《防止機艙和貨泵艙失火措施指南》解析

李恒偉，蘇艷艷，于富強

（上海振華重工（集團）股份有限公司，上海 200125）

0 引言

隨著船舶工業(yè)的快速發(fā)展，船舶火災(zāi)事故和損失也呈逐年上升趨勢，各種類型的船舶火災(zāi)造成了大量財產(chǎn)損失、人員傷亡和環(huán)境污染。2004年，國際海事組織（International Maritime Organization，IMO）海上安全委員會（Marine Safety Committee，MSC）第79次會議提出了制定《防止機艙和貨泵艙失火措施指南》（簡稱：《指南》）的必要性。2009年，MSC審議了其消防小組委員會第53次會議的提議，并通過了《指南》。本文簡要介紹《指南》的宗旨、適用對象和主要內(nèi)容，并結(jié)合某深水鋪管船項目，對項目中滿足指南及規(guī)范要求的具體設(shè)計方案進(jìn)行符合性分析和總結(jié)，以期為船舶防火設(shè)計提供一定參考，有效減少船舶火災(zāi)的發(fā)生。

1 宗旨

《指南》是基于IMO發(fā)布的決議、通函和其他相關(guān)文件，綜合考慮現(xiàn)有船舶設(shè)計和建造技術(shù)，針對機艙、貨泵艙和其他易著火區(qū)域防火措施的綜合性文件。《指南》旨在為船東、船舶設(shè)計師、船長和檢驗人員等提供統(tǒng)一和協(xié)調(diào)的指引，同時盡量減少檢驗員、驗船師和成員國之間解釋或應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)上的偏差。《指南》不包括與氣體燃料火災(zāi)相關(guān)的預(yù)防措施。

2 主要內(nèi)容

《指南》總共分為4部分。第1部分介紹了宗旨、應(yīng)用和定義等基本內(nèi)容；第2部分介紹了火災(zāi)的基本原理及可燃管系中主要附件的安裝要求；第3部分和第4部分分別從控制可燃油、控制著火源和控制通風(fēng)等3方面對機艙和貨油泵艙內(nèi)可燃油管系及燃油裝置的布置提出了具體的設(shè)計和安裝指導(dǎo)。

在《指南》第1部分中，需要注意如下3個較為關(guān)鍵的定義：1）可燃油，指用于機械區(qū)域內(nèi)的各類燃油（見表1）；2）高溫表面，指溫度在220 ℃以上的表面；3）熱表面，指溫度低于220 ℃的表面，包括壓力小于2.3 MPa的蒸汽系統(tǒng)、熱油系統(tǒng)、排氣管道、燃油和廢氣鍋爐的表面。

表1 可燃油的分類、閃點和自燃點

滑油系統(tǒng)、液壓油系統(tǒng)和熱油系統(tǒng)均屬于可燃油系統(tǒng)，高溫表面屬于火災(zāi)熱源的危險源，熱表面屬于潛在危險源。

《指南》第 2部分首先介紹了由燃料、熱源/著火源和氧氣組成的火三角（見圖1）。其次，闡述了阻止火災(zāi)需要從控制燃料、控制著火源和控制氧氣3方面入手，并列舉相關(guān)措施。最后，從設(shè)計、安裝和維護(hù)檢修3方面對可燃油管路系統(tǒng)中主要附件和管件的防火措施進(jìn)行介紹。

圖1 火三角示意

《指南》第3部分介紹了防止機艙失火的各種措施，并針對鍋爐、熱油加熱器、分油機和可燃油加熱器等可燃油設(shè)備給出設(shè)計、布置和安裝指導(dǎo)。

《指南》第4部分介紹了防止貨泵艙失火的各種措施。

3 設(shè)計符合性分析

本節(jié)以某鋪管船項目為例，對機艙失火措施進(jìn)行設(shè)計符合性分析。

3.1 可燃油控制

在船舶上使用可燃油品時，應(yīng)盡量防止在機艙以及存在潛在火源的地方發(fā)生泄漏或噴濺事故，以免引起火災(zāi)。因此，在設(shè)計可燃油系統(tǒng)時應(yīng)著重考慮相應(yīng)的防火措施。

