船級(jí)F-M在海洋工程中的實(shí)際應(yīng)用

劉紹嶺，朱杰，高永強(qiáng)

（大連中遠(yuǎn)船務(wù)工程有限公司，大連 116600）

0 引言

國(guó)際海上人命安全公約SLOAS一直在船舶及海洋工程領(lǐng)域的防火安全及消防方面發(fā)揮著舉足輕重的作用，但是隨著船舶及海洋工程營(yíng)運(yùn)領(lǐng)域的多樣化發(fā)展，如FPSO/FSO，穿梭油輪、深海鉆井船等的發(fā)展，以及日趨嚴(yán)格的海上防火安全要求，更加嚴(yán)格的船級(jí)社規(guī)范和地方性法規(guī)也就隨之產(chǎn)生并應(yīng)用開來(lái)。本文將結(jié)合不同海洋工程項(xiàng)目，針對(duì)DNV船級(jí)社的附加船級(jí)符號(hào)F-AMC重點(diǎn)闡述其在機(jī)械處所防火以及消防方面的實(shí)際應(yīng)用。

1 F-AMC簡(jiǎn)介

B船級(jí)符號(hào)F-AMC[1]的規(guī)范要求涵蓋了船上生活區(qū)域[2]、機(jī)械處所以及載貨區(qū)（如油船、化學(xué)品船及液化氣船等），與之分別對(duì)應(yīng)的船級(jí)符號(hào)是：F-A（Accommodation）、F-M（Machinery space）、F-C（Cargo area），視不同的船型及用途，既可單獨(dú)取得三者之一，也可組合，如某些鉆井船只具備鉆井功能而無(wú)儲(chǔ)油功能則只取F-AM符號(hào)，而FPDSO則全取為F-AMC。

F-M主要涉及到兩大消防系統(tǒng)在系統(tǒng)劃分和控制方面的配置及協(xié)調(diào)，即本地消防系統(tǒng)和主消防系統(tǒng)，其中本地消防系統(tǒng)多為水霧噴淋系統(tǒng)，主消防系統(tǒng)包括高壓CO2系統(tǒng)、低壓CO2系統(tǒng)、高壓水霧系統(tǒng)[3]及其他氣體滅火器系統(tǒng)（如NOVEC 1230[4]、FM200[5]）。本文重點(diǎn)闡述不同船型在F-M要求下，機(jī)械處所消防系統(tǒng)的不同設(shè)計(jì)實(shí)例。

圖1 機(jī)艙及艏側(cè)推間概圖

圖2 本地消防系統(tǒng)簡(jiǎn)圖

2 F-M在穿梭游輪上的應(yīng)用

59K穿梭油輪項(xiàng)目取F-AMC符號(hào)，主要機(jī)械處所布置如圖1所示，尾部機(jī)艙包括主機(jī)、主發(fā)電機(jī)組、機(jī)控室、鍋爐、供油單元以及艉部電推進(jìn)器，艏部推進(jìn)器室包括兩臺(tái)電推進(jìn)器。本船兩段主配電板均放置在機(jī)艙機(jī)控室內(nèi)，動(dòng)力配電方面無(wú)相互獨(dú)立性設(shè)計(jì)要求（例如RPS船級(jí)符號(hào)），如發(fā)電機(jī)組及相應(yīng)配電板處于不同的防火區(qū)域。

輪機(jī)處所主消防系統(tǒng)為高倍泡沫系統(tǒng)，局部滅火為水霧系統(tǒng)。

基于本船配置，結(jié)合規(guī)范要求，應(yīng)用如下：

1）輪機(jī)系統(tǒng)方面，主泡沫消防系統(tǒng)與本地水霧消防系統(tǒng)需要完全獨(dú)立，沒有公共部件。本船輪機(jī)處所主消防為高倍泡沫系統(tǒng)，本地消防為低壓水霧噴淋系統(tǒng)。本地消防主要覆蓋9個(gè)區(qū)域：主機(jī)、3臺(tái)主發(fā)電機(jī)組、輔鍋爐、組合鍋爐、焚燒爐、惰氣發(fā)生器，如圖2所示。

2）本地水霧系統(tǒng)在前20min之內(nèi)禁止噴淋海水，故要結(jié)合淡水系統(tǒng)，設(shè)置吸口的不同位置來(lái)保證本地水霧消防系統(tǒng)有充足的淡水量維持20min的噴淋時(shí)間。

3）在連接到控制板上的主電源以及應(yīng)急電源均失效的情況下，其中任何一個(gè)系統(tǒng)仍能正常工作。針對(duì)此要求，本地消防系統(tǒng)配備一臺(tái)柴油機(jī)驅(qū)動(dòng)的供水泵，以及可手動(dòng)操作的區(qū)域控制閥，以確保在全船失電狀態(tài)下，本地滅火系統(tǒng)可手動(dòng)釋放。

