一种船舶消防系统的制作方法

1.本发明实施例涉及船舶安全的技术领域，尤其涉及一种船舶消防系统。


背景技术：

2.甲醇作为基本有机原料之一，用于制造氯甲烷、甲胺和硫酸二甲酯等多种有机产品，也是基本的化工原料之一，同时，甲醇作为新型船用燃料，几乎不产生硫氧化物和颗粒物，环境友好且效益可观，是一种可持续发展型的燃料，但是由于甲醇燃料为无色、易挥发、易燃、易爆液体，使用船舶储存运输甲醇并将甲醇作为燃料过程中，存在一定的风险，因此实施安全有效甲醇的火警消防方案是十分必要的。
3.目前船舶上主要是采用感温感烟探头、视频监控来探测火警的发生，而甲醇易挥发，且初步燃烧时产生的烟雾少、火焰颜色淡，目前的火警探测系统无法及时探测到甲醇火情，甚至无法探测到甲醇火情，对于储存了甲醇的船舶来说风险更大。


技术实现要素：

4.本发明实施例提出了一种船舶消防系统，以解决目前的船舶上的消防系统无法及时探测甲醇火情、甚至无法探测甲醇火情的问题。
5.本发明实施例提供了一种船舶消防系统，应用于以甲醇作为能源的船舶，包括：
6.甲醇起火监测模块，用于采用多探头对船舶上的甲醇起火风险区域进行火情探测，以及采用摄像头采集视频数据，并将视频数据发送到视频显示器，以及在探测到甲醇起火时向安全模块和灭火模块发送甲醇起火报警指令；
7.甲醇泄露监测模块，用于对所述船舶上的甲醇泄露风险区域进行监测，以及在监测到甲醇泄露时向所述安全模块发送甲醇泄露指令；
8.安全模块，用于在接收到甲醇起火报警指令和/或甲醇泄露指令时执行保护措施；
9.灭火模块，用于在接收到甲醇起火报警指令时，启动灭火装置灭火。
10.可选地，所述甲醇起火监测模块，包括：
11.烟感器，用于监测所述船舶上的甲醇起火风险区域是否发生甲醇起火；
12.红外探头，用于监测所述船舶上的甲醇起火风险区域是否发生甲醇起火；
13.甲醇起火确定子模块，用于在所述烟感器和所述红外探头均监测到甲醇起火时确定所述船舶上发生甲醇起火；
14.甲醇起火报警指令发送子模块，用于在所述甲醇起火确定子模块确定发生甲醇起火时，向所述安全模块和所述灭火模块发送甲醇起火报警指令。
15.可选地，所述甲醇起火监测模块，包括：
16.红外摄像头，用于对所述船舶上的甲醇起火风险区域采集红外视频数据；
17.鱼眼摄像头，用于对所述船舶上的甲醇起火风险区域采集全景视频数据；
18.视频显示器，用于将所述红外视频数据和所述全景视频数据显示在显示器上。
19.可选地，所述甲醇起火监测模块包括：
20.温度采集子模块，用于采集所述船舶上的甲醇起火风险区域的温度，并在温度大于预设阈值时向喷水模块发送喷水降温指令。
21.可选地，所述船舶消防系统还包括：
22.喷水模块，用于在接收到所述温度采集子模块发送的喷水降温指令时，对所述船舶上的甲醇起火风险区域进行喷水。
23.可选地，所述甲醇泄露监测模块，包括：
24.甲醇浓度探测子模块，用于探测所述船舶上的甲醇泄露风险区域的甲醇浓度；
25.甲醇浓度等级确定子模块，用于确定所述甲醇浓度所属的浓度等级；
26.甲醇泄露指令发送子模块，用于根据所述浓度等级向所述安全模块发送相应等级的甲醇泄露指令。
27.可选地，所述甲醇泄露监测模块还包括：
28.甲醇泄露显示子模块，用于显示所述甲醇泄露风险区域的甲醇浓度；
29.数据记录子模块，用于记录所述甲醇泄露风险区域的甲醇浓度。
30.可选地，所述甲醇泄露监测模块，还包括：
31.喷水稀释指令发送子模块，用于在所述甲醇浓度大于预设阈值时向喷水模块发送喷水稀释指令。
