大型鋪管船艙底水系統(tǒng)滿足安全返港要求分析

曹高清，于富強(qiáng)，曲慶亮，黃曌宇

（上海振華重工（集團(tuán)）股份有限公司，上海 200125）

0 引言

深水鋪管船不屬于客船，但本文所述的鋪管船項(xiàng)目需要滿足《特殊用途船規(guī)則（2008）》（“Code of Safety for Special Purpose Ships (2008)”，簡稱：SPS Code），而根據(jù)其要求，本船的載人數(shù)量超過240人，所以本船需要滿足SOLAS公約第II-1/8-1條、SOLAS第II-2/21條和第II-2/22條的要求，即滿足安全返港、有序撤離和棄船的要求。安全返港要求當(dāng)浸水或火災(zāi)發(fā)生時(shí)，浸水或失火區(qū)域不超過界定范圍時(shí)，船舶能夠在8級風(fēng)及相應(yīng)海況下在最大吃水處以最小速度6 kn返回港口；當(dāng)浸水或失火區(qū)域超過界定范圍，船舶能夠有序撤離和安全登乘，保證乘客安全。

由于艙底水系統(tǒng)是重要的保船系統(tǒng)，SOLAS安全返港和有序撤離都將艙底水系統(tǒng)列為必須在事故中保全功能的重要系統(tǒng)之一，但是缺少專門分析艙底水系統(tǒng)如何滿足安全返港要求的研究，本文針對該類大型鋪管船的實(shí)際情況和對規(guī)范的理解，對艙底水系統(tǒng)如何滿足安全返港要求做詳細(xì)分析，供類似船舶系統(tǒng)設(shè)計(jì)進(jìn)行參考。

1 設(shè)計(jì)原則

海上安會委員會 MSC.1/Circ.1369通函《客船發(fā)生火災(zāi)或進(jìn)水事故后系統(tǒng)能力評估的暫行解釋性說明》中1.2條所述3種狀況：

1）按SOLAS公約第II-1/8-1條，在發(fā)生進(jìn)水事故后重要系統(tǒng)的可用性；

2）按SOLAS公約第II-2/21條，支持船舶在發(fā)生火災(zāi)事故后安全返回港口的重要系統(tǒng)的可用性；

3）按SOLAS公約第II-2/22條，支持船舶在發(fā)生火災(zāi)事故后撤離和棄船的重要系統(tǒng)的可用性。

艙底水系統(tǒng)作為上述所要求的重要系統(tǒng)，為滿足以上要求，該船艙底水系統(tǒng)設(shè)計(jì)遵循雙套、冗余、隔離的原則，具體措施如下：

1）采用3臺艙底/消防泵，分別位于艏左、右泵艙和艉部左泵艙，3個(gè)泵艙均為獨(dú)立的A級水密分隔艙室，并有固定式滅火系統(tǒng)保護(hù)，其中3#艙底/消防泵連接到應(yīng)急配電板供電，與 1#2#艙底/消防泵布置在不同的主豎區(qū)；應(yīng)急發(fā)電機(jī)組和主發(fā)電機(jī)組布置在不同的主豎區(qū)內(nèi)，在發(fā)電機(jī)組失電后應(yīng)急配電板連接的 3#艙底/消防泵仍能正常工作，因此艙底水系統(tǒng)仍能正常工作。

2）3臺艙底/消防泵都連接到艙底總管，艙底系統(tǒng)總管設(shè)置在雙層底內(nèi)的左右管弄內(nèi)，2個(gè)管弄內(nèi)的總管相互備用，2個(gè)總管通過獨(dú)立的支管分別連接各個(gè)機(jī)械艙室內(nèi)的2個(gè)吸口，任意1個(gè)總管和支管失效，都不會影響機(jī)械艙室另外1個(gè)吸口的使用，保證系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

3）艙底水系統(tǒng)采用耐火型遙控蝶閥，艙室吸口閥平時(shí)保持關(guān)閉，這樣可以保證火災(zāi)事故后整個(gè)艙底水系統(tǒng)在失火艙室內(nèi)保證完整性，除火災(zāi)艙室外，其他艙室艙底水系統(tǒng)仍可用；遙控蝶閥驅(qū)動頭采用IP68等級，保證在浸水事故后閥門仍能操作。

