某4 000 kW海洋救助船危險區(qū)域的劃分分析

肖祖光 侯少鋒 司停 顏培博

摘? ? 要：本文依托某4000kW海洋救助船，結合CCS《鋼質海船入級規(guī)范》要求，對含有浮油回收艙的船舶危險區(qū)域劃分進行探討，對相關設備、管路的布置進行研究。

關鍵詞：危險區(qū)域;浮油回收艙;管路布置

中圖分類號：U674.23 ?? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A

Abstract： Based on the new-type medium-sized rescue ship built recently， this paper mainly expounds the basic control measures and key points of the vibration and noise of accommodation outfitting for rescue ship series under the situation of new rules.? The control is mainly achieved through the selection of accommodation outfitting materials and construction technology， and it is of great significance for the order-placing and construction of rescue ship series to master a set of vibration and noise control procedures and methods suitable for accommodation outfitting of rescue ship series.

Key words： Rescue ship; Vibration and noise; Control; Measures

1? ? ?前言

我司承建的某4 000 kW海洋救助船隸屬交通運輸部東海救助局，入CCS船級。其定位除了專業(yè)的搜救能力之外，還具有一定的海面浮油回收的作業(yè)能力，故該船配備了浮油回收艙及相關設施。根據中國船級社CCS《鋼質海船入級規(guī)范》（以下簡稱CCS鋼規(guī)）中有關危險區(qū)域的名詞解釋：船舶危險區(qū)域，是指在船舶本體上經常有可能會聚集易燃、易爆的蒸汽、氣體、粉塵或其他爆炸物的區(qū)域。海面浮油屬于易燃易爆物質，這就意味著該船需做危險區(qū)域劃分，而危險區(qū)域的大小又與設備及管路的布置相互影響。本文旨在結合該船實際情況，通過對CCS鋼規(guī)的適應性分析，提出船舶危險區(qū)域相關結構、設備及其管路布置的處理方法，對類似船舶的設計和建造提供一些借鑒。

2? ? 船舶概述

本船為全焊接式鋼質船體，采用橫骨架式，船主體具有一層連續(xù)主甲板，在主甲板上設有二層首樓，主甲板下則設雙底以及雙殼結構;采用巡洋艦式船尾，船尾配備全電力驅動雙全回轉舵槳裝置;船首采用前傾式船首（帶球首），并配備管隧式側推裝置;尾部主甲板作業(yè)區(qū)主要用于拖帶、救生、浮油回收;主甲板后部可供直升機懸停作業(yè)。

本船航區(qū)為無限航區(qū)，其主要功能包含：低海況下對各島礁等淺水區(qū)域、沿海水道進行船舶救助、人命救生作業(yè)，也可執(zhí)行部分高海況下的救助任務：

（1）對水面遇難船舶進行拖帶、封艙、空氣潛水、堵漏、排水等相關救助作業(yè);

（2）在夜間可進行海上搜尋救生、救助作業(yè)，能承載獲救人員數量為100人，并可對其進行相關的應急藥物、器械和手術治療，同時也可配合救助直升機進行海面搜索和救助作業(yè);

（3）進行一級對外消防滅火作業(yè);

（4）進行海面浮油回收以及海面消除油污作業(yè);

（5）為遇難船舶進行必要的物資輸送（食品、燃油、水等），同時為難船進行供電作業(yè);

（6）能滿足CCS規(guī)范對于 10級風拖帶的穩(wěn)性相關要求，并兼顧了在高海況下對船舶進行拖帶救助的作業(yè)能力;同時也滿足IMO 12級風下依然可以安全航行的穩(wěn)性要求，并兼顧了在高海況下依然可以進行應急人命救生的作業(yè)能力。

本船滿足中國船級社（CCS）對海洋救助船、近海供應拖船、一級消防船及浮油回收作業(yè)船的有關要求，并滿足B 級冰區(qū)加強。

3? ? 危險區(qū)域劃分分析

危險區(qū)域劃分圖屬于船舶詳細設計圖紙，由設計院繪制完成后交由CCS審圖中心審查，在審圖中心審查批準后由現(xiàn)場CCS驗船師對在建船舶進行查驗。相較于安全區(qū)域，船級社對危險區(qū)域內的設備、管路、通風等都有更高的要求，這意味著船舶建造成本以及建造難度的增加。

3.1? ?危險區(qū)域的劃分原則

根據CCS鋼規(guī)對浮油回收船危險區(qū)域劃分的規(guī)定，對本船危險區(qū)域的劃分可作如下理解：

（1）0類區(qū)域就是與浮油直接相接觸的區(qū)域，也就是浮油回收艙和回收浮油所用到的容器、設備、管子內部;

（2）考慮回收上船的浮油的易揮發(fā)性和易燃易爆性，可能會有浮油油氣揮發(fā)的區(qū)域，或者會有浮油泄漏或者滲透的區(qū)域，都屬于1類區(qū)域。對于1類區(qū)域，若有CCS鋼規(guī)所規(guī)定的通風換氣量，則可以不算做危險區(qū)域。

