肖 敏，趙 駿，曲慶亮，于富強，崔愛新，黃曌宇

（上海振華重工（集團(tuán)）股份有限公司，上海 200125）

0 引言

近年來，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展與對海洋資源開發(fā)需求的增長，特種船舶的需求在不斷增加，越來越多的特種用途船舶問世并應(yīng)用于某些種特殊的海洋作業(yè)需求，比如大型海上起重船、救撈船、遠(yuǎn)洋勘探科考船、深水鋪管、鋪纜船、飽和潛水支持船等[1]。而國際海事組織（International Maritime Organization，IMO）規(guī)范要求，除客船以外，如船上人員超過240人且載重線船長為120 m及以上，或具有3個及以上主豎區(qū)的特種用途船舶同樣需要滿足安全返崗要求[2]。SOLAS公約要求所有控制室、起居處所和服務(wù)處所（包括走廊和梯道等）均應(yīng)配置符合《國際消防安全系統(tǒng)規(guī)則》要求的水噴淋系統(tǒng)，如水可能造成關(guān)鍵設(shè)備損壞的控制室，則可用其他的固定式滅火系統(tǒng)替代，干式噴淋管也是可選的方案之一[3]。相較于客船，特種工程船的控制室和服務(wù)處所更多且更為散亂，分布于全船的區(qū)域，如對鋪管船或者大型起重船來說，一些控制室會可能位于離上建區(qū)域較遠(yuǎn)的艉部吊機(jī)筒體內(nèi)。這對設(shè)計滿足安全返崗要求的噴淋系統(tǒng)提出了更高的要求。目前，關(guān)于滿足安全返港要求的噴淋系統(tǒng)設(shè)計探討主要是集中于客船[4-6]，本文要將集中討探討滿足安全返港要求的特種用途船舶噴淋系統(tǒng)設(shè)計。

1 公約規(guī)范要求及相關(guān)指南

SOLAS規(guī)范第II-2章21.4節(jié)要求：當(dāng)火災(zāi)事故未超過事故界限范圍之內(nèi)時，船舶應(yīng)當(dāng)能在保證留存一個安全區(qū)的前提下實施安全返崗。為保證實施安全返崗能力，未受火災(zāi)事故影響的固定式滅火系統(tǒng)部分應(yīng)當(dāng)能夠保持有效。噴淋系統(tǒng)就屬于固定式滅火系統(tǒng)中的一種，需滿足安全返港相關(guān)規(guī)范要求。針對SOLAS上述要求，通函MSC.1-Circ.1369給出了較為詳細(xì)的解釋，其中涉及到噴淋系統(tǒng)的有以下幾條。

1）解釋 30：在一個分區(qū)閥只保護(hù)一個 MVZ中一層的前提下，直接受火災(zāi)事故影響區(qū)域以及該區(qū)域的分區(qū)閥所保護(hù)的其他區(qū)域的噴淋或者與之等效的固定消防系統(tǒng)的系統(tǒng)部分應(yīng)當(dāng)被認(rèn)為是失效的。但上下層相通的梯道，各層可以用同一分區(qū)閥保護(hù)[7]。

2）解釋 31：位于失火范圍內(nèi)的分區(qū)閥應(yīng)當(dāng)認(rèn)為是失效的，除非分區(qū)閥有有合適的防火等級或者比如：位于一個沒有失火危險的A級圍蔽內(nèi)，或者是被噴淋噴嘴保護(hù)[7]。

3）解釋 33：噴淋控制及顯示系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)位于發(fā)生事故所在MVZ之外，且當(dāng)發(fā)生火災(zāi)或進(jìn)水故后，已觸發(fā)的分區(qū)閥指示應(yīng)當(dāng)在控制室中繼續(xù)指示[7]。

4）解釋 34：為保證噴淋系統(tǒng)或者機(jī)艙細(xì)水霧系統(tǒng)能在事故發(fā)生之后能保持正常運行，系統(tǒng)管路布置應(yīng)當(dāng)包含一些隔離閥，隔離閥的數(shù)量應(yīng)當(dāng)保持最少，并清晰標(biāo)明，且容易接近。若閥的不正常狀態(tài)可能會影響到系統(tǒng)的正常運行時，這些閥的狀態(tài)應(yīng)當(dāng)能在控制室中持續(xù)顯示[7]。

2 系統(tǒng)設(shè)計要點

2.1 針對SOLAS規(guī)范要求的噴淋系統(tǒng)設(shè)計

SOLAS對滿足安全返崗要求的噴淋系統(tǒng)的總體要求是確保任何一單一事故，要保證非影響處所的噴淋系統(tǒng)可以工作。意味著噴淋系統(tǒng)系統(tǒng)需有一定的冗余，如壓力水柜、噴淋海水泵采用水泵采用雙套，一套失效之后不影響另一套正常工作。并且位于兩個不會同一事故同時失去的非A類機(jī)械處所（國際消防安全系統(tǒng)規(guī)則也要求這些噴淋系統(tǒng)設(shè)備不能位于A類機(jī)械處所）。具體位置需根據(jù)安全返崗分析確定。系統(tǒng)中也需設(shè)置適當(dāng)數(shù)量的隔離閥。如圖1所示，系統(tǒng)設(shè)置兩套噴淋壓力水柜與泵組與適當(dāng)數(shù)量的隔離閥。