4）釋放的途徑包括：放置于被保護(hù)區(qū)域內(nèi)的本地釋放按鈕，水霧單元上的釋放控制板以及通過火氣探測(cè)系統(tǒng)自動(dòng)釋放。

5）除了上述釋放控制途徑外，本地水霧系統(tǒng)在駕控臺(tái)處還應(yīng)設(shè)有控制板。

高倍泡沫主消防系統(tǒng)與常規(guī)要求相近，此處不做具體描述。

3 F-M在深水鉆井船上的應(yīng)用

正在建造的“大連開拓者號(hào)”深水鉆井船取F-AMC船級(jí)符號(hào)，主要機(jī)械處所布置如圖3所示，全船共8臺(tái)主推進(jìn)器，單臺(tái)功率為5,500kW，分別位于艏尾8個(gè)推進(jìn)器艙內(nèi)，服務(wù)于常規(guī)推進(jìn)以及動(dòng)力定位。共4個(gè)獨(dú)立機(jī)艙，位于主甲板之上，每個(gè)機(jī)艙內(nèi)布置2臺(tái)主發(fā)電機(jī)組，單臺(tái)輸出電功率為7,200kW，主要為全船推進(jìn)、鉆井等提供動(dòng)力。此外，每個(gè)機(jī)艙配置一個(gè)獨(dú)立于機(jī)艙的分油機(jī)間。本船配備4段主配電板，分別位于機(jī)艙頂部的獨(dú)立電氣設(shè)備間內(nèi)，對(duì)應(yīng)接線到每個(gè)機(jī)艙的主發(fā)電機(jī)組上。推進(jìn)器室，以及機(jī)艙和配電板配置在防火、防破艙進(jìn)水方面滿足DNV第三級(jí)動(dòng)力定位（DYNPOS-AUTRO）的要求。

基于本船配置，結(jié)合規(guī)范要求，應(yīng)用如下：

1）輪機(jī)系統(tǒng)方面，主消防系統(tǒng)與本地水霧消防系統(tǒng)需完全獨(dú)立，全船輪機(jī)處所主消防以及本地消防系統(tǒng)均為高壓水霧系統(tǒng)。其他電氣處所，如電氣設(shè)備間、鉆井配電板/變壓器間及其他配電板間，為CO2滅火系統(tǒng)。

2）CO2滅火系統(tǒng)與本地水霧系統(tǒng)是獨(dú)立的系統(tǒng)，并且是手動(dòng)釋放，在全船失電的情況下能夠進(jìn)行操作，所以此種配置下，本地水霧系統(tǒng)的動(dòng)力電源只需要同時(shí)接到主配電板以及應(yīng)急配電板上即可，無(wú)需其他的獨(dú)立柴油機(jī)驅(qū)動(dòng)的水泵或者儲(chǔ)能器的動(dòng)力配備要求，從而降低了成本。在某些集中控制程度較高的項(xiàng)目上，除了本地CO2間及防火控制站里的手動(dòng)釋放控制，還在駕控臺(tái)火氣控制系統(tǒng)上配置了CO2系統(tǒng)的遙控手動(dòng)釋放。本項(xiàng)目CO2系統(tǒng)主要應(yīng)用于電氣設(shè)備間。

本地高壓水霧滅火系統(tǒng)主要覆蓋8個(gè)區(qū)域：位于4個(gè)機(jī)艙內(nèi)的共8臺(tái)主發(fā)電機(jī)組以及4個(gè)分油機(jī)間內(nèi)的共12臺(tái)燃油/滑油分油機(jī)組，如圖4所示。

本地水霧系統(tǒng)供水接口連接到位于泵組上方的淡水日用柜，根據(jù)規(guī)范要求，設(shè)置艙內(nèi)不同吸口的位置來(lái)保證本地水霧消防系統(tǒng)有充足的淡水量維持至少20min的噴淋時(shí)間。對(duì)于規(guī)范要求在連接到控制板上的主電源以及應(yīng)急電源均失效的情況下，其中任何一個(gè)系統(tǒng)仍能正常工作。本地消防系統(tǒng)配備氣動(dòng)泵組，由氮?dú)馄拷M提供動(dòng)力源，以及可手動(dòng)操作的區(qū)域控制閥，以確保在全船失電狀態(tài)下，本地高壓水霧滅火系統(tǒng)可手動(dòng)釋放。

正常狀態(tài)下，從主泵出口到區(qū)域閥門之間的管路為濕式管路，保持壓力為25kg，從區(qū)域釋放閥到噴頭為干式管路，釋放的途徑有：放置于被保護(hù)區(qū)域內(nèi)的本地釋放按鈕，水霧單元上的釋放控制板，區(qū)域釋放閥門的手動(dòng)操作以及通過火氣探測(cè)系統(tǒng)自動(dòng)釋放。