32.可选地，所述船舶消防系统，还包括：
33.喷水模块，用于在接收到所述喷水稀释指令发送子模块发送的所述喷水稀释指令时，对所述船舶上的甲醇泄露风险区域进行喷水。
34.可选地，所述安全模块包括：
35.报警子模块，用于在接收到甲醇起火报警指令和/或甲醇泄露指令时报警；
36.甲醇输送切断子模块，用于接收到甲醇起火报警指令和/或甲醇泄露指令切断甲醇输送。
37.本发明实施例的船舶消防系统应用于以甲醇作为能源的船舶，通过甲醇起火监测模块采用多探头对船舶上的甲醇起火风险区域进行火情探测，以及采用摄像头采集视频数据，并将视频数据发送到视频显示器，以及在探测到甲醇起火时向安全模块和灭火模块发送甲醇起火报警指令，还通过甲醇泄露监测模块对船舶上的甲醇泄露风险区域进行监测，以及在监测到甲醇泄露时向安全模块发送甲醇泄露指令，实现了在船舶上通过多探头和视频同时对甲醇火情进行监测，同时还通过甲醇泄露监测模块监测甲醇泄露，能够准确、及时监测到甲醇火情和甲醇泄露，并通过安全模块和灭火模块执行相应的消防措施，保障了船舶安全。
附图说明
38.图1为本发明实施例提供的一种船舶消防系统的结构框图；
39.图2为本发明另一实施例提供的一种甲醇起火监测模块的结构框图；
40.图3是本发明又一实施例提供的一种甲醇泄露监测模块的结构框图。
具体实施方式
41.下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描
述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
42.在船舶储存运输甲醇并将甲醇作为燃料的过程中，在内部气压的作用下管道在使用一定时间后容易出现泄漏，或在连接时焊接处出现焊缝也会存在泄漏的可能，由于甲醇燃料无色、易挥发、易燃、易爆的特殊性，则可能引起燃烧、爆炸或中毒等危险，并且甲醇具有低闪点(闪点为11℃)的特性，在一定强度的阳光照射或灯光照射下，很可能出现甲醇正在燃烧但是人眼无法察觉的危险，因此，对于甲醇作为燃料并储存运输于船舶上的情况，基于甲醇燃料的风险评估，本实施例给出了基于甲醇燃料特性的一种结构简单、使用方便且能快速反应的消防实施方案。
43.参照图1，示出了本发明实施例的一种船舶消防系统结构框图，该船舶消防系统可以包括甲醇起火监测模块10、甲醇泄露监测模块20、安全模块30和灭火模块40，其中，安全模块30分别与甲醇起火监测模块10和甲醇泄露监测模块20连接，灭火模块40与甲醇起火监测模块10连接。
44.具体而言，甲醇起火监测模块10可以包括针对甲醇燃烧特性而设置的至少一种传感器，该传感器可以有效监测到甲醇燃烧，在一个可选实施例中，甲醇起火监测模块10可以包括可以监测到甲醇燃烧的至少一种传感器和摄像头，其中，摄像头可以包括普通光学摄像头和红外摄像头，则可以将各种传感器和摄像头设置在船舶上的甲醇起火风险区域，例如，甲醇起火风险区域可以是船舶的甲醇泵仓、甲醇为燃料的主机等易于发生甲醇起火的区域。
45.本发明实施例中，甲醇起火监测模块10用于采用多探头对船舶上的甲醇起火风险区域进行火情探测，以及采用摄像头采集视频数据，并将视频数据发送到视频显示器，以便值班人员采用闭路电视监控系统实时监测，以及在探测到甲醇起火时向安全模块30和灭火模块40发送甲醇起火报警指令，以警示船员对火灾作迅速反应。其中，安全模块30可以是具备甲醇火警报警和切断甲醇供应的模块，灭火模块40可以是有效对甲醇起火进行扑灭的模块。