3.2? ?危險區(qū)域的劃分與設施布置

由于本船最核心的功能是救助，并非專用的浮油回收船，故在設計初期就確定了其浮油回收系統(tǒng)中的回收油設備采取外置式;同時根據本船招標文件的要求，設置了2個燃油艙（共約200 m3）兼做浮油回收艙。這樣既滿足了功能需求，也降低了建造成本及難度。

在確定了具體的浮油回收艙和外置式浮油回收設備的具體位置后，根據CCS鋼規(guī)可以確定浮油回收艙及浮油回收設備本身為0類危險區(qū)域，浮油回收艙周圍的隔艙及浮油回收設備周圍3 m范圍內都為1類危險區(qū)域。

基于船舶本身的安全性，船級社對危險區(qū)域內的設備、管路、通風等都有著更高的要求。為了滿足規(guī)范要求，同時考慮到建造成本和難度，希望危險區(qū)域在滿足船舶作業(yè)功能的情況下盡量的小。在詳細設計階段，設計院將危險區(qū)域的開口（主要是已劃分至危險區(qū)域內的各液艙透氣管）收攏布置，由于每一個危險區(qū)域處所的開口處3 m范圍內都是1類危險區(qū)域，因此收攏布置可以讓那些以開口為中心所劃分出來的危險區(qū)域重合得多，危險區(qū)域總體上不會被人為擴大;船廠根據設計院給出的初版的危險區(qū)域劃分圖對與危險區(qū)域相關的設備及管路進行布置，由于實際情況和理論會或多或少的有所出入，故危險區(qū)域在生產設計階段可能會被人為擴大。若船廠在生產設計階段實在不能滿足該圖紙的要求，或者由于船東另有要求導致危險區(qū)域擴大，則會與設計院共同協(xié)商并最終確定實際的危險區(qū)域范圍。

3.2.1? 危險區(qū)域對總體設計的影響

根據CCS鋼規(guī)，與回收油貯存艙相鄰的隔離艙或其他處所都屬于1類危險區(qū)域。故在設計初期設計院就采取了以下措施盡量減少危險區(qū)域對船舶整體狀態(tài)的影響：

（1）用液艙或者隔離空艙將浮油回收艙包圍起來，這樣可以最大限度的避免機械處所變?yōu)?類危險區(qū)域，從而降低船舶設備采購的成本和建造難度;

（2）在泵艙與隔離空艙的通道之間設置了兩扇自閉式且沒有門背鉤裝置的氣密鋼制門，同時在兩道門之間設置了氣閘與大氣相連，使這兩扇門之間的空氣相較隔離空艙多了正壓機械通風。這樣就保證了隔離空艙與泵艙的空氣完全隔離開來，從而避免了泵艙也成為1類危險區(qū)域。具體的艙室布置如圖1所示;

（3）當燃油艙或沉淀艙作為隔離艙時，隔離艙與回收油貯存艙之間只能設有一個共同限界面，且共同限界面的艙壁板應采用連續(xù)對接焊;如果是艙壁與甲板連接的部位，其角焊縫的焊接方式應是全焊透焊接方式。

3.2.2? 危險區(qū)域對管路設計的影響

根據CCS鋼規(guī)，除隔離艙以外，回收油輸送系統(tǒng)所配備的軟管和閥、回收油貯存艙開口以及回收油泵艙或隔離艙等1 類危險處所的開口3 m 以內的開敞甲板處所，包括半圍蔽處所，也都屬于1類危險區(qū)域。這就意味著為了不擴大危險區(qū)域，浮油回收系統(tǒng)相關軟管、閥、浮油回收艙及其隔離艙的透氣、測深管應盡量集中布置（見圖2）：

（1）先確定主甲板面上外置回收油設備以及設備作業(yè)完后軟管及閥堆放區(qū)的布置。堆放區(qū)周邊3 m內，都屬于1類危險區(qū)域;

（2）再確定浮油回收艙的注入管位置。該連接注入管與外置回收油設備的軟管布置得以確定，以軟管為中心周圍3 m范圍內，都屬于1類危險區(qū)域;

（3）確定浮油回收艙的透氣管位置。透氣管的出氣口周圍5 m范圍內，都屬于1類危險區(qū)域，同時此出口氣需距主甲板2.4 m高。此危險區(qū)域的范圍需盡量與上述（1）（2）所畫出的危險區(qū)域相重合;

（4）確定浮油回收艙周邊隔離艙的透氣管位置。透氣管出氣口周圍3 m范圍內，都屬于1類危險區(qū)域。此危險區(qū)域的范圍也需盡量與（1）（2）（3）所劃出的危險區(qū)域相重合。

