于渦輪增壓器的表面溫度時，集裝箱正面吊面臨較高的火災風險。集裝箱正面吊發動機艙部分可燃材料的著火點和閃點見表1。

2 集裝箱正面吊發動機艙防火設計缺陷

2.1 發動機上方防火設計缺陷

（1）發動機上方液壓系統管路較多，尤其是駕駛室內部液壓油路復雜，容易因液壓油滴漏到渦輪增壓器上而引發火災事故。

（2）由于渦輪增壓器和排氣管路的工作溫度較高，加之缺乏有效防護措施，當油品滴漏到渦輪增壓器、排氣管路上時，容易引發火災事故。

（3）發動機艙為半封閉結構且位于駕駛室下方，當出現火災險情時，無法用手持式滅火器及時滅火，容易導致火災擴大化。

2.2 發動機電路防火設計缺陷

（1）啟動控制電路防火設計缺陷。發動機的啟動通過啟動開關控制啟動電機來實現。當啟動開關或啟動繼電器不能回位或出現故障時，啟動電機的磁吸開關無法回位，造成發動機啟動后一直帶動啟動電機旋轉或啟動電機持續工作，導致啟動電機內部碳刷與轉子之間產生火花，從而引發火災事故。

（2）發電機電路防火設計缺陷。由于發電機電路的正極與負極未分開接線，在發動機長期工作振動的影響下，正負極線路容易發生短路，進而引發火災事故。

2.3 發動機柴油管路和啟動預熱電路布置缺陷

集裝箱正面吊長期使用后，發動機預熱電路的繼電器容易出現不回位故障，使發動機一直處于預熱狀態，從而導致發動機過熱。此時，若發動機柴油回油管離預熱裝置太近，容易引發火災事故。

3 集裝箱正面吊發動機艙防火技術改造

方案

3.1 發動機上方防火改造

3.1.1 加裝自動滅火器

選用某品牌懸掛式干粉自動滅火器，型號為FFX- ACD0.4-MCX。自動滅火器由殼體、超細干粉、啟動器及熱敏線（或電火頭）組成，其啟動方式分為熱啟動和電啟動。熱啟動：熱敏線遇明火（溫度大于）快速燃燒，致使啟動器內的氣體發生劑瞬間產生壓力，驅動滅火器噴射干粉滅火。電啟動：由火災報警系統或人工將滅火器接通12～24 V直流電源，電火頭裝置啟動器內的氣體發生劑瞬間產生壓力，驅動滅火器噴射干粉滅火。為了防止自動滅火器誤動作，在滅火器動作電路上增設手動開關；在檢修時，手動斷開電路，以保障維修人員安全。自動滅火器的啟動電路如圖1所示，加裝完畢后的自動滅火器見圖2。

3.1.2 排氣系統加裝防火裝置

渦輪增壓器、排氣歧管加裝防護罩（見圖3），同時排氣管纏繞隔熱帶（見圖4）。改造前渦輪增壓器的表面溫度為307 ℃，改造后渦輪增壓器保護套的表面溫度為50 ℃，表面溫度明顯降低（見圖5），從而大大降低發生火災的可能性。

3.1.3 加裝導油槽

在發動機上方與駕駛室下方之間的蓋板上加裝導油槽（見圖6），防止液壓油滴漏到渦輪增壓器、排氣管路、消音器等高溫裝置上；同時，在發動機蓋板連接部位的底部加裝3條導油槽， 以便將滴漏的液壓油引導到發動機側面，避免液壓油順蓋板連接部位滴漏到發動機高溫部位后引發火災。導油槽材料為厚1.5 mm 的冷軋不銹鋼板，其一側加裝燒焊擋板。

3.2 電路防火改造

3.2.1 發動機啟動電路改造

在啟動電機的控制電路上加裝常開按鈕。當司機啟動發動機時，需要將鑰匙開關擰到啟動位置，同時按下常開按鈕；發動機啟動后，松開啟動鑰匙和常開按鈕。只有當鑰匙開關和常開按鈕同時發生故障或者啟動電機的磁吸開關損壞時，才會出現啟動電機不回位的問題，從而有效保護啟動電機。改造前后發動機啟動控制電路對比見圖7。

3.2.2 發電機電路改造

以配置的沃爾沃TWD1240VE發動機的發電機電路為例，其正負極電路未完全分開。使用一段時間后，正負極電路發生摩擦，易引發火災事故。改造時，將發電機電路的正負極線路分開，防止因線路老化導致電路短路而引發火災。改造前后發電機電路布置對比見圖8。

3.2.3 發動機燃油管路布置改造

改造前，發動機的柴油管路與電路交叉布置在一起。例如，沃爾沃TWD1240VE發動機的燃油管路與預熱電纜束在一起，容易造成燃油管磨穿漏油，當預熱電路出現故障時，電路高溫易引燃燃油而形成火災。鑒于此，將發動機的燃油管路與預熱電路分開布置，防止電路過熱傳導給燃油管而引發火災。改造前后發動機燃油管路與電路布置對比見圖9。

4 集裝箱正面吊發動機艙防火技術改造

效果

從實際應用來看：在集裝箱正面吊發動機上方加裝自動滅火器、排氣系統加裝保護裝置、安裝導油槽等改造措施可以有效降低因發動機上方高溫而引發火災的概率；通過在啟動電機控制電路上加裝常開按鈕，不僅可以降低啟動控制電路發生火災的概率，還可以在一定程度上保護啟動電機；發動機燃油管路與電路分開布置，可以避免因電路短路引燃燃油管而引起的火災事故。

從經濟效益來看：廣州港南沙港務有限公司在實施集裝箱正面吊發動機艙防火技術改造前的2014―2015年損壞啟動電機3個；實施改造后的2016年1月到2017年12月未出現啟動電機損壞的問題，并且發電機和發電機調節器的損壞率也大大降低。