除了上述釋放控制途徑外，本地水霧系統(tǒng)在駕控臺(tái)處還應(yīng)設(shè)有釋放控制板。

主消防高壓水霧系統(tǒng)配備了6臺(tái)電動(dòng)高壓水泵單元及本地控制和駕控臺(tái)控制釋放系統(tǒng)，主要覆蓋16個(gè)區(qū)域：8個(gè)推進(jìn)器室、4個(gè)機(jī)艙、4個(gè)分油機(jī)間以及油漆間，如圖5所示，鉆井區(qū)域的水霧噴淋系統(tǒng)單獨(dú)設(shè)計(jì)。對(duì)于常規(guī)船舶的輔助電動(dòng)推進(jìn)器，如上述穿梭油輪的艏側(cè)推間，若沒有安裝內(nèi)燃源動(dòng)機(jī)等類似設(shè)備及燃油系統(tǒng)，可以不設(shè)規(guī)范所提及的主消防系統(tǒng)，但是作為主推進(jìn)的電動(dòng)推進(jìn)器，需要有主消防系統(tǒng)覆蓋整個(gè)處所。

圖3 鉆井船機(jī)械處所概圖

圖4 本地消防系統(tǒng)簡(jiǎn)圖

圖5 主消防系統(tǒng)簡(jiǎn)圖

同本地消防系統(tǒng)一樣，正常狀態(tài)下，從主泵出口到區(qū)域閥門之間的管路為濕式管路，保持壓力為25kg，從區(qū)域釋放閥到噴頭為干式管路，釋放的途徑有：區(qū)域釋放閥門的手動(dòng)操作以及駕控臺(tái)上的釋放控制板。

4 案例分析

通過上述兩型船的實(shí)例分析，總結(jié)出在F-M船級(jí)規(guī)范符合性設(shè)計(jì)過程中的幾點(diǎn)注意事項(xiàng)：

1）首先明確建造規(guī)格書的消防總體要求及配置，機(jī)械處所的主消防系統(tǒng)是CO2等手動(dòng)釋放氣體滅火系統(tǒng)還是水基滅火等電動(dòng)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，如高壓細(xì)水霧、高倍泡沫等；

2）如果是氣體主消防系統(tǒng)，那么本地滅火系統(tǒng)就可以采用常規(guī)設(shè)計(jì)，配電接到主配電板和應(yīng)急配電板。而作為常規(guī)的水基主消防系統(tǒng)，就需要重點(diǎn)考量本地水霧滅火系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，首先本地水霧系統(tǒng)與水基主消防系統(tǒng)是兩個(gè)獨(dú)立的系統(tǒng)，然后確定本地消防的動(dòng)力源，泵組是氣動(dòng)驅(qū)動(dòng)還是獨(dú)立內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動(dòng)，需要跟廠家及船東商榷；

3）在水基主消防系統(tǒng)下，如果船舶入級(jí)符號(hào)里有RPS等要求全船具備雙獨(dú)立動(dòng)力系統(tǒng)的情況，可以考慮本地滅火系統(tǒng)的水泵動(dòng)力源直接接到其中之一的獨(dú)立動(dòng)力配電上，來(lái)取代上述的氣動(dòng)驅(qū)動(dòng)泵或獨(dú)立內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動(dòng)泵。

5 結(jié)語(yǔ)

本文概述了關(guān)于防火控制以及消防安全的DNV船級(jí)F-M在實(shí)船消防系統(tǒng)上的應(yīng)用。除本文所述之外，F(xiàn)-M在機(jī)艙布置、通風(fēng)、火氣探測(cè)及防火控制站等均有不同程度的要求，此外，F(xiàn)-M結(jié)合不同的船型以及建造規(guī)格書要求又會(huì)產(chǎn)生不同的設(shè)計(jì)思路。結(jié)合具體項(xiàng)目，通過與制造廠商的接觸，發(fā)現(xiàn)大部分廠商在F-M規(guī)范符合性設(shè)計(jì)方面也存在一定的理解偏差，在系統(tǒng)的整體設(shè)計(jì)和關(guān)鍵部件的技術(shù)研發(fā)上還有待于突破[6]。

〔1〕DNV.Additional fire protection[S].Rule for Classification of Ship, 2011.

〔2〕葛世民 .概述 F—AMC對(duì)艙室的主要防火要求及實(shí)船應(yīng)用[J].大連船研,1992(4):9-15.

〔3〕李明 ,等 .高壓細(xì)水霧滅火系統(tǒng)在船舶機(jī)器處所中的應(yīng)用 [J].國(guó)際船艇,2006(3):38-39.

〔4〕張國(guó)璧 .新一代哈龍?zhí)娲鷾缁饎?[J].消防科學(xué)與技術(shù),2004(4): 369-371.

〔5〕潘大新 ,霍有利 .海洋平臺(tái)七氟丙烷滅火系統(tǒng)的工程計(jì)算與設(shè)計(jì)[J].中國(guó)造船增刊,2007年: 325-329.

〔6〕 楊立軍,等.艦船高壓細(xì)水霧滅火系統(tǒng)噴頭研制[J].船舶工程,2008(3): 41-45.