46.甲醇泄露监测模块20可以是探测到甲醇泄露的模块，甲醇泄露监测模块20可以设置在船舶上的甲醇泄露风险区域，用于对船舶上的甲醇泄露风险区域进行监测，以及在监测到甲醇泄露时向安全模块30发送甲醇泄露指令。其中，船舶上的甲醇泄露风险区域可以是甲醇输送管道内、甲醇输送管道外、甲醇泵间等易于发生甲醇泄露的区域，空气中的甲醇气体达到一定浓度时，经人体消化道、呼吸道或皮肤摄入都会产生毒性反应，对人体的神经系统和血液系统影响最大，因此，在船舶使用甲醇作为燃料并储存运输的过程中，对甲醇气体泄露的检测是十分必要的。
47.安全模块30可以是具有报警和执行相应保护措施的模块，安全模块30用于在接收到甲醇起火监测模块10发送的甲醇起火报警指令和/或甲醇泄露监测模块20发送的甲醇泄露指令时执行保护措施，例如，可以全船发送甲醇起火、泄露报警信号，该报警信号可以是提示音、警示灯等，还可以在发生甲醇起火、泄露时切断甲醇供应。
48.灭火模块40用于在接收到甲醇起火监测模块10发送的甲醇起火报警指令时，启动灭火装置灭火。甲醇液体或气体在遇到静电或明火时，都可能发生燃烧、爆炸，甲醇火灾是属于水溶性的b类火灾，因此，灭火装置选用的灭火剂可以为抗溶性泡沫、干粉、二氧化碳、
砂土等。考虑到在起火空间内有船员的情况下，灭火剂的突然释放可能会对人体造成一定的伤害，因此，对于设备自动化工作而无员工工作的空间区域，可以采用自动释放灭火装置的方式，而对于有船员工作的区域，可以采用警报提醒船员手动释放灭火装置的方式，在灭火的同时考虑和保障了船员的人身安全，避免灭火剂给人体带来的伤害，具体可以根据实际情况来设定。灭火模块40能根据甲醇起火报警指令启动灭火装置灭火，保障了船员的人身安全，也阻止了火势蔓延，减少了船舶上的经济和物料损失。
49.本发明实施例的船舶消防系统应用于以甲醇作为能源的船舶，通过甲醇起火监测模块采用多探头对船舶上的甲醇起火风险区域进行火情探测，以及采用摄像头采集视频数据，并将视频数据发送到视频显示器，以及在探测到甲醇起火时向安全模块和灭火模块发送甲醇起火报警指令，还通过甲醇泄露监测模块对船舶上的甲醇泄露风险区域进行监测，以及在监测到甲醇泄露时向安全模块发送甲醇泄露指令，实现了在船舶上通过多探头和视频同时对甲醇火情进行监测，同时还通过甲醇泄露监测模块监测甲醇泄露，能够准确、及时监测到甲醇火情和甲醇泄露，并通过安全模块和灭火模块执行相应的消防措施，保障了船舶安全。
50.如图2所示，在本发明的一个可选的实施例中，甲醇起火监测模块10可以包括烟感器101、红外探头102、甲醇起火确定子模块103和甲醇起火报警指令发送子模块104。
51.其中，烟感器101和红外探头102设置在船舶上的甲醇起火风险区域，用于监测船舶上的甲醇起火风险区域是否发生甲醇起火，具体地，烟感器101可以将探测区域烟雾浓度的变化转换为电信号而实现报警目的，红外探头102可以敏感地识别出火焰中的特定波长段，进而识别火灾的发生并发出报警。在火灾初期，由于温度较低，物质多处于阴燃阶段，所以产生大量烟雾，且火灾初期开始火焰燃烧时，火焰中含有肉眼无法辨别的不同波长的紫外线和红外线，因此，在甲醇泵间、甲板等容易发生甲醇起火的风险区域，可以同时烟感器101和红外探头102，以便在甲醇燃烧发生火灾的初期时，就及时检测出火灾并发出报警，防止火势扩大，减少船舶经济损失和对船员的伤害。