圖1 噴淋系統(tǒng)原理示意圖

整個系統(tǒng)主管路不可避免會穿過但不服務(wù)某些被噴淋系統(tǒng)保護(hù)的處所。為保證這些穿過但不服務(wù)艙室的管路在該處所發(fā)生火災(zāi)時，這些管路能夠繼續(xù)留存，從而不影響到失火處所之外的噴淋管路系統(tǒng)正常工作。根據(jù)解釋12，管路壁厚需滿足ICALL 66 Regulation 22(3)要求，且這些管路應(yīng)當(dāng)焊接連接或滿足IACS UR P2.11.5.5.6.機(jī)械接頭連接。如閥件與管路連接處應(yīng)采用金屬墊片或者金屬纏繞石墨墊片是一種可行的方案。

當(dāng)某一區(qū)域發(fā)生失火事故時，為保證系統(tǒng)不失壓，已觸發(fā)的分區(qū)閥應(yīng)當(dāng)在滅火結(jié)束后手動關(guān)閉該分區(qū)閥，能保證系統(tǒng)剩余部分正常保壓。為方便人員無危險的操作已觸發(fā)的分區(qū)閥，該分區(qū)閥需全部設(shè)置在被保護(hù)處所之外，以達(dá)到人員不進(jìn)入失火處所就能操作分區(qū)閥的目的[8]。如：上建安全區(qū)每層的區(qū)域閥可錯層布置在管弄內(nèi)（C甲板的噴淋系統(tǒng)分區(qū)閥防止在B甲板，B甲板的噴淋系統(tǒng)分區(qū)閥放置在A甲板），如圖2所示。

圖2 上建生活區(qū)分區(qū)閥錯層布置示意圖

若管弄可從上建安全區(qū)外的陽臺進(jìn)入，則無需錯層布置。相較于客船，特種工程船的控制室及服務(wù)處所等不會全部全部集中在上建區(qū)域頂層。不在上建區(qū)域的控制室及服務(wù)處所也同樣需要噴淋保護(hù)，這些區(qū)域的分區(qū)閥的最好是在該區(qū)域閥保護(hù)區(qū)域外的附近位置，方便船員辨認(rèn)與操作。

2.2 針對解釋30的噴淋系統(tǒng)設(shè)計

解釋 30主要的要求是一個噴淋分區(qū)不能跨越兩個主豎區(qū)，且在同一主豎區(qū)內(nèi)除梯道以外，分區(qū)不能跨層。相較于《國際消防安全系統(tǒng)規(guī)則》[8]的同一主豎區(qū)內(nèi)的同一分區(qū)可以跨越一層的的要求更加嚴(yán)格。因此只能在每一主豎區(qū)的每層分別單獨設(shè)置分區(qū)。

同時，為了最大可能的保證上建2個安全區(qū)的噴淋系統(tǒng)的有效性，通往了兩個安全區(qū)的梯道分別單獨設(shè)置分區(qū)閥，此種設(shè)置可以避免樓道失火而影響到安全區(qū)的噴淋系統(tǒng)失效。如果這些梯道的噴淋是分別從各層引出，那么如果樓道失火，各層的分區(qū)閥都會動作，導(dǎo)致安全區(qū)各層都將失去噴淋保護(hù)，這顯然不符合安全返崗要求。如圖3所示，樓道單獨設(shè)置分區(qū)閥，萬一某樓道失火，關(guān)閉該樓道分區(qū)閥即可，該樓道所屬的安全區(qū)不受影響，可將事故影響控制在盡可能小的范圍內(nèi)。

圖3 梯道單獨分區(qū)示意圖

2.3 針對解釋31的噴淋系統(tǒng)設(shè)計

要保證未受火災(zāi)影響的系統(tǒng)部分能繼續(xù)有效，分區(qū)閥就必須保證失火留存（已觸發(fā)的分區(qū)閥必須關(guān)閉才能保證系統(tǒng)剩余部分正常保壓）。根據(jù)解釋性說明，分區(qū)閥失火留存有3種方式實現(xiàn)：