3.1.1 可燃油系統(tǒng)設(shè)計

可燃油系統(tǒng)的管路出現(xiàn)破損故障時，可能會造成噴濺和霧化，進(jìn)而導(dǎo)致火災(zāi)的發(fā)生。因此，高壓燃油泵與燃油噴油器之間的外部高壓燃油輸送管線應(yīng)設(shè)有套管保護(hù)系統(tǒng)，可在高壓管線發(fā)生故障時用于容納泄漏的燃油。套管保護(hù)系統(tǒng)應(yīng)設(shè)有泄漏報警功能。

在設(shè)計和布置燃油管線時，不應(yīng)緊靠高溫裝置，也不可布置在鍋爐、蒸汽管線、排氣總管和消聲器等設(shè)備的附近。應(yīng)盡可能使燃油管線布置遠(yuǎn)離熱表面、電氣裝置和其他著火源。燃油管線應(yīng)采用保護(hù)罩或其他防護(hù)措施，以免燃油噴到或滲漏到著火源上。此外，在可能直接或間接噴灑到潛在火源的可拆接頭處應(yīng)纏繞船級社認(rèn)可的防噴帶，并定期檢查維護(hù)，確保燃油管路系統(tǒng)不泄漏。

根據(jù)《國際海上人命安全公約》（，SOLAS）的要求，在使用同一供油來源的多臺發(fā)動機裝置中，應(yīng)設(shè)有隔離各臺發(fā)動機供油和溢油管線的裝置。隔離裝置不得影響其他發(fā)動機的工作，且隔離裝置的布置位置不會因任何發(fā)動機失火而無法靠近。對于該隔離裝置，《指南》給出3種布置方案：1）隔離裝置到發(fā)動機的距離至少5 m；2）隔離裝置應(yīng)布置在有障礙物保護(hù)的區(qū)域（見圖 2）；3）可設(shè)置具有遠(yuǎn)程控制功能的隔離裝置，比如快關(guān)閥。本鋪管船項目設(shè)計了多臺發(fā)動機，但每臺發(fā)動機都配備有專用的燃油日用柜、供油管線和溢油管線，因此不再需要設(shè)置隔離裝置。

圖2 有障礙物保護(hù)的隔離裝置安全布置區(qū)域

3.1.2 可燃油系統(tǒng)艙柜設(shè)計

可燃油系統(tǒng)的艙柜應(yīng)設(shè)計有防止油艙超壓或溢流的有效措施。本鋪管船項目的機艙燃油沉淀艙不僅設(shè)有高液位停泵和高位報警等功能，還設(shè)計有溢流管。在溢流管上安裝視流鏡和溢流報警裝置。溢出的燃油最終會收集到專用的燃油溢流艙之中。

3.1.3 可燃油系統(tǒng)設(shè)備設(shè)計

本鋪管船項目的可燃油系統(tǒng)設(shè)計有燃油鍋爐和分油機。對于燃油鍋爐，其表面應(yīng)包覆絕緣材料，并用鋼或同等非易燃材料覆蓋。在切斷燃油供油之前，鍋爐燃燒器不可拆除。在燃燒室沒有火焰或點火失敗時，可燃油供油功能應(yīng)可自動切斷，同時發(fā)出聲光報警。上述要求應(yīng)在設(shè)備訂貨規(guī)格書中予以注明。對于分油機，應(yīng)以滿足《指南》的相關(guān)要求為準(zhǔn)則，將其布置在專用分油機間內(nèi)，并設(shè)有獨立的機械通風(fēng)措施。

