沿海敞口集裝箱船建造檢驗機電部分要點解析

◎ 陳凱 安徽省皖江船舶檢驗局

1.引言

近年來集裝箱船行情火爆，民營船廠接的新船訂單多為近海集裝箱船，近海多用途船以及沿海敞口集裝箱船。往年建造的敞口集裝箱船數量不多，船廠的不少施工班組缺乏施工經驗，現場驗船師對這類船的檢驗經驗也不足，加上法規對敞口集裝箱船的要求比較高，相比散貨船，有艙蓋的集裝箱船要增加不少系統，所以新建敞口集裝箱船需要引起設計公司、船廠、驗船師的特別重視。

敞口集裝箱船在國內法規的定義是指一種特殊設計的集裝箱船，其一個或多個貨艙沒有設置艙口蓋。由于敞口集裝箱船不用設置艙口蓋，可以提高集裝箱裝卸效率，引得市場青睞，特別是沿海航線；也正是因為這一點（沒有設置艙口蓋），敞口集裝箱船需要特別注意大風浪以及暴雨天氣導致貨艙大量積水的情況發生，一方面會導致貨艙超載影響船舶安全，另一方面大量積水會形成自由液面影響船舶穩性。

結合124.6m沿海敞口集裝箱的建造過程，在現場檢驗中總結出一些機電部分的經驗與大家分享交流。

2.敞口集裝箱船概述

本船為鋼質、單機、單槳、單舵、柴油機推進的沿海航區敞口集裝箱船。結構形式為混合架式，貨艙區域為雙底、雙舷縱骨架式，其它區域為橫骨架式?？傞L124.6m，兩柱間長121.9m，型寬21.6米，型深11.2米，吃水7.4m。本船全船裝箱量為660TEU，其中貨艙內可裝載534TEU貨箱和126TEU空箱。全船設置三個貨艙，其中第二貨艙可裝載危險貨物類別為第3（閃點大于23°）、4.1、5.1、6.1、8、9類包裝危險貨物。本船圖紙的設計依據是中國船級社《國內航行海船建造規范》（2022版）、中華人民共和國海事局《國內航行海船法定檢驗技術規則》（2020）[1]（簡稱20法規）。

3.要點分析

按照法規對敞口集裝箱的特別要求，就其貨艙艙底水系統，貨艙水噴霧系統、抽煙式探火系統、危險貨物貨艙通風系統等重要系統進行相關說明分析，尤其需要關注裝載危險貨物的特別要求。之前敞口集裝箱船的設計依據有《敞口集裝箱法定檢驗暫行規則》（2008）[2]，2020法規在其第11篇其他附加要求中新增敞口集裝箱附加要求，并修訂敞口貨艙應設置固定式水噴霧系統的噸位及系統的設置要求。

（1）貨艙艙底水系統。20法規中明確要求船舶應至少設有3臺艙底泵用于排放敞口貨艙艙底水，其中至少 1 臺泵具有不小于貨艙排水所要求的排量，用作排放貨艙艙底水和壓載服務，也可兼作應急消防泵。其布置另外兩臺泵或主動力源所在處所發生火災或其他事故時，該泵的運行不會受到影響，并由符合本法規相關要求的應急電源或除主電源以外的其他動力源驅動。如兼作應急消防泵，則還應符合對應急消防泵的相應要求。本船的最小干舷是由最小形狀干舷、完整穩性和結構強度確定，對應的貨艙艙底排水系統的排量應不小于下述3項中最大者：選取最大貨艙內消防所需水量的4/3、相當于封閉貨艙所要求的排量、開敞貨艙的進水量乘以艙口開敞面積。本船在機艙設置兩臺140m3/h的專用貨艙艙底泵，在應急消防泵艙另外設置一臺280m3/h的貨艙艙底壓載泵，可由應急發電機通過應急配電板供電（正常情況下可由主配電板經過應急配電板給其供電）。本船的貨艙艙底泵都是專門獨立設置的，不做其他用處。部分敞口集裝箱船的貨艙艙底泵不是獨立專用泵，可以兼作消防泵或壓載泵使用，而應急消防泵只要排量滿足上述的計算要求也可以兼做應急貨艙艙底泵使用。

20法規在第4篇2-2.3.10.3（5）中提到如果擬在圍閉貨物處所內載運易燃或有毒液體，艙底泵系統的設計應能防止由于疏忽而將這種液體輸往機器處所的管路或泵；如果大量載運這種液體，應考慮為這些處所提供附加的排放裝置。本船NO.2貨艙裝載6.1，8類危險貨物，按照法規要求需要滿足以上要求。本船為此專門為NO.2貨艙設置專用危險品艙底泵以及殘液艙以儲存貨艙可能泄漏的液體危險貨物。

