陳飛,周旋,王亦田,張強(qiáng)

(上海外高橋造船有限公司,上海 200137)

大型郵輪建造過程中具有較大的火災(zāi)風(fēng)險,歷史上大型郵輪修造過程中產(chǎn)生的火災(zāi)事故,往往造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失,見表1。所以擁有一套不同于往的船塢臨時消防系統(tǒng)十分必要。

表1 郵輪建造過程中發(fā)生火災(zāi)事故統(tǒng)計表

1 大型郵輪建造過程中的火災(zāi)原因

1)造船過程中上船的火災(zāi)載荷過大,因生產(chǎn)進(jìn)度及生產(chǎn)需求的客觀影響,尤其是進(jìn)內(nèi)裝階段后,可燃物上船無法避免。

2)交叉作業(yè)多,尤其是動火作業(yè)產(chǎn)生的火星、熱量失控,由于郵輪板薄,熱量會輕易通過鋼板進(jìn)行傳導(dǎo)至相鄰艙室。

3)船體自帶防火/滅火系統(tǒng)無效,大型郵輪隨設(shè)計過程中具備有防火分區(qū)、消防系統(tǒng)等防滅火系統(tǒng),但在建造過程中由于工況影響,往往無法隨建造進(jìn)度同步安裝。

大型郵輪由于船型高度較高,內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜,常規(guī)的 “塢邊臨時消防泵+皮管”消防保障方式無法做到船上消防水覆蓋,且大型郵輪建造在國內(nèi)屬首次,相關(guān)工程臨時消防保障措施缺乏設(shè)計依據(jù)及參考;而建造過程中,臨時消防水系統(tǒng)往往需要讓步于現(xiàn)場施工干涉,帶來的消防安全管控盲區(qū)也需要管理手段進(jìn)一步彌補(bǔ),以確保項目的全生命周期消防安全。

2 臨時消防水系統(tǒng)設(shè)計

2.1 系統(tǒng)參數(shù)確定

設(shè)計參數(shù)的確定來源于實際消防使用需求,大型郵輪屬火災(zāi)高風(fēng)險場所,存在多點動火且火災(zāi)蔓延迅速的特點,因此所設(shè)計的配套消防水系統(tǒng)需要能滿足快速撲救的要求,且需考慮在船上正式管路完工前實現(xiàn)水路的布設(shè)問題。

為解決系統(tǒng)設(shè)計缺乏依據(jù)的問題,經(jīng)咨詢國內(nèi)外專家,結(jié)合上海市消防協(xié)會意見,最終確定在參考《建設(shè)工程施工現(xiàn)場消防安全技術(shù)規(guī)范》的基礎(chǔ)上設(shè)計一套由塢邊固定水箱供水,塢邊泵組加壓,通過過橋上船(見圖1)、船上各層布置支管(見圖2、3)的臨時消防水系統(tǒng),此系統(tǒng)可滿足使用末端使用流量在不低于15 L/s的前提下,滿足撲滅火災(zāi)延續(xù)時間不小于1 h的火災(zāi),末端壓力不低于0.35 MPa。

圖1 臨時水系統(tǒng)通過過橋上船

圖2 船上臨時消防水管路

圖3 船上臨時消防水閥門

為實現(xiàn)項目迅速撲救、快速出水要求,系統(tǒng)管網(wǎng)設(shè)計為為濕式,當(dāng)末端消火栓打開的情況下在10 s內(nèi)自動啟動大泵,滿足滅火用水所需的壓力參數(shù)。

2.2 系統(tǒng)實現(xiàn)原理

塢邊的泵組撬塊作為整套系統(tǒng)的核心,承擔(dān)主要的供壓供水的功能,其組成見圖4,由兩臺消防穩(wěn)壓泵及兩臺消防增壓泵組成,泵前進(jìn)水管從兩個水箱的連通管中引出,其中設(shè)置濾器防止水箱內(nèi)異物堵塞泵體葉輪。泵前及泵后設(shè)置壓力表用于觀察進(jìn)水壓力以及出水壓力。同時,泵后壓力表為電接點壓力表,當(dāng)管路壓力下降到設(shè)定值時,穩(wěn)壓泵率先啟動,壓力繼續(xù)下降到下限值時,增壓泵啟動;反之,當(dāng)管系內(nèi)由于泵組增壓壓力達(dá)到上限值時,穩(wěn)壓泵自動停泵。四臺泵出水管聯(lián)通且設(shè)置有排水閥防止管路超壓,管道連接至一個3 L的壓力罐用于防止因管路內(nèi)壓力下降而導(dǎo)致的頻繁啟泵。

圖4 塢邊泵組設(shè)計示意

以“固定管路-臨時管路-水帶”形式進(jìn)行管路布置。泵組撬塊內(nèi)經(jīng)加壓的消防水通過硬管進(jìn)入船塢旁廊道內(nèi),廊道內(nèi)設(shè)置有DN100硬管延申到登船過橋放置處,通過地面栓頭連接臨時軟管上船。船上軟管管路沿0甲板敷設(shè),在各層樓梯梯道口分開布置,用水時使用栓頭周圍水帶內(nèi)的水帶進(jìn)行救火線路布設(shè)。