1）分區(qū)閥有一定的防火等級；

2）分區(qū)閥位于一個沒有失火可能的A級圍蔽內(nèi)；

3）分區(qū)閥被噴淋噴嘴保護(hù)。

第 1）種方式實現(xiàn)起來比較容易且方便，只要保證分區(qū)閥是金屬密封或者是能夠提供防火證書的其他密封型式即可。

考慮到特種用途船舶的實際艙室布置，保護(hù)處所分布不集中，第 2）種方法單獨為每個分區(qū)閥設(shè)置一個無失火危險的A級圍蔽要付出很高的空間代價和實際成本。即使設(shè)置了，也存在操作便利性的問題。對于上建這種集中性高的處所，可以設(shè)置一個無失火危險的管弄，避免采用防火閥降低成本同時滿足規(guī)范的留存；對于分散保護(hù)處所，設(shè)置單獨的非火源處所代價較高，可用防火閥滿足。

第 3）種方法實現(xiàn)也較為困難，要保證所有分區(qū)閥都位于噴淋保護(hù)處所有一定難度。比如：分區(qū)閥所在處所沒有噴淋保護(hù)，但分區(qū)閥操作方便。給該處所增加噴淋，可能涉及到需新增加一個分區(qū)閥和噴淋頭，系統(tǒng)會更加復(fù)雜且費用增加。

船級社對弱電是否為失火源意見也不統(tǒng)一。如果船舶入級的船級社認(rèn)為弱電是失火源，那就意味著分區(qū)閥本身就是失火源。那么就不存在無失火危險的A級圍蔽。在這點上某些船級社的要求會高于MSC1369的要求。綜合分析，選用具有一定防火等級分區(qū)閥來實現(xiàn)最為可靠，系統(tǒng)設(shè)計也更為簡潔。設(shè)計初始階段需與船舶入級的船級社詳細(xì)溝通。

2.4 針對解釋33的噴淋系統(tǒng)設(shè)計

噴淋控制及顯示系統(tǒng)很難布置在發(fā)生事故所在主豎區(qū)之外，但滿足安全返港要求的船舶基本都會設(shè)置兩個中控室。可以選擇在兩個中控室各設(shè)置一套控制及顯示系統(tǒng)，雙套布置，分區(qū)閥開度及流量開關(guān)信號分別送至兩中控室。為保證事故發(fā)生后已觸發(fā)分區(qū)閥指示能夠在留存的控制室中能夠繼續(xù)指示，接線盒也采用雙套，流量計信號與閥開關(guān)指示信號采用雙信號輸出。信號分別先接入兩個位于不同主豎區(qū)的接線箱再接入兩個控制室（一套接線箱位于該分區(qū)閥所在的主豎區(qū)，另一套位于該主豎區(qū)之外），且信號采用防火電纜傳輸，此設(shè)計即可滿足規(guī)范要求。

2.5 針對解釋34的噴淋系統(tǒng)設(shè)計

為防止某些特殊情況會導(dǎo)致系統(tǒng)會失壓，如噴淋泵等設(shè)備所在的艙室進(jìn)水或失火等。系統(tǒng)需要設(shè)置一定的隔離閥。一般需設(shè)置隔離兩套噴淋系統(tǒng)的隔離閥，隔離主船體以下噴淋設(shè)備的隔離閥與隔離安全區(qū)的隔離閥。如圖1，除隔離閥7為常閉狀態(tài)，其他隔離閥為常開狀態(tài)。若推進(jìn)器艙5因失火或進(jìn)水導(dǎo)致一套水柜與泵組失效，只需打開隔離閥 7，關(guān)閉隔離閥 1，未受事故影響的噴淋系統(tǒng)留存部分依然能保持正常工作。為防止誤操作，隔離閥需有標(biāo)明其功能及正常狀態(tài)的永久性銘牌。

3 結(jié)論

根據(jù)需滿足安全返港特種船舶的實際艙室布置，與滿足安全返港要求的噴淋系統(tǒng)所需遵守的主要公約規(guī)范解讀與分析，得出以下主要設(shè)計要點：

1）噴淋系統(tǒng)需冗余設(shè)計且系統(tǒng)需有一定的隔離。管路穿過但不服務(wù)的艙室，管路需加厚且對焊連接，或者采用滿足IACS UR P2.11.5.5.6.的機(jī)械接頭；

2）分區(qū)閥布置應(yīng)操作方便且不進(jìn)入失火范圍也可操作，如居住區(qū)如有條件可錯層布置；

3）為盡可能保證安全區(qū)噴淋系統(tǒng)的有效性，通往安全區(qū)的各樓道單獨設(shè)置分區(qū)；

4）對于特種工程船，失火需留存的分區(qū)閥與隔離閥等，推薦采用金屬密封閥件或具有防火證書的閥件；如普通青銅截止閥，金屬密封蝶閥等；

5）分區(qū)閥雙信號輸出，雙套接線箱位于不同的主豎區(qū)，采用防火電纜傳輸信號。

本文主要對安全返崗對噴淋系統(tǒng)的要求逐一解讀，并根據(jù)特種工程船的實際情況提出合理的設(shè)計方案。希望能為類似需滿足安全返港要求項目的噴淋系統(tǒng)的設(shè)計提供參考。