52.甲醇起火确定子模块103用于在烟感器和红外探头均监测到甲醇起火时确定船舶上发生甲醇起火，以减少对甲醇起火的误判，由于正常情况下也可能存在粉尘或高温情况，例如，船舶上的厨房、干衣间等在高温条件下工作时可能被红外探头102误判为甲醇起火的高温火焰，以及灰尘粉末等可能被烟感器101误判为甲醇起火的烟雾和粉尘，为了减少对甲醇起火的误判烟感器甚至无法监测到甲醇起火，则可以以红外探头可以探测到甲醇燃烧时高温所产生的红外线辐射，当烟感器101和红外探头102同时检测到火灾时才发生报警，可以有效、准确地确定甲醇起火，既增强了对甲醇起火的判断功能，也提高了火灾探测的可信度。另外，当监控的区域为甲醇泵间等甲醇易燃易爆的区域时，可以使用防爆感烟火警探头和防爆红外火焰探头，本发明对探头的种类不作限制。
53.甲醇起火报警指令发送子模块104，用于在甲醇起火确定子模块103确定发生甲醇起火时，向安全模块30和灭火模块40发送甲醇起火报警指令，以指示安全模块30根据甲醇起火情况执行相应的安全控制措施，以及指示灭火模块40执行相应的灭火措施。
54.如图2所示，在本发明的一个可选实施例中，甲醇起火监测模块10还包括红外摄像头105、鱼眼摄像头106和视频显示器107。
55.其中，红外摄像头105可以采集摄像头视野范围内物体所辐射的红外波来成像，因
此，在甲醇起火的火势较小时，红外摄像头也可以拍摄到火势的影像并将影像发送至摄像头显示器，而鱼眼摄像头106可以是能够独立实现大范围无死角监控的全景摄像机。鉴于甲醇泵舱和甲醇日用舱等属于发生甲醇起火、爆炸的高风险区域，应该及时、准确地监控火情，尽量在火势较小时就发现火情并将其扑灭，因此可以在甲醇泵舱和甲醇日用舱等高风险区域同时设置红外摄像头105和鱼眼摄像头106，可以在甲醇刚开始燃烧时就将火情反馈到摄像头显示器，以供值班人员对监控区域的火情总体情况进行把控，及时发现并消灭火点，防止火势扩大，减少船舶经济损失和对船员的伤害。另外，鉴于甲醇泵舱和甲醇日用舱等属于发生甲醇起火、爆炸的高风险区域，红外摄像头105可以采用防爆红外摄像头，即具有防爆功能的红外摄像头，即使其周围充满了甲醇气体也不会引发爆炸，能进一步保证船员的安全。
56.视频显示器107用于将红外视频数据和全景视频数据显示在显示器上，以供值班人员对监控区域的火情总体情况进行把控，视频显示器可以是两台或多台显示器来分别显示红外摄像头105和鱼眼摄像头106所拍摄的影像，也可以是在单台显示器上同时显示防爆红外摄像头和鱼眼摄像头所拍摄的影像，等等，本发明对视频显示器107的显示方式、数目等不作限定。
57.进一步地，还可以设置每个探头在船舶上的位置参数，并可以对每个探头的警报情况和位置参数进行监测，按照探头的探测范围来将探头合理分布在船舶上容易发生甲醇起火的风险区域或其他重要区域，当探头拍摄到火灾影像或探测到火灾而发出警报时，则可以通过探头的位置参数快速准确地赶往发生火灾的区域，减少寻找火灾区域的时间，进而能快速消灭火灾。
58.如图3所示，甲醇泄露监测模块20包括甲醇浓度探测子模块201、甲醇浓度等级确定子模块202、甲醇泄露指令发送子模块203、甲醇泄露显示子模块204和数据记录子模块205。
59.其中，甲醇浓度探测子模块201用于探测船舶上的甲醇泄露风险区域的甲醇浓度，具体地，可以采用分布设置的多台红外气体探测器来探测甲醇浓度，红外气体探测器利用不同气体对红外波吸收程度不同，通过测量红外吸收波长来检测气体，通过模拟信号表示不同气体的成分、含量等信息，具有抗中毒性好、反应灵敏、气体针对性强、环境适应性强等特点，因此，本实施例采用红外气体探测器来对船舶上的甲醇泄露风险区域进行监测，可以准确快速对甲醇泄漏进行监测。