設計艙底水系統時，應充分考慮到防止由于誤操作而使危險貨物進入安全區域[3]。在裝載危險貨物（液體）的情況下，該貨艙的污水井至全船艙底水管系之間的專門設置的截止閥（可在甲板上操作）應保持鎖緊關閉狀態并掛好警示牌，這樣就不會出現排出貨艙積水時將泄漏的危險液體通過艙底水管系引至機艙及其他處所，引發潛在的危險。

對于敞口集裝箱，20法規要求艙底排水系統的布置，應使系統在船舶正浮和橫傾達22.5°或首、尾傾達 10°，或在這些范圍內出現的任何組合的傾斜角度時能有效地工作。因為法規規范對常規船型比如散貨船，集裝箱船的貨艙排水只需考慮正浮、橫傾、尾傾的情況，圖紙設計階段往往會忽視敞口集裝箱船在首傾10°的情況下的貨艙排水，僅僅在貨艙尾部設置污水井。如果圖紙設計無法保證在首傾10°的情況下有效排水，就應該在貨艙首尾（左右舷）分別設置污水井，這樣可以滿足各種狀態下貨艙艙底水排水系統的正常運行。

（2）貨艙艙底水高位報警裝置。所有敞口貨艙應設置艙底水高位報警裝置，該報警裝置應在機艙和有人操作處所發出聽覺和視覺報警，并應獨立于艙底泵控制裝置。有人操作處所一般指的是駕駛室、控制站或機器處所。有的船舶在建造過程中僅在駕控臺設置報警裝置，而機艙（集控室）未設置貨艙艙底水高位報警面板，一旦貨艙大量積水，機艙的值班人員不能第一時間得知貨艙積水而去開啟艙底水泵對貨艙進行排水，所以在駕駛室以及機艙均應設置能發出聽覺和視覺報警的艙底水高位報警面板。在極端天氣下，不論駕駛室還是機艙工作人員都應該能夠及時掌握貨艙內的積水情況，以避免貨艙內形成自由液面影響船舶穩性危及船舶安全。

除此之外，船艏應急消防泵艙也應該設置艙底水高位報警裝置?！秶鴥群叫泻４ㄔ鞕z驗規范》2022中明確要求，對于水線以下通常無人的其他機器處所都要設置艙底水報警裝置。這一點容易被忽視，

（3）貨艙固定式水噴霧系統。2000 總噸及以上的敞口集裝箱船的敞口貨艙應按MSC/Circ.608/Rev.1通函（見通函之9）的要求設置固定式水噴霧系統，該系統能有效地將火抑制在火源所在的集裝箱箱跨內。該水噴霧系統的管路應沿著艙口圍和導軌設置成環路，應利用這些結構物使水噴霧噴嘴受到保護，以防止集裝箱在裝卸過程中損壞噴嘴。每一個環路為一個分區，在貨艙內可分為一個或多個分區。箱跨的定義是沿船長方向為箱格導軌間的距離（通常以40英尺的集裝箱尺寸設箱格導軌，長度約為12.2，本船定義的箱跨長度是船長方向為2個20英尺集裝箱的長度），沿船寬方向為貨艙的寬度。

本船設置的三個貨艙長度不同，按照以上的定義，在NO.1貨艙設置三個分區（見圖1），在NO.1，NO.2貨艙各設置兩個分區。水噴霧系統應能向一個敞口貨艙的每個集裝箱箱跨的外側垂直界面噴射水霧，并能冷卻相鄰的結構。均勻噴水密度應不小于1.1L/min·m2。按照噴水密度計算出專用泵的排量，然后通過選取的噴頭參數包括噴頭的流量以及噴射范圍再計算所需噴頭的數量。法規中特別提到每一個環路為一個分區，所以設計的時候應給每個環路設置一個截止閥，將每個分區作為一個獨立個體。

圖1 NO.1貨艙水噴霧系統設置

水霧滅火系統的滅火效能受很多因素的影響，比如管子的直徑、平衡孔板的位置、排放壓力和水滴的大小、噴頭噴孔直徑、噴孔的沖擊角以及噴嘴處的噴霧速度等[4]。即使相關計算滿足法規要求，也需要通過效用試驗驗證該系統的有效性。檢驗中發現一個問題，為了貨艙空間利用最大化，集裝箱側面離布置在艙口圍上的噴頭距離過近，會導致噴頭的噴射范圍減少可能無法全覆蓋集裝箱的外側界面。如果使用增加噴頭數量的方式擴大噴射覆蓋面，又會導致艙口圍上的開孔過多影響艙口圍自身的強度，同時也給船東帶來經濟負擔。如果存在類似的盲區，建議使用消防水帶的水來協助。這一點法規說得不是很清晰，需要在以后的修訂版本中明確相關要求。

