安全正当时｜第十讲 散货船载运煤炭自燃事故预防
第十
讲
前 言
由于散货船具有货运量大，货源充足，航线固定，装卸效率高等优势，散货船运输获得良好的经济效益，已然成为运输船舶的主力军。目前，散货船运输量占水上货物运输的30%以上。然而，散货船因其所载的货种、装载情况、和受力变形等特点，导致其容易出现船体疲劳老化等缺陷，事故发生概率较大，引发航运业界高度关注。国际海事组织（IMO）、船级社协会（IACS）以及航运界、造船业对此高度重视，陆续出台了各种安全改良升级方案和措施，国际海事组织在1997年11月召开的第4次大会上通过了关于散货船结构安全的SOLAS第XII章“散货船的附加安全措施”，并于1999年7月1日生效，其后有进行了多次修正；同时其他相关公约、强制规定等相继生效和实施都对散货船提出了更高的要求。
大宗散货运输中，煤炭的运输是其中主要的货物之一。由于运输或装卸过程中经常发生煤炭自燃事故，如若处置不当或时机不对，极易造成船毁人亡。本期“安全正当时”将对散货船运输煤炭过程中发生的自燃事故进行分析，提出相应的预防措施建议，供航运相关人员从中汲取事故教训，总结经验，预防类似事故再次发生。
近年发生的散货船载运煤炭自燃事故典型案例
2009年1月7日，散货船“恒瑞6”轮从秦皇岛港装载1万2千吨散装煤炭航行至山东石岛附近水域时，2号、3号货舱煤炭发生自燃，威胁船舶安全，船舶迅速靠泊石岛新港码头，紧急卸货后，消除了火灾隐患。
2009年1月9日，浙江岱山高翔海运有限责任公司所属“浙舟508”轮装载煤炭驶离秦皇岛港后仅6个小时，煤炭突然自燃，后舱冒起浓烟，经过两个小时的紧急扑救，明火消除，船舶被迫返港彻查隐患。
2009年2月15日，福建省石狮市环宇海运有限责任公司所属“中泰16”轮装载1万6千吨煤炭，在张家港沙钢集团码头卸载期间，货舱煤炭发生自燃。经过几个小时的紧张灭火，险情被控制。
2019年11月17日，宁波众盟航联科技股份有限公司所属“众盟航联”轮（总吨：40437）在辽宁鲅鱼圈卸货期间，第一、三、五货舱所载煤炭发生自燃，所幸扑救及时，未造成人员伤亡。
图1 煤炭自燃
煤 炭 自 燃 原 因 分 析
煤炭是天然存在的无定形单质碳，其中含有一些由碳、氢、氮等组成的化合物，以及少量硫、铁、磷、砷等物质。单质碳在自然界中常温状态下是较为稳定的元素，不易与氧发生化学反应。在煤炭发生自燃的初期即积热过程，很大程度是煤炭中所含黄铁矿所致，黄铁矿被氧化成为三氧化二铁和三氧化硫，并放出热量。因此，煤炭的灰分（矿物质）含量和挥发分(氧化后成为气体)含量对自燃难易程度有显著影响，含硫量越高越易发生自燃。除此以外，煤炭还含有其他易燃元素，如磷元素，极易与氧发生化学反应并产生热量。
粉状煤炭相比块状煤炭，其接触空气的面积更广，极易吸收空气中的水分和氧气。煤炭之间的缝隙可散发热量，粉状煤缝隙相比较大，较块状煤更易氧化积热和自燃。然而，煤炭一旦发生燃烧，块状煤炭却因缝隙中的空气补充使燃烧更加加剧。
首先是空气。空气中的氧是碳发生氧化反应的主要参与者和作用者。通风状态下的货舱，其持续不断的空气补给加剧了煤炭自燃并得以延续；但如在煤炭自热初期，流动的空气可以带走部分热量，能一定程度上减弱煤炭内部的积热，因此开舱通风又是降低自热自燃风险的一项重要措施。
其次是水分。煤炭中以及空气中积蓄的水分对煤炭的自热起到积极的促进作用，因为自热时的化学反应需伴随少量的水分。同时，煤炭因其本身的物理性质，会吸附空气中的水分，当水被煤吸附时会放出大量热，即润湿热，进而加速煤炭自热，对低品级的煤自热影响较大。
防 范 措 施
船长应在装载前，尽早获得预装煤炭的成分分析报告。报告应至少包括“煤炭产地、牌号、灰分、粒度、湿度、储存时间、自燃特性”等信息，为正确积载煤炭提前做好准备。
日常和装载前应对货舱舱口围、货舱盖等部件进行检查，尤其应注意橡胶封垫的完好程度，及时更新老化的部件，确保货舱风雨密。检查货舱通风筒和关闭装置，使之处于完好状态。
检查货舱舱内电器和缆线，及时更换老化设备。
检查舱底污水阱、污水管路和吸口，注意阱口、吸口避免被煤粉封堵。
装载前应注意检查煤炭在堆场是否已发生自燃，如发现即将装船的煤炭有自燃现象，应洒水灭火降温。
如因防尘要求而洒水时，应注意洒水的速度和数量，防止水量过多。对于颗粒度极小的煤炭，如晒水过多，易发生液化。
对于牌号低或含硫量高，以及粒度小、湿度大的煤炭，应避免装载于毗邻机舱和加热燃油舱等容易发热的仓位或部位。
装卸过程中应加强值班，注意观察，发现煤炭有燃烧或高温现象（冒烟、冒气）时，应立即停止装载，并采取灭火或降温措施，或应优先卸载有自热或自燃现象的煤炭，并应尽量隔离堆装。
在机舱舱壁处部位，应尽量采用斜坡式的装载方式，减少机舱高温对煤的热传导。
装载结束后，应及时关舱，并确保舱盖风雨密，防止甲板上浪和下雨造成舱内煤炭浸水。
适当通风。开启通风筒、舱盖通风窗进行通风；若条件允许，也可开启舱盖进行自然通风。
注意，对货舱的通风一定要适度。在煤炭积热阶段以降低表面温度和驱散有毒有害气体为限。在高温天气下运输，如煤炭温度上升到70度左右时，将加速氧化，需要大量氧气，此时就不宜通风，应立即封舱，关闭空气管、通风筒等，尽量隔绝空气，防止空气对流而加速煤的氧化。
定时观察和检测煤温及有害气体。可选用红外远程测温仪器，对货舱内不同位置煤炭进行定期检测，随时掌握温度变化；亦可对CO浓度进行连续监测，从而了解煤的氧化程度。
建议航运公司为船舶配备适当的检测仪器，以便在人员不进入货舱情况下亦能测得可靠检测数据。如确须人员进入货舱时，应使用自给式呼吸器或佩戴防毒面具。同时要注意避免使用明火，消除静电，携带防爆型照明用具。
对于双层底内的加温油舱，应尽量减少加温时间；驳油后应立即停止加温。
当货舱内温度明显升高时，可采取对甲板和舱盖板或舱壁外侧洒水等降温措施。
参考文献：
1.中华人民共和国河北海事局.散货船现场监督检查指南〔M〕.北京∶人民交通出版社，2014.
2.中华人民共和国河北海事局.散货船交通管理指南〔M〕.北京∶人民交通出版社，2014.