教學(xué)實習(xí)船水消防系統(tǒng)計算及應(yīng)用

李文鋒 吳南祥 王樹寶

（中海工業(yè)（江蘇）有限公司，江蘇 揚州 225211）

0 引言

船舶消防水是船上取用方便（主要用海水）且最為廉價的滅火材料。用水冷卻是最普通的滅火方法。用水滅火時產(chǎn)生的蒸汽可阻止氧氣繼續(xù)接近火源，從而可抑制燃燒的進(jìn)行；強(qiáng)大的水柱壓力具有機(jī)械作用，能將燃燒物體的熾熱部分驅(qū)散、撲滅；水還可以滲入熾熱體的深處，流到燃燒體的下面，以限制火災(zāi)的蔓延。用水滅火，水變成水霧后，因吸收大量的熱而使體積增大，而且它還具有停留在空氣中的性能，因而使其冷卻作用大大提高。水霧吸熱汽化后，比空氣重，能夠隔離周圍的空氣，起到窒息滅火的作用，可用以撲滅原油的火災(zāi)；水霧幕還可用來保護(hù)建筑物的表面，保護(hù)消防人員免受灼傷。水消防系統(tǒng)是船舶消防規(guī)范中規(guī)定的必備裝置，主要通過系統(tǒng)中設(shè)置的消防泵從海底門泵入舷外海水，經(jīng)消防總管及各支管路輸送到各消火栓等出水口。

1 消防水系統(tǒng)計算

1.1 消防水容量計算

教學(xué)實習(xí)船作為一種特殊的船型，其消防水系統(tǒng)是按照客船進(jìn)行計算的，根據(jù)客船的規(guī)范要求（參見SOLAS規(guī)范2009版C篇Ⅱ-2章2.2.4節(jié)），消防水的總?cè)萘繛椋涸俑鶕?jù)客船的規(guī)范要求，每臺消防泵容量為：QF≥80%×QVF÷n≥80%×376.6÷3=100.4 m3/h。其中，Q為每臺艙底泵計算的最小流量（本船艙底水泵的計算最小流量為188.3 m3/h），QVF為消防水計算的最小總流量，QF為每臺消防泵計算的最小流量。

1.2 消防總管尺寸計算

根據(jù)客船的規(guī)范要求，消防水總管的計算尺寸為：

式中，dF為客船消防總管計算尺寸（50mm≤dF≤180mm）；Lpp為教學(xué)實習(xí)船垂線間長。

根據(jù)計算結(jié)果結(jié)合無縫鋼管的通用規(guī)格型號，消防總管的通徑選用DN200。

2 消防水系統(tǒng)設(shè)備的選型

2.1 泵的選型

（1）消防艙底總用泵，數(shù)量：2臺，型式：立式電動離心自吸式泵，容量：140m3/h，壓力：0.95 MPa。（2）泵艙艙底泵，數(shù)量：1 臺，型式：立式電動離心自吸式泵，容量：210m3/h，壓力：0.3 MPa。（3）泵艙消防泵，數(shù)量：1臺，型式：立式電動離心自吸式泵，容量：140m3/h，壓力：0.95 MPa。（4）艉部消防泵，數(shù)量：1 臺，型式：立式電動離心自吸式泵，容量：140m3/h，壓力：0.95 MPa。

2.2 消防水增壓系統(tǒng)設(shè)備選型

（1）消防水增壓泵，數(shù)量：1 臺，容量：5 m3/h，壓力：0.95 MPa，型式：立式離心泵。（2）消防水壓力柜，數(shù)量：1臺，容量：1.5 m3，最大工作壓力：0.95 MPa，型式：氣動壓力罐。

3 消防水系統(tǒng)原理

本船根據(jù)SOLAS的要求，消防水系統(tǒng)是按照客船進(jìn)行設(shè)計，即要求設(shè)有3臺獨立的消防泵布置在不同的艙室內(nèi)，以防止在任何一個艙室失火時，不會使所有消防泵失去作用。機(jī)艙布置消防總用泵、消防水壓力柜及消防水增壓泵，艉部布置艉部消防泵，泵艙布置泵艙消防泵，共3個消防泵艙室。3個艙室分別向消防總管供海水。