60.甲醇浓度等级确定子模块202用于确定甲醇浓度所属的浓度等级。由于不同浓度范围内的甲醇对人体的影响不同，因此可以根据甲醇对人体的影响程度来对甲醇泄露的浓度等级进行区分，另一方面，甲醇与空气(或氧气)在一定的浓度范围内均匀混合，形成预混气，遇着火源也会发生爆炸，这个浓度范围称为爆炸浓度极限(lel)，因此，还可以根据甲醇的爆炸浓度来对浓度等级进行区分。为了方便对甲醇泄露危险等级的管控，在甲醇浓度探测子模块201探测出空气中泄露的甲醇浓度时，甲醇浓度等级确定子模块202通过预设的浓度与浓度等级对应关系，来将甲醇浓度探测子模块201采集到的甲醇浓度转换为浓度等级信息，具体地，预设的浓度与浓度等级对应关系可根据人体甲醇中毒浓度下限、爆炸浓度极限等来设置多个浓度等级，例如，在甲醇浓度小于5％lel时设置浓度等级为轻微泄露，在甲醇浓度在5％
‑
20％lel范围时设置浓度等级为中度泄露、在甲醇浓度在20％lel以上时设置
浓度等级为重度泄露，或者，在单个红外气体探测器探测20％lel范围内时设置浓度等级为中度泄露，在单个红外气体探测器探测甲醇浓度在20％lel以上时、或两个红外气体探测器探测40％lel以上时设置浓度等级为重度泄露，等等，本发明对甲醇浓度与浓度等级的对应关系及浓度等级的设置方式不作限定。
61.甲醇泄露指令发送子模块203用于根据浓度等级向安全模块发送相应等级的甲醇泄露指令，不同的浓度等级对应不同的甲醇泄露指令，例如，当甲醇泄露的浓度等级为轻微泄露时，可以发出报警指令，通知相关人员对泄露区域的甲醇供应或使用设备进行检测和修理，使甲醇停止泄露，当浓度等级为中度泄露时，可以发出关断甲醇输送系统指令，对泄露区域的甲醇供应或使用设备进行检测和修理，使甲醇停止泄露，同时提醒船员预防甲醇中毒，当浓度等级为重度泄露时，可以发出关断甲醇输送系统指令和全船报警指令，在关断甲醇供应的同时通知全船人员立即采取防中毒措施和撤离危险区域。
62.甲醇泄露显示子模块204用于显示甲醇泄露风险区域的甲醇浓度，可以设置在货控室、集控室、驾驶室安全台等船员较为密集的工作区域，以方便船员对甲醇的浓度实时监测，了解甲醇浓度的变化趋势，以便于在甲醇浓度不断上升时，能及时采取相应的措施。
63.数据记录子模块205用于记录甲醇泄露风险区域的甲醇浓度，具体地，可以使用行船记录仪(黑匣子)来记录甲醇浓度信息，可用于甲醇泄露、起火等事故分析，经处理后送入一种行船模拟器，重现事故的过程，形象地分析事故的原因，对相关设备或程序进行调整和改进，以减少甲醇事故重复发生的风险。
64.安全模块30用于在接收到甲醇起火监测模块10发送的甲醇起火报警指令和/或甲醇泄露监测模块20发送的甲醇泄露指令时执行保护措施，在本发明的一个可选的实施例中，安全模块30包括报警子模块和甲醇输送切断子模块。
65.其中，报警子模块用于在接收到甲醇起火报警指令和/或甲醇泄露指令时报警，例如采用火灾声光警报器在接到甲醇起火报警指令和/或甲醇泄露指令时发出声光报警信号提示，提醒值班人员及时采取安全措施，避免甲醇燃爆事故发生。
66.甲醇输送切断子模块，用于在接收到甲醇起火报警指令和/或甲醇泄露指令切断甲醇输送，具体地，可以自动关闭甲醇输送阀门或切断甲醇供应系统等以阻断甲醇来源，防止甲醇继续输出导致甲醇浓度上升，还可以关闭风机来制止通风系统扩散甲醇，防止甲醇扩散导致船员中毒。
