基于機(jī)海損案例和規(guī)范的船舶風(fēng)油切斷研究

譚安全，涂佳琪

（1.中國船級社 重慶分社，重慶 401121；2.重慶大學(xué)，重慶 401121）

基于機(jī)海損案例和規(guī)范的船舶風(fēng)油切斷研究

譚安全1，涂佳琪2

（1.中國船級社 重慶分社，重慶 401121；2.重慶大學(xué)，重慶 401121）

文章介紹了某輪機(jī)海損事故的原因，研究了FSS規(guī)則、SOLAS公約及相關(guān)規(guī)范對船舶固定式滅火系統(tǒng)釋放與船舶風(fēng)油切斷的要求，梳理了實(shí)船風(fēng)油切斷的控制中可能存在的安全隱患，結(jié)合DNV GL的要求和船東、船廠的意見，對船舶風(fēng)油切斷的控制方式提出了相關(guān)建議，希望有助于船舶設(shè)計(jì)更趨合理。

風(fēng)機(jī)；油泵；報警；應(yīng)急切斷；固定式CO2滅火系統(tǒng)

0 引言

2015年9月，某輪機(jī)艙固定CO2滅火系統(tǒng)誤報警，導(dǎo)致主機(jī)的燃油、滑油泵被自動切斷，主機(jī)在沒有滑油的情況下運(yùn)行，最后導(dǎo)致曲軸損壞，NO.5和NO.8缸活塞、連桿、氣缸，NO.1、NO.2和NO.7缸活塞，主機(jī)增壓器葉輪等損壞。分析原因?yàn)椋涸诨偷蛪簳r主機(jī)應(yīng)自動停車，但主機(jī)仍然繼續(xù)運(yùn)行導(dǎo)致了機(jī)損。經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)，滑油低壓主機(jī)停車的控制空氣管路斷裂，但未被發(fā)現(xiàn)和修復(fù)，導(dǎo)致主機(jī)在無滑油狀態(tài)繼續(xù)運(yùn)行，造成機(jī)損事故。針對此機(jī)海損，作者從公約、規(guī)則、規(guī)范角度進(jìn)一步對固定式CO2系統(tǒng)施放報警、機(jī)器處所風(fēng)油切斷方面進(jìn)行分析，并與國外船級社的要求進(jìn)行比較，希望有助于船舶“風(fēng)油遙切”控制方面的理解，減少因火災(zāi)報警自動切斷風(fēng)機(jī)油泵導(dǎo)致的機(jī)海損事故。

1 FSS規(guī)則相關(guān)要求

1.1 FSS規(guī)則的相關(guān)要求摘錄

1）第5章中2.1.3.2（經(jīng)MSC.339（91）決議修訂）[1]

“ 2.1.3.2 Means shall be provided for automatically giving audible and visual warning of therelease of fire-extinguishing medium into any ro-ro spaces, container holds equipped with integral reefer containers, spaces accessible by doors or hatches, and other spaces in which personnel normally work or to which they have access.The audible alarms shall be located so as to be audible throughout the protected space with all machinery operating, and the alarms should be distinguished from other audible alarms by adjustment of sound pressure or sound patterns.The pre-discharge alarm shall be automatically activated (e.g.by opening of the release cabinet door).The alarm shall operate for the length of time needed to evacuate the space, but in no case less than 20 s before the medium is released.Conventional cargo spaces and small spaces (such as compressor rooms, paint lockers, etc) with only a local release need not be provided with such an alarm.”

“2.1.3.2 對任何滾裝處所、裝有整體式冷藏集裝箱的集裝箱貨艙、由門或艙口進(jìn)出的處所和通常有人員工作或進(jìn)出的其他處所，應(yīng)設(shè)有釋放滅火劑的聽覺和視覺自動報警裝置。聽覺報警應(yīng)位于在所有機(jī)器工作的狀態(tài)下在整個被保護(hù)處所內(nèi)都能聽見的位置，且應(yīng)通過調(diào)節(jié)聲壓或聲調(diào)使該報警與其他聽覺報警區(qū)分開來。預(yù)釋放報警應(yīng)自動啟動，如通過打開釋放艙室的門啟動。報警所需的時間長短應(yīng)為撤離該處所所需的時間，但是無論如何在滅火劑被釋放前應(yīng)不少于20 s。普通貨物處所及僅配有局部釋放裝置的小型處所（如壓縮機(jī)房、油漆間等）不必配備這種報警?！?/p>