（4）貨艙抽煙式探火系統。本船由于NO.2貨艙可以載運危險品集裝箱，根據法規要求需要設置抽煙式探火系統。實船在貨艙兩舷艙口圍上設置共4個取煙口，利用風機單元的兩臺風機，將取煙口處的煙氣通過鍍鋅管路抽至檢測單元檢測，當探測到煙霧或其他燃燒產物時，控制板和指示裝置應發出視覺和聽覺信號?？刂瓢鍛O置在駕駛室或消防控制站內，如控制板設置在消防控制站內時，應在駕駛室安裝一個指示裝置。本船將控制板設置在二氧化碳室，在駕駛室設置了一個指示裝置，見圖2。由于該船是敞口集裝箱船，尾部甲板還要裝載集裝箱，二氧化碳室空間相對較小，也無法單獨設置艙室安裝控制板。本船圖紙設計是將其設置在二氧化碳室。建議把控制板直接設置在駕駛室，這樣可以不用另外設置指示裝置，不過特別注意通過風機抽過來的有毒煙氣不得泄漏到有人區域。

圖2 抽煙式探火系統

（5）危險貨物貨艙通風系統。第二貨艙可裝載危險貨物類別為第3（閃點大于23°)、4.1、5.1、6.1、8、9類包裝危險貨物，需滿足20法規該條款：應向圍閉貨物處所提供足夠的動力通風；通風的布置應以空倉貨物處所為基礎每小時至少換氣6次，并從貨物處所的上部或下部相應位置排除蒸汽。通過設計計算，本船為NO.2貨艙設置了6臺無火花型防爆風機，每臺風量為6000m3/h，分別布置在該貨艙的前后兩道橫艙壁的空艙內，在風管的不同高度設置了抽風口（設有金屬絲網），確保貨艙的抽風效果。風機的設置是防止易燃蒸汽在貨艙內聚積引發危險，而且風機的出風口是釋放源，應以此確定貨艙的危險區域，特別注意該區域內的電氣設備的防爆要求。20法規對圍閉貨物處所沒有具體的定義，這一點存在一定的爭議；但是結合實際來看敞口貨艙是存在蒸汽積聚的可能，應該視為圍閉貨物處所，希望后續法規修訂能對此詳細說明以免出現誤解。

另外，危險品艙底泵艙的通風要求，20法規也有明確的規定：機器處所以外設有艙底泵的圍閉處所，應設置機械通風次數，每小時換氣不小于6次。

該處所的風機也是防爆電機，同樣必須考慮出風口是釋放源，在其危險區域內的設備防爆要求。由于危險品艙底泵艙可能積聚易燃氣體，人員進入之前務必要先開啟通風以免出現危險，風機的開啟按鈕一定要設置在危險品艙底泵艙之外。建議在危險品艙底泵艙的出入口設置警告牌注明進入前需通風。

4.結論

敞口集裝箱船是建造檢驗中難度系數比較大的船型，需要特別關注。不管是圖紙設計人員還是驗船師都應該把法規的條款吃透，不僅要關注法規對敞口集裝箱船的特殊要求，還要注意載運危險貨物時法規要求設置的相關系統以及危險區域中設備的防爆要求。船廠現場的施工班組必須按圖施工，尤其是艙底水管系比較復雜，遇到問題及時與現場驗船師溝通，利用好圖紙設計人員的技術支持。圖紙設計人員、船廠施工班組、現場驗船師需要通力合作，保證船舶的建造質量。

建造檢驗中重點關注船體部分（比如材料、裝配精度以及焊接質量等）比較多，機電部分其實也不容忽視。新船在建造完工之后不僅要向船檢機構申請定期檢驗，還要接受海事部門的安檢，這些檢驗的重點往往落在機電部分，尤其是敞口集裝箱這種系統復雜的船型。建造檢驗的現場驗船師要有責任心，把好船舶質量的一道關，不要留下重大缺陷。不然到船舶營運階段，這些與生俱來的缺陷整改難度大，會影響到船舶的正常營運甚至危及船舶安全，給船東帶來不可挽回的損失。