3.1.4 可燃油系統(tǒng)閥件設(shè)計

可燃油系統(tǒng)中的閥門在設(shè)計選型時需要注意其材料的選取。根據(jù)《指南》規(guī)定，在設(shè)計壓力低于0.7 MPa，設(shè)計溫度低于60 ℃的管道系統(tǒng)中，可使用普通鑄鐵閥門，安裝在靜壓油艙上的閥門材料應(yīng)選取延伸率在12%以上的鋼或球磨鑄鐵。英國勞氏船級社（Lloyd’s Register of Shipping，LR）的相關(guān)規(guī)范也指出灰鑄鐵不可用于設(shè)計壓力高于0.7 MPa和設(shè)計溫度高于60 ℃的管道系統(tǒng)。因此，在本鋪管船項目中，可燃油系統(tǒng)閥門均選用延伸率在12%以上的鑄鋼或球磨鑄鐵。

3.1.5 可燃油系統(tǒng)附件設(shè)計

在設(shè)計、安裝和使用階段，可燃油系統(tǒng)內(nèi)的附件均要采取充分的措施，以確保可燃油系統(tǒng)的安全。在設(shè)計選型時，軟管的長度應(yīng)盡量短，一般不超過1.5 m，在布置時應(yīng)避免急彎安裝。軟管廠家需提供壓力測試證書、生產(chǎn)合格證書、滿足國際標(biāo)準(zhǔn)化組織（International Organization for Standardization，ISO）要求的防火證書以及滿足項目船所入級船級社規(guī)范要求的其他證書。油濾器的材料應(yīng)選擇鋼或熔點高于930 ℃、延伸率在12%以上的等效材料。油濾器透氣性要好，且不許使用旋塞。其透氣閥門應(yīng)明確標(biāo)明開啟/關(guān)閉位置，這些要點均需體現(xiàn)在設(shè)計選型和訂貨要求中。

3.1.6 可燃油系統(tǒng)儀表設(shè)計

對于可燃油系統(tǒng)中的儀表，本鋪管船項目中根據(jù)《指南》要求做了相應(yīng)設(shè)計，如：壓力表需配置三通隔離閥；溫度計均需安裝在固定溫包處；溢流管視流鏡均采用耐油耐熱的類型。對于油艙液位計，SOLAS公約指出如果船舶引用了客船規(guī)范，液位計等儀表不允許在油柜側(cè)面開孔安裝。因此，本鋪管船項目選用頂裝式表裝型液位計。

3.2 著火源控制

在機艙和貨泵艙等易發(fā)生火災(zāi)的區(qū)域中，存在許多熱表面和潛在著火源。一般情況下，為避免人員燙傷、減少管路向周圍散失的熱量，需對裝載熱介質(zhì)的管路包絕緣隔熱材料，隔熱層的表面溫度不超過60 ℃，與《指南》中的相關(guān)要求保持一致。

電氣設(shè)備應(yīng)布置在通風(fēng)良好、照明充足且遠(yuǎn)離可燃油管道的區(qū)域。若無法避免，電氣設(shè)備應(yīng)增設(shè)防護(hù)措施，如當(dāng)電纜穿過可燃油或油霧氣易聚集的空間時，應(yīng)增設(shè)金屬套管進(jìn)行保護(hù)。

3.3 通風(fēng)控制

包含可燃油品的機械處所的通風(fēng)設(shè)計非常重要。一般而言，該類處所均設(shè)計為機械通風(fēng)，通風(fēng)頻率不低于60次/小時，以防油氣集聚。

4 結(jié)論

船舶防火是一項涉及船舶、生命、貨物和環(huán)境的重要工作，火災(zāi)導(dǎo)致的船舶全損率高于碰撞和擱淺事故。每個船舶的設(shè)計者、建造者、驗船師和操作者都應(yīng)該高度重視。本文簡要介紹了《指南》的宗旨、適用對象和主要內(nèi)容，并結(jié)合某深水鋪管船項目，對項目中滿足指南及規(guī)范要求的具體設(shè)計方案進(jìn)行符合性分析和總結(jié)，希望能對從事船舶防火相關(guān)工作的參與者有所幫助。