在確保消防水系統(tǒng)可成功出水保壓后,為實現(xiàn)整套系統(tǒng)有效可控,需配備相應(yīng)的電控設(shè)備及檢測設(shè)備,而相關(guān)的設(shè)備有較高的防塵、防震要求,為此,需要在塢邊建設(shè)一處可放置控制設(shè)備的場所。同時兼顧塢邊消防應(yīng)急及安放保障功能,作為消防站進(jìn)行使用。臨時消防水系統(tǒng)的基本構(gòu)成框架見圖5,實現(xiàn)以下功能:由塢邊的消防水箱供水開始,再由塢邊消防水泵房加壓,經(jīng)由塢邊總管通過布設(shè)的過橋到達(dá)船上,船上管路經(jīng)0甲板延伸,再通過各個梯道到達(dá)各層,末端為消火栓,消防人員通過消火栓旁放置的水帶進(jìn)行現(xiàn)場進(jìn)攻路線的布置。一旦船上消火栓開啟,管路整體壓力降低,在消防泵房內(nèi)設(shè)置的電接點壓力表在下降達(dá)到設(shè)定壓力時向泵組及消防站發(fā)出電信號,啟動增壓泵并于消防站內(nèi)的聲光報警器報警。

圖5 臨時消防水系統(tǒng)構(gòu)成

3 臨時消防水系統(tǒng)應(yīng)用與管理

火災(zāi)發(fā)展階段見圖6:陰燃、初期增長、充分發(fā)展、火勢減弱。現(xiàn)有所有消防管控措施都是為了將火災(zāi)控制、撲滅在初期增長階段。由臨時火災(zāi)探測系統(tǒng)探測到陰燃現(xiàn)象,作業(yè)人員隨身攜帶便攜滅火器對陰燃火災(zāi)進(jìn)行撲滅。明焰產(chǎn)生后,由現(xiàn)場接受消防培訓(xùn)的人員或安全員使用船上布置臨時滅火器進(jìn)行滅火,當(dāng)火災(zāi)無法通過滅火器控制時,工作人員通過觸發(fā)船上設(shè)置的報警系統(tǒng)來調(diào)動廠內(nèi)消防力量,使用船上臨時消防水系統(tǒng)進(jìn)行滅火。當(dāng)火災(zāi)失去控制時,呼叫外部消防救援力量進(jìn)行救火。目前所有消防管控措施都是為了將火災(zāi)控制、撲滅在初期增長階段。

圖6 火災(zāi)發(fā)展階段示意

由于臨時消防水系統(tǒng)自身的應(yīng)急特性,臨時消防水系統(tǒng)在平時無險情時通過塢邊消防站操作柜實現(xiàn)實時水位、壓力數(shù)據(jù)監(jiān)測,時刻確保管路內(nèi)保水保壓。因此,管路完整性及泵組完好性成為臨時消防水系統(tǒng)日常管理過程中的重點。

考慮建造現(xiàn)場環(huán)境,雖建造進(jìn)度不斷變化,臨時消防水軟管由于船體結(jié)構(gòu)及舾裝施工需要進(jìn)行改道,調(diào)整。如何判斷管道調(diào)整影響范圍并確保其受影響范圍內(nèi)消防保障措施成為管理過程中的重中之重。為此,針對臨時消防水系統(tǒng)改動,制定了《臨時系統(tǒng)變更管理規(guī)定》,通過管理制度規(guī)范臨時系統(tǒng)變更流程?；緦崿F(xiàn)“管路改動審批-影響區(qū)域消防措施確保-管路恢復(fù)”的流程,確保船上所有建造區(qū)域處于消防管控內(nèi),管控措施從看火人員增加到專業(yè)動火方案出具、消防員增防、消防車戰(zhàn)備、應(yīng)急水帶拉設(shè)至動火現(xiàn)場等逐步升級,實現(xiàn)針對動火風(fēng)險不同的風(fēng)級管控。針對消防泵組,實現(xiàn)“人技結(jié)合”管控機(jī)制,以消防員日常巡邏檢查加臨時視頻監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)控泵組狀態(tài)形式,來確保泵組運(yùn)行完好。

測試表明,增壓泵可在末端壓力降低后10 s內(nèi)穩(wěn)定運(yùn)行出水,20 s內(nèi)達(dá)到工作壓力1.6 MPa,出水流量可達(dá)15 L/s。高層甲板出水試驗也證明,系統(tǒng)消火栓栓頭接水槍出水后,充實水柱可達(dá)20 m,可充分滿足大型郵輪建造過程中消防應(yīng)急需求。