本船水滅火系統(tǒng)采用干濕混合式布置。因冬季室外溫度較低，為避免消防水管爆裂，在艏部、貨艙及其他露天甲板采用干式消防水管，而在機(jī)艙和船員、學(xué)員等居住艙室內(nèi)部采用濕式消防水管，平時通過消防壓力柜向消防總管提供恒定壓力的海水，使機(jī)艙和學(xué)員、船員居住艙室內(nèi)的消防總管始終充滿消防水。

3.1 機(jī)艙消防水系統(tǒng)原理

機(jī)艙消防水是從布置在機(jī)艙底層左右舷的高低位海底門取水，通過海水總管由消防總用泵和艙底總用泵加壓至消防總管和各機(jī)艙消防栓。管路系統(tǒng)原理如圖1所示。

圖1 機(jī)艙消防水系統(tǒng)

3.2 泵艙消防水系統(tǒng)原理

泵艙消防水系統(tǒng)是布置在機(jī)艙以外的區(qū)域，從泵艙內(nèi)的海底門取水由泵艙內(nèi)的泵艙消防泵加壓至消防總管，泵艙內(nèi)的消防栓是由泵艙消防泵直接供水。管路系統(tǒng)原理如圖2所示。

3.3 艉部消防水系統(tǒng)原理

艉部消防水系統(tǒng)是布置在機(jī)艙和泵艙以外的區(qū)域，從艉部消防泵艙內(nèi)的海底門取水通過艉部消防泵艙內(nèi)的消防泵加壓至消防總管。系統(tǒng)原理如圖3所示。

3.4 消防水增壓系統(tǒng)原理

圖2 泵艙消防水系統(tǒng)

濕式消防水系統(tǒng)的壓力主要靠消防水增壓系統(tǒng)來保證，消防水增壓系統(tǒng)用水是由機(jī)艙海水總管提供，消防水壓力柜的內(nèi)壓力降低到設(shè)定值0.85 MPa時，自動啟動消防增壓泵，壓力達(dá)到0.95 MPa時，消防水增壓泵自動停，消防增壓泵有獨立的壓力開關(guān)，壓力再往下降到設(shè)定值0.80MPa時，自動啟動機(jī)艙內(nèi)消防泵，壓力再往下降到設(shè)定值0.75 MPa時，自動啟動泵艙內(nèi)消防泵，壓力再往下降到設(shè)定值0.70MPa時，自動啟動艉部消防泵，壓力再往下降到設(shè)定值0.65 MPa時，發(fā)出低壓報警信號送至集控室。具體管路示意如圖4所示。

3.5 消防水系統(tǒng)隔離及消防栓布置

來自各個區(qū)域的消防水是通過布置在上甲板右舷的控制站進(jìn)行控制，通過操作控制站各閥門進(jìn)行消防水系統(tǒng)隔離操作，可以把來自任意區(qū)域的消防水送到需要消防水的地方，保證在任何地方失火的時候消防水都能及時準(zhǔn)確的供應(yīng)。

4 結(jié)語

圖4 消防水增壓系統(tǒng)

以上僅介紹了本船的水消防系統(tǒng)，本船還配有機(jī)艙整體二氧化碳滅火系統(tǒng)、貨艙二氧化碳滅火系統(tǒng)以及機(jī)艙局部的水霧滅火系統(tǒng)，再配合船上火災(zāi)探測報警系統(tǒng)方能充分發(fā)揮作用，有效地保證船上的消防安全。

［1］王文中.2500m車道/2300客位客滾船消防滅火系統(tǒng)設(shè)計.船舶設(shè)計通訊，2011（1）

［2］嚴(yán)浪濤.船舶消防水系統(tǒng)中消防栓間距的優(yōu)化設(shè)計.造船技術(shù)，2010（4）