67.在本发明一个可选的实施例中，甲醇起火监测模块10还包括温度采集子模块，温度采集子模块用于采集船舶上的甲醇起火风险区域的温度，并在温度大于预设阈值时向喷水模块发送喷水降温指令，船舱上的部分区域可能会由于阳光照射、热力供应等导致设备或船舱表面过热，例如，海上的甲板面在航海过程中可能处于阳光长期直射状态，则甲板面温度可能会达到很高，甚至到达可以引起甲醇燃烧的温度，而此时一旦发生甲醇泄露，则存在甲醇燃烧或爆炸的危险。因此，本实施例设置了温度采集子模块，以监控各风险区域的温度，以及在风险区域的温度超过预设的温度阈值时发送喷水降温指令，避免风险区域温度过高，降低了甲醇泄露时发生甲醇燃烧或爆炸的风险，提高了船舱的安全性。
68.在本发明一个可选的实施例中，船舶消防系统还包括喷水模块，喷水模块用于在接收到温度采集子模块发送的喷水降温指令时，对船舶上的甲醇起火风险区域进行喷水。当喷水模块接收到温度采集子模块发送的喷水降温指令时，表示需要对风险区域进行降温
处理，本实施例采用对风险区域进行喷水，利用水汽蒸发散热来使风险区域降温，但对于包括复杂电子元器件的区域来说，可以由人为进行喷水，以避免自动喷水无法识别而损坏电子元器件，或者在区域内放置冰块、开设降温设备等进行降温。另外，也可以采用干冰降温等，具体的降温方式根据实际需求来设定，本发明对甲醇起火风险区域的降温方式不作限定。
69.在本发明另一个可选的实施例中，甲醇泄露监测模块还包括喷水稀释指令发送子模块，用于在甲醇浓度大于预设阈值时向喷水模块发送喷水稀释指令。人体在吸入一定浓度甲醇气体后会引起中毒，因此，当发生甲醇泄露并且甲醇浓度大于预设阈值时，向喷水模块发送喷水稀释指令，以指示喷水模块采取措施来降低空气中的甲醇浓度。
70.在本发明另一个可选的实施例中，船舶消防系统还包括喷水模块，用于在接收到喷水稀释指令发送子模块发送的喷水稀释指令时，对船舶上的甲醇泄露风险区域进行喷水，稀释空气中的甲醇以降低甲醇的浓度，进而减小甲醇泄露对人体的伤害。具体地，当船舶中的甲醇泄露区域为甲醇泵间等包括多种电子元器件的区域时，可根据实际需求设置喷水区域，例如，仅喷洒甲醇泵间的中的空旷区域，而对于电子元器件所在的区域可在空旷领域喷水稀释甲醇完成后，由工作人员来判断是否需要对其他区域进行喷水、以及确定喷水量，或者由工作人员进行人为喷水，等等。
71.在本发明又一个可选的实施例中，船舶消防系统还包括通讯模，在发生甲醇泄露或者甲醇起火时，发现者可以通过通讯模块向船舶上其他的人员及时通讯，通讯模块可以被布置于驾驶室、甲醇燃料的主机旁、甲醇泵舱储存舱等，以供船员或监控人员及时跟操纵站通讯，及时收集相关信息并迅速指挥船员现场扑救及操作消防等相关措施。
72.本发明实施例的船舶消防系统应用于以甲醇作为能源的船舶，通过甲醇起火监测模块采用多探头对船舶上的甲醇起火风险区域进行火情探测，以及采用摄像头采集视频数据，并将视频数据发送到视频显示器，以及在探测到甲醇起火时向安全模块和灭火模块发送甲醇起火报警指令，还通过甲醇泄露监测模块对船舶上的甲醇泄露风险区域进行监测，以及在监测到甲醇泄露时向安全模块发送甲醇泄露指令，实现了在船舶上通过多探头和视频同时对甲醇火情进行监测，同时还通过甲醇泄露监测模块监测甲醇泄露，能够准确、及时监测到甲醇火情和甲醇泄露，并通过安全模块和灭火模块执行相应的消防措施，保障了船舶安全。
73.注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。