4 臨時消防水系統(tǒng)的拆除

臨時消防軟管在船上甲板面布置是通過S勾固定于反頂各類結(jié)構(gòu)與舾裝支架上,上下通道主要是通過乘客、船員梯道扶手間隙進(jìn)行走線。但由于郵輪舾裝件物量巨大,隨著建造進(jìn)度的推進(jìn),臨時消防水在布置過程中往往會遇到各種干涉。最為突出的便是與乘客梯道包安裝的干涉:臨時消防管路的上下路徑是通過艏、中、艉乘客梯道上下扶手的間隙走線,當(dāng)乘客梯道開始進(jìn)行龍骨安裝時,上下扶手的間隙便不能滿足管路的走線要求,如強(qiáng)行執(zhí)行該線路務(wù)必會對乘客梯道裝修造成破壞,但在結(jié)構(gòu)風(fēng)道已封艙完工、trunk圍井已封板的情況下,又往往只有梯道是上下的唯一通道。通過工藝策劃,拆除臨時消防管路,使用塢邊消防泵房+船上消防管路+實船消防龍頭+臨時消防水帶的方案為最優(yōu)解。隨著建造進(jìn)度的增加,船上正式消防管路的也逐層完工,臨時消防水系統(tǒng)管路具備了相應(yīng)的拆除條件。

1)消防水供水方面。通過建造口反饋的數(shù)據(jù),將實船消防管路分為試壓報驗完成區(qū)域與非試壓報驗完成區(qū)域。船上對于各個試壓報驗完成區(qū)域的消防水供水通過直接使用正式實船消防管實現(xiàn),可拆除對應(yīng)區(qū)域的臨時消防水軟管、臨時消火栓;對非報驗區(qū)域的實船管路進(jìn)行臨時軟管的暫時性過渡引水至臨時消防栓,待正式船用消防管路報驗結(jié)束后拆除。郵輪正式消防管路中,0甲板及5甲板的兩條環(huán)路是影響船上消防水平面覆蓋范圍的重要因素,因此,消防水環(huán)路的完工狀態(tài)直接決定了臨時消防水與正式消防水的切換時機(jī),施工過程中與建造口溝通優(yōu)先確保消防水環(huán)路的完整性。

2)消防栓點位覆蓋方面。通過正式消防管路的逐步替換,正式消防栓點位更加貼近安環(huán)的要求,點位可選取梯道外的其他的區(qū)域,如第四主豎區(qū)無梯道位置,覆蓋面更廣。

3)穩(wěn)定性方面。前期為避讓舾裝安裝,消防管路不得不在各個點位配合著進(jìn)行拆裝,這會導(dǎo)致①末端消防栓無壓力,如發(fā)生火情將無水源可用;②管路內(nèi)都為淡水保壓,拆管不可避免產(chǎn)生淡水泄漏,可能存在對貴重內(nèi)裝設(shè)備、電氣設(shè)備、絕緣棉等造成破壞,導(dǎo)致財產(chǎn)損失。郵輪實船管路替換后,消防管路基本沒有發(fā)生拆裝事宜,大大提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

5 改進(jìn)及展望

1)系統(tǒng)布設(shè)時間優(yōu)化。由于前期船上火災(zāi)風(fēng)險并不突出,為減少臨時消防水管路與現(xiàn)場作業(yè)干涉,可考慮在船體整體結(jié)構(gòu)貫通后在進(jìn)行臨時消防水系統(tǒng)安裝。同時可與建造口溝通進(jìn)行消防系統(tǒng)工序前移,在通過試壓包分包,在總段階段完成郵輪消防水系統(tǒng)的試壓工作,通過提前推進(jìn)“三通一排”進(jìn)展,確保正式消防水能用、可用。

2)上船管線走線的優(yōu)化?，F(xiàn)有臨時消防水管路以船體內(nèi)梯道作為主要布設(shè)節(jié)點,因此必然與梯道施工相沖突。建議在后續(xù)船型建設(shè)過程中,考慮利用登船塔消防水管路進(jìn)行消防水傳輸,由外側(cè)進(jìn)行消防水供給,最大程度減少臨時管路與現(xiàn)場作業(yè)干涉。

臨時消防水系統(tǒng),作為船上正式系統(tǒng)啟用前的保障手段,可確保結(jié)構(gòu)、舾裝、內(nèi)裝階段的火災(zāi)具備迅速撲滅的條件,就經(jīng)濟(jì)實用性而言,此系統(tǒng)在維保良好的前提下,可通過更換部分船上設(shè)置管道達(dá)到2號船重復(fù)使用的效果。臨時消防水系統(tǒng)是整體郵輪消防管控系統(tǒng)中不可或缺的一環(huán),僅靠臨時消防水系統(tǒng),是無法做到災(zāi)前預(yù)防,檢測等流程的。只有結(jié)合臨時消防報警、臨時廣播、臨時煙感探頭等一系列系統(tǒng)才能做到火災(zāi)從預(yù)防到撲滅的閉環(huán)。同時此系統(tǒng)的應(yīng)用不可或缺的還有使用人員的消防素質(zhì)加強(qiáng),不論是消防站內(nèi)報警信號的處理以及泵組啟泵時機(jī)的判斷,還是現(xiàn)場發(fā)生火情后選取最近消火栓的判斷能力,都需要在一次次演習(xí)中不斷加強(qiáng)提高。