“紫荊十二號”客滾船艙室自動水噴淋系統設計

■ 許偉成 程 燕 趙 鑫

泰州口岸船舶有限公司建造的“紫荊十二號”客滾船，又名“45車/999客客滾船”，船長120.80 m，型寬20.60 m，型深6.3 m，吃水4.3 m，總噸9 224，凈噸4 980，水面以上最大高度30.51 m，船舶種類為客滾船，入級CCS。客滾船作為一種既能載運車輛，又同時載運旅客的特殊船型，船舶消防安全至關重要。根據SOLAS公約（以下簡稱《公約》） 第1部分第II—2章“構造——防火、探火和滅火” C 部分“火災的抑制” 的規定，載客超過36人的客船，應在所有控制站、起居處所和服務處所，包括走廊和梯道裝設符合《國際消防安全系統規則》（以下簡稱FSS規則）要求的認可型式的自動噴水器、探火和失火報警系統。“紫荊十二號”客滾船最大載客量為999人，按照《公約》要求，應該裝設艙室自動水噴淋系統。本文就“紫荊十二號”客滾船艙室自動水噴淋系統的設計，作一些簡單的介紹。

一、艙室自動水噴淋系統的組成及工作流程

1. 艙室自動水噴淋系統的組成。

艙室自動水噴淋系統通常由艙室噴淋泵、水泵控制柜、壓力水柜、噴淋淡水恒壓泵、濕式報警閥組、水流指示器、信號蝶閥、閉式灑水噴頭、末端試水裝置、蝶形止回閥、截止止回閥、壓力表、過濾器、管網、火災報警控制器、分區顯示盤、聲光報警器、模塊等組成。失火報警和控制系統在本文中不作詳細介紹。

圖1 系統工作流程圖

2. 系統工作流程。（見圖1）

二、艙室噴淋主豎區劃分

圖2 甲板主豎區布置圖

“紫荊十二號”客滾船分艙底、車輛甲板、旅客甲板、二層甲板、駕駛甲板和羅經甲板，根據《公約》要求，需要設置艙室自動水噴淋系統的保護區集中在旅客甲板、二層甲板和駕駛甲板。設置艙室自動水噴淋系統的保護區域總長度約78 m，根據船體防火結構圖，分成2個噴淋主豎區，詳見圖2。噴淋主豎區將每層甲板分隔成兩個保護分區，旅客甲板為1-1區和2-1區，二層甲板為1-2區和2-2區，駕駛甲板為1-3區和2-3區。

三、艙室噴淋分區設置及系統原理圖

根據FSS規則規定，噴水器應分組成若干獨立分區，每一分區內的噴水器應不多于200個。在客船上，任一噴水器分區內的噴水器所服務的處所應不多于兩層甲板，并應布置在不多于一個主豎區內。按照這一原則，將旅客甲板、二層甲板和駕駛甲板共6個保護區，分成5個噴淋分區，每一噴淋分區設置一套濕式報警閥組加以分隔。具體噴淋分區劃分見表1：

噴淋分區PL—5位于駕駛甲板，處于泵和管系所能供水的最高和最遠位置，因此噴淋分區PL—5是本船艙室自動水噴淋系統設計計算的最不利區域。

根據艙室噴淋分區方案，其系統原理圖如下（見圖3）。

表1 噴淋分區的劃分

圖3 艙室噴淋系統原理圖

圖4 ZST-15下垂型噴頭布水曲線圖

四、噴嘴選型及計算節點圖

根據FSS規則規定，泵和管系應能對在最高位置的噴水器保持所需的壓力，以確保不少于5l m2／min的噴水量連續噴水，并足以同時覆蓋至少280 m2的面積。艙室自動水噴淋系統采用下垂型閉式灑水噴頭，K= 80，最低工作壓力0.05 MPa。客房選用公稱動作溫度為68 ℃的噴頭，廚房選用公稱動作溫度為93 ℃的噴頭。根據本船艙室內部裝修圖紙，噴頭的安裝高度為2.3 m，由下垂型噴頭布水曲線圖（圖4）可知噴頭保護半徑約為2.6 m。灑水噴頭布置時，應嚴格按照噴頭有效保護半徑，確保艙室噴淋保護處所內沒有盲區。

圖5 駕駛甲板最不利噴淋計算節點圖

本船艙室自動水噴淋系統設計計算的最不利區域為噴淋分區PL—5，位于駕駛甲板。根據該區噴淋平面布置圖，選擇不小于280 m2的作用面積，如圖5“駕駛甲板最不利區噴淋計算節點圖”，用于系統水力計算。實測的作用面積為282.69 m2，此區域內共設置30只閉式噴頭。

五、系統水力計算

考慮到最不利情況，282.69 m2作用面積內30只閉式噴頭全部開啟。按照噴頭最低工作壓力0.05 MPa時的最小流量，初步核算作用面積內的平均噴水強度。

六、設備選型

根據艙室噴淋水力計算結果，對噴淋泵和壓力水柜、噴淋淡水恒壓泵和濕式

報警閥組進行選型。

1. 噴淋泵

FSS規則規定，噴淋系統應裝有一臺專供噴水器自動連續噴水的獨立動力泵。噴淋泵應有2套動力源獨立供電，一路來自主配電板，另一路來自通過專用獨立饋線的應急配電板。噴淋泵流量、揚程的選型如下：

1.1 流量

Q=36.56 L/s=131.62 m3/h，實取144 m3/h，即40 L/s.

1.2 揚程

H—噴淋泵揚程（m）；

Z—最不利點噴頭與水泵出口之間的高程差，取19m；

H1—濕式報警閥組的水頭損失，取4 m。

因此，H=23.18+19+4=46.18 m，實取揚程60 m。

2. 壓力水柜

FSS規則規定，艙室噴淋系統應裝設壓力水柜，壓力水柜儲存的常備充注淡水量應相當于作用面積內所有噴頭同時開啟時水泵一分鐘的排量，壓力水柜容積至少等于常備充注淡水量的兩倍。

因此，V=Q×t×2

V—壓力水柜總容積（L）；

Q—噴淋泵流量，取40 L/s；

t—壓力水柜常備充注淡水噴放時間，取60 s。

因 此，V=Q×t×2=40×60×2=4 800 L，設計壓力1.0 MPa，工作壓力0.6 MPa。

3. 噴淋淡水恒壓泵

噴淋淡水恒壓泵用于維持壓力水柜內常備充注淡水量和壓力，其流量通常按1個標準噴頭開啟時的流量考慮，實取5 m3/h。噴淋淡水恒壓泵揚程與壓力水柜工作壓力一致，應滿足系統最不利處1個標準噴頭開啟時的最低工作壓力要求，實取60 m。

4. 濕式報警閥組

根據FSS規則要求，每一噴水器分區只能用一個截止閥加以分隔。每一分區的截止閥應易于接近，位于相關分區的外面或梯道圍壁內的小間里。艙室噴淋系統的分區截止閥，采用船用濕式報警閥組，型號為CZS100，每個噴淋分區一套，共5套。

七、結語

艙室自動水噴淋系統是船舶固定式消防滅火系統的一種，廣泛應用于客滾船、客渡船、作業船、海上平臺、游船、高速船、公務船等項目中，按照船型的不同，具體的設計要求也不盡相同。

在實際的設計工作中，需熟練掌握《公約》、《FSS規則》以及相關船級社的法規和通函對艙室噴淋系統的要求。對于描述不是很清晰的規范條文，可與船舶主管機關和規范所保持必要的溝通，以期達成共識。