4）根據(jù)MSC.1/Circ.1369通函附錄1的解釋12，艙底水鋼制管路通過（非服務(wù)于）受火災(zāi)影響的處所時(shí)，管子壁厚滿足IACS UI LL36/Rev.2的(b)解釋的ICLL 66第22(3)條的要求，并使用焊接或使用ACS UR P2.11.5.5.6試驗(yàn)的機(jī)械接頭，滿足以上要求則認(rèn)為火災(zāi)事故后系統(tǒng)仍可保持運(yùn)行。

5）雙層底內(nèi)的小空艙在浸水失效后并不影響整個(gè)船舶的穩(wěn)性，故其內(nèi)的艙底水支管失效不做考慮。

基于以上設(shè)計(jì)原則，下面分別從火災(zāi)事故和浸水事故系統(tǒng)設(shè)計(jì)的思路以及如何滿足安全返港要求進(jìn)行分析。

2 火災(zāi)事故分析

根據(jù)SOLAS公約第II-2/21.3條和第II-2/21.4條，在不超過火災(zāi)事故界限內(nèi)，艙底水系統(tǒng)在未受損處所仍可用，結(jié)合MSC.1/Circ.1369的解釋說明，針對此項(xiàng)目方案（圖1），分析如下：

圖1 艙底水系統(tǒng)方案

該船每個(gè)艙室的遙控閥布置在本艙室內(nèi)或者 2個(gè)管弄內(nèi)，所以本艙室內(nèi)火災(zāi)后，管子留存，閥門常閉并且耐火，不影響其他艙室的艙底水系統(tǒng)。幾個(gè)特殊處所失效分析如下：

1）管弄左失效。由于管弄的艙底水總管上設(shè)有膨脹節(jié)，認(rèn)為火災(zāi)事故后膨脹節(jié)會失效，導(dǎo)致這個(gè)管弄內(nèi)的艙底水總管失效，需要隔離掉管弄左內(nèi)部的艙底水總管；關(guān)閉隔離閥V12（管弄右內(nèi)）和隔離閥V05（尾泵艙左內(nèi)），右舷管弄內(nèi)艙底水總管仍然可用，整個(gè)艙底水系統(tǒng)仍可用。

2）管弄右失效。管弄右失效后，關(guān)閉隔離閥V11（管弄左內(nèi)）、隔離閥V14（艏泵艙右內(nèi)）和隔離閥V07（尾泵艙右內(nèi)），左舷管弄內(nèi)艙底水總管仍然可用，整個(gè)艙底水系統(tǒng)仍可用。

3）艏泵艙左失效。艏泵艙左內(nèi)的1#艙底/消防泵失效，泵前吸入閥保持常閉，艙內(nèi)部的艙底水管壁厚滿足設(shè)計(jì)原則第4條，認(rèn)為火災(zāi)后內(nèi)部的管子和閥門是有效的（閥門保持關(guān)閉不可操作），不會損壞及導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)失壓；整個(gè)艙底水系統(tǒng)可以通過艏泵艙右內(nèi)的2#艙底/消防泵和艉泵艙左內(nèi)的3#艙底/消防泵實(shí)現(xiàn)功能，整個(gè)艙底水系統(tǒng)仍可用。

4）艏泵艙右失效。艏泵艙右內(nèi)的2#艙底/消防泵失效，同上原理，內(nèi)部管系不損壞但不可操作；艏泵艙左內(nèi)的 1#艙底/消防泵，通過艏部連接到壓載艙內(nèi)總管，繼而連接到管弄內(nèi)總管，實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)功能；艉泵艙左內(nèi)的 3#艙底/消防泵功能也不受影響，不影響整個(gè)系統(tǒng)功能完整性。

5）艉泵艙左失效。艉泵艙左內(nèi)的3#艙底/消防泵失效；艏泵艙左右內(nèi)的 1#2#艙底/消防泵，通過艙底水總管，整個(gè)艙底水系統(tǒng)仍然可用。