從圖2可以看出：初版危險區(qū)域圖是優(yōu)先考慮集中危險區(qū)域的，但這種布置方式使得營救通道的路徑被透氣管頭擋住，且剩余的隔離艙的透氣管頭基本上都需布置在營救及逃生主通道上，從而導致營救通道不順暢，這樣的設計雖然有效減小了危險區(qū)域，但會給營救作業(yè)和逃生帶來麻煩。

為保證營救通道暢通，只能選擇重新布置浮油回收艙及其隔離艙的透氣管頭。但是這樣肯定會導致1類危險區(qū)域擴大，若危險區(qū)域被擴大至有電氣設備安裝的地方，則電氣設備需升級配置至滿足CCS鋼規(guī)對危險區(qū)域內電氣設備具有防爆功能的要求，這就意味著部分電氣設備需要重新訂貨，從而增加了電氣設備的訂貨成本以及安裝難度。為了解決這個難題，船東、設計院、船廠經過多次協(xié)調，最終對透氣管頭的布置達成一致，危險區(qū)域被局域性擴大，但沒有對已訂貨的電氣設備造成太大的影響，僅有部分照明燈需改為防爆式。設計院也以此重新繪制了危險區(qū)域劃分圖（見圖3）。

由于該船屬于多用途浮油回收船，浮油回收艙由柴油艙兼顧。根據CCS鋼規(guī)，浮油回收艙的透氣管可做成可移式透氣管。當浮油回收艙作為柴油艙使用時，透氣管頭距主甲板僅760 mm，當用于浮油回收時，則需先在現(xiàn)有透氣管上增加一段，將透氣管頭引至他處，具體見圖4所示。

在確定了危險區(qū)域后，還需考慮艙底水系統(tǒng)受到的影響。根據CCS鋼規(guī)要求，危險區(qū)域隔離艙的艙底水應由單獨設置的動力泵或噴射泵排放，此泵需獨立于安全處所的艙底水系統(tǒng)。結合本船實際情況，在隔離空艙配備了單獨的艙底水泵（電動泵，防爆型）以及噴射泵，用于浮油回收作業(yè)時危險區(qū)域內的艙底水排放。

3.2.3? 危險區(qū)域對電氣設備的影響

根據CCS鋼規(guī)，危險區(qū)域內的電氣設備需是防爆電氣設備，至少應達到溫度組別T3、設備類別ⅡA，這意味著采購電氣設備的成本變高。類似浮油回收艙的隔離艙這種已確定了一定屬于危險區(qū)域的地方的電氣設備無法再降配，那么對于因管路布置導致的擴大的危險區(qū)域部分，可以選擇對電氣設備重新布置，盡量避開危險區(qū)域，從而達到降配的標準。總體來看，由于主甲板面上有關危險區(qū)域所屬各液艙及隔離空艙透氣管的重新布置，使得主甲板面危險區(qū)域擴大，導致了甲板面上一部分電氣設備由非防爆型改成了防爆型，而隔離空艙內的所有電氣設備，都采用了滿足CCS規(guī)范要求的防爆式。整體來看，本船危險區(qū)域的擴大是增加了電氣設備采購成本的。

3.2.4? 危險區(qū)域對通風系統(tǒng)的影響

根據CCS鋼規(guī)，對于0類和1類危險區(qū)域中人員不經常進出的處所，如果在此處所內所安裝的電氣設備已滿足了相關防爆要求，則可不必設置通風系統(tǒng);如果是人員經常進出的處所，則應設置帶抽吸功能的通風系統(tǒng)，且需保證此通風系統(tǒng)有不低于8次換氣/小時的功能。本船由于隔離空艙內設有單獨的艙底水泵，且布置了大量需手動操作的閥件，屬于經常進出的處所，故設置了一臺流量為800 m3/h的抽風機以及伸至主甲板與大氣相連的風管。

通過上面的分析可以看出：危險區(qū)域的劃分涉及到船舶的縱多方面，對于船舶的設備訂貨、設計、建造都有較大的影響。相較于用于隔離0類危險區(qū)域從而形成1類危險區(qū)域的隔離艙，各隔離艙以及浮油回收艙的開口（主要是透氣管）對1類危險區(qū)域的大小有著更加直接的影響。設計院的詳細設計決定了危險區(qū)域能有多小，船廠生產設計的透氣管布置決定了危險區(qū)域能有多大，如何在危險區(qū)域大小和設計建造之間找到平衡點，是值得船東、設計院、船廠三方共同探討的問題，也是必須在船舶設計階段就確認清楚的問題。

4? ? 結束語

對船舶入級規(guī)范不太熟悉的設計人員，很容易忽視危險區(qū)域劃分對生產設計的影響，如果等到船舶建造階段再由船檢提出整改的話，將會給船舶的建造周期造成極大的影響，同時也會對船廠造成經濟損失。本文希望通過對4 000 KW海洋救助船的案例分析，能為其他設有危險區(qū)域的船舶設計和建造提供一些值得借鑒的地方。

參考文獻

[1] 中國船級社. 鋼質海船入級規(guī)范2018[M]. 北京：人民交通出版社，2018.