6）艉泵艙右失效。艉泵艙內(nèi)的日用艙底失效，日用泵前吸入閥保持常開，便于遠(yuǎn)程操作日用泵，日用艙底水系統(tǒng)管子壁厚不滿足要求，認(rèn)為火災(zāi)后內(nèi)部管子是無效的，需隔離此區(qū)域內(nèi)的艙底水管路，關(guān)閉隔離閥V04（尾泵艙左內(nèi)）和隔離閥V09（管弄右內(nèi)），艏泵艙左右內(nèi)的1#2#艙底/消防泵通過艙底水總管，保證整個(gè)艙底水系統(tǒng)仍然可用。

根據(jù)以上分析，任何艙室發(fā)生事故界限內(nèi)的火災(zāi)事故，艙底水系統(tǒng)都能滿足安全返港的要求。

3 浸水事故分析

根據(jù)海安會 MSC.1/Circ.1369要求，浸水事故系指所考慮的船上任何可能的浸水情況。浸水事故不可超過SOLAS公約第II-1/8-1.2條中規(guī)定的單個(gè)水密艙室進(jìn)水。

艙底水系統(tǒng)閥門驅(qū)動頭為電液式，防護(hù)等級為IP 68，浸水后不影響驅(qū)動頭和遙控閥門的操作，浸水后本艙室艙底/消防泵不可用，管路完整，可使用位于其他艙室的艙底/消防泵，其他艙室的艙底水系統(tǒng)仍然可用。因此，在單艙浸水事故情況下，整個(gè)艙底水系統(tǒng)滿足安全返港的要求。

4 有序撤離和棄船分析

根據(jù)SOLASII-2/22條有序撤離和棄船要求，當(dāng)火災(zāi)事故超過SOLASII-2/21.3條要求的事故界限時(shí)（事故界限不超過1個(gè)主豎區(qū)），作為支持有序撤離的艙底水系統(tǒng)應(yīng)在未受影響主豎區(qū)內(nèi)能夠運(yùn)行3 h。

在有序撤離分析時(shí)，失效的主豎區(qū)（Main Vertical Zone，簡稱：MVZ）內(nèi)的管子留存條件是穿過無法使用的主豎區(qū)時(shí)，按A60標(biāo)準(zhǔn)建造的圍壁通道內(nèi)的電纜和管路，應(yīng)視為保持完整并可使用。但本項(xiàng)目由于空間等原因不宜布置A60防火等級的管弄，即認(rèn)為失效的MVZ內(nèi)管子不留存，因此從系統(tǒng)冗余的角度來滿足要求，MVZ不包括管弄，穿過各個(gè)MVZ的艙底水總管在MVZ艙壁外設(shè)置有隔離閥，其中一個(gè) MVZ失效后，關(guān)閉此 MVZ外側(cè)的隔離閥，以隔離掉失效的MVZ區(qū)域，保證其他區(qū)域的艙底水系統(tǒng)仍可用。因此，分析的思路是針對每個(gè)MVZ失效后，詳細(xì)分析系統(tǒng)的可用性：

1）MVZ 1失效。尾部空艙1C、空艙1P/1S、空艙2P/2S、空艙3P/3S等艙底水管失效；關(guān)閉遙控閥V02（尾泵艙左內(nèi)）和遙控閥V03（管弄左內(nèi)），關(guān)閉隔離閥后，3臺艙底/消防泵和管弄內(nèi)的艙底水總管仍可用，所以其他MVZ艙底水系統(tǒng)仍可使用。

2）MVZ 2失效。尾泵艙左、尾泵艙右內(nèi)的艙底水管和艙內(nèi)的 3#艙底/消防泵失效；關(guān)閉遙控閥V01（空艙1C內(nèi)）、V08（管弄左內(nèi)）和V09（管弄右內(nèi)），隔離掉失效艙室的艙底水管和3#艙底/消防泵，其他區(qū)域的艙底水管和 1#2#艙底/消防泵仍可用，其他MVZ艙底水系統(tǒng)仍可使用。

3）MVZ 3失效。此區(qū)域無機(jī)械艙室和艙底水管，對其他MVZ艙底水系統(tǒng)無影響。

4）MVZ 4失效。7#推進(jìn)器間內(nèi)的艙底水管失效，管弄內(nèi)的艙底水閥門保持常閉，艙底水總管和艙底/消防泵仍可用，其他MVZ內(nèi)艙底水系統(tǒng)仍可使用。

5）MVZ 5失效。A＆R絞車間內(nèi)的艙底水支管失效，管弄內(nèi)的艙底水閥門保持常閉，艙底水總管和艙底/消防泵仍可用，其他MVZ內(nèi)艙底水系統(tǒng)仍可使用。

6）MVZ 6失效。機(jī)修間、機(jī)艙儲藏間、艏泵艙左和艏泵艙右失效，機(jī)修間、機(jī)艙儲藏間、艏泵艙左和艏泵艙右內(nèi)的 1#2#艙底/消防泵失效，艙室內(nèi)的艙底水管失效；關(guān)閉隔離閥V10（管弄右內(nèi)）、V18（機(jī)艙左內(nèi)）和V20（機(jī)艙右內(nèi)），隔離掉艏泵艙內(nèi)的艙底水管，MVZ 7和MVZ 8內(nèi)的艙底水利用污水處理器間連接到管弄內(nèi)的總管，再通過尾泵艙左內(nèi)的3#艙底/消防泵抽除艙底水，其他MVZ內(nèi)艙底水系統(tǒng)通過3#艙底/消防泵仍可正常使用。

7）MVZ 7失效。機(jī)艙左、機(jī)艙右失效，艙內(nèi)的艙底水管和發(fā)電機(jī)組失效，1#2#艙底/消防泵由于失去主電源導(dǎo)致失效；關(guān)閉隔離閥V19（艏泵艙右內(nèi)）、V17（艏泵艙左內(nèi)）、V22（分油機(jī)室左內(nèi)）和V24（分油機(jī)室右內(nèi)），隔離掉機(jī)艙內(nèi)的艙底水管，MVZ 8的艙底水通過污水處理器間連接到管弄內(nèi)的總管，再通過尾泵艙左內(nèi)的 3#艙底/消防泵抽除艙底水，其他MVZ內(nèi)的艙底水通過3#艙底/消防泵仍可正常使用。

8）MVZ 8失效。分油機(jī)間左、分油機(jī)間右、5#推進(jìn)器間、6#推進(jìn)器間、污水處理室間左、污水處理室間右、8#推進(jìn)器室、9#推進(jìn)器室和 10#推進(jìn)器室電氣間內(nèi)部艙底水管失效，關(guān)閉隔離閥V21（機(jī)艙左內(nèi)）、V23（機(jī)艙右內(nèi)）和V13（閥箱4C內(nèi)），其他MVZ內(nèi)艙底水系統(tǒng)仍可使用。

9）MVZ 9失效。內(nèi)部的艙底水管和艙底水噴射泵失效，10#推進(jìn)器間位于防撞艙壁前，此艙底水管為獨(dú)立的系統(tǒng)，此MVZ內(nèi)艙底水失效不會影響其他MVZ內(nèi)艙底水系統(tǒng)，其他MVZ內(nèi)的艙底水系統(tǒng)仍可使用。

艏部艙底水系統(tǒng)方案圖見圖2。

圖2 艏部艙底水系統(tǒng)方案圖

經(jīng)過上述分析，當(dāng)任何一個(gè)MVZ失效后，都不影響其他MVZ內(nèi)的艙底水系統(tǒng)正常工作，整個(gè)艙底水系統(tǒng)滿足有序撤離和棄船的要求。

5 結(jié)論

安全返港相關(guān)法規(guī)雖然已經(jīng)生效較長一段時(shí)間，但由于適用面較窄，業(yè)內(nèi)并未見較為成熟的解讀。本文根據(jù)在建項(xiàng)目的實(shí)際設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，闡述艙底水系統(tǒng)在滿足安全返港要求時(shí)的設(shè)計(jì)和分析思路。以筆者的經(jīng)驗(yàn)，由于安全返港法規(guī)的解讀文件有限，在條文的理解和把控上，各個(gè)船級社并不統(tǒng)一，因此，在系統(tǒng)設(shè)計(jì)和安全返港分析時(shí)，與船級社和船東各方緊密溝通非常重要，以確保系統(tǒng)設(shè)計(jì)滿足各方對安全返港條款的最新理解。