2）第5章中2.2.2（經(jīng) MSC.339（91）決議修訂）

“2.2.2 控制裝置。保護(hù)滾裝處所、裝有集成式冷藏箱的集裝箱貨艙、由門或艙口進(jìn)出的處所和通常有人員工作或進(jìn)出的其他處所的二氧化碳系統(tǒng)應(yīng)滿足下列要求：（1）應(yīng)設(shè)置兩套獨(dú)立的控制裝置，以將二氧化碳釋放至被保護(hù)處所，并確保報警裝置的啟動。一套控制裝置應(yīng)用于開啟安裝在將氣體輸送至被保護(hù)處所的管路上的閥門，另一套控制裝置應(yīng)用于將氣體從所儲存的容器中排出。應(yīng)采取積極的措施以確保其按照此順序操作；（2）兩套控制裝置應(yīng)布置在一個釋放箱內(nèi)，在該箱的特定部位應(yīng)設(shè)醒目標(biāo)記。如果裝有控制裝置的釋放箱上加鎖，用于開啟箱子的鑰匙應(yīng)置于設(shè)有玻璃面板的盒子里，該盒子應(yīng)放置在釋放箱附近的明顯位置處。”

1.2 對FSS規(guī)則相關(guān)要求的分析

FSS規(guī)則第5章的第2.1.3.2條（可以理解為單一控制觸發(fā)報警即可）和第2.2.2.1條（可以理解為分別需要兩個控制動作并觸發(fā)釋放報警）之間存在相互矛盾的地方，所以，IACS UI SC 252（MSC.1/Circ.1456）對其做出解釋如下：

1）預(yù)報警：兩套獨(dú)立的控制裝置在操作前就可以觸發(fā)預(yù)報警，即，如FSS規(guī)則第5章第2.1.3.2 條所提及的（打開釋放箱的門通過微開關(guān)來觸發(fā)預(yù)報警）；

2）釋放報警：對于FSS規(guī)則第5章第2.2.2條所提及的，將二氧化碳釋放至被保護(hù)處所的兩套獨(dú)立的控制裝置（即，一套用于開啟安裝在將氣體輸送至被保護(hù)處所的管路上的閥門，另一套用于將氣體從所儲存的容器中排出），可以獨(dú)立于觸發(fā)釋放報警的控制，并且觸發(fā)釋放報警只需要單個控制動作就已足夠。

可見，不論是CO2釋放前預(yù)報警，還是釋放期間報警，規(guī)則中都沒有要求報警的同時自動切斷機(jī)艙風(fēng)機(jī)和油泵。

2 SOLAS相關(guān)要求和分析

SOLAS第II-2章的相關(guān)要求摘錄如下：

“Regulation 5 Fire growth potential[2]

2.2.2 Means of control shall be provided for stopping ventilating fans.Controls provided for the power ventilation serving machinery spaces shall be grouped so as to be operable from two positions, one of which shall be outside such spaces.The means provided for stopping the power ventilation of the machinery spaces shall be entirely separate from the means provided for stopping ventilation of other spaces.”

應(yīng)設(shè)有停止通風(fēng)機(jī)的控制裝置。對服務(wù)于機(jī)器處所的動力通風(fēng)應(yīng)設(shè)有能從兩個位置集中控制的裝置，其中之一應(yīng)位于這種處所的外面。機(jī)器處所內(nèi)的動力通風(fēng)停止裝置，應(yīng)同其他處所內(nèi)的通風(fēng)停止裝置完全分開。

“2.2.3 Means of control shall be provided for stopping forced and induced draught fans, oil fuel transfer pumps, oil fuel unit pumps, lubricating oil service pumps, thermal oil circulating pumps and oil separators (purifiers).However, paragraphs.2.2.4 and 2.2.5 need not apply to oily water separators.”

應(yīng)設(shè)有停止強(qiáng)力鼓風(fēng)機(jī)和抽風(fēng)機(jī)、燃油駁運(yùn)泵、燃油裝置所用的泵、潤滑油供應(yīng)泵、熱油循泵和油分離器（凈油器）的控制裝置。但是，本條 2.2.4和2.2.5的規(guī)定不適用于油水分離器。

“2.2.4 The controls required in paragraphs 2.2.1 to 2.2.3 and in regulation 4.2.2.3.4 shall be located outside the space concerned so they will not be cut off in the event of fire in the space they serve.”

本條2.2.1至2.2.3和第4.2.2.3.4條要求的控制裝置應(yīng)位于各有關(guān)處所的外部，從而不會在所服務(wù)的處所失火時被切斷。

關(guān)于機(jī)器處所的風(fēng)機(jī)和油泵切斷并未要求同CO2滅火系統(tǒng)釋放形成自動聯(lián)動。

3 《鋼質(zhì)海船入級規(guī)范(2015)》的相關(guān)要求和分析

《鋼質(zhì)海船入級規(guī)范(2015)》第四篇第2章第6節(jié)的相關(guān)要求摘錄如下：

“2.6.6.2 機(jī)器處所風(fēng)機(jī)和油泵的切斷[3]。1）服務(wù)于機(jī)器處所的動力通風(fēng)的停止應(yīng)集中在兩個位于服務(wù)處所外部的位置上進(jìn)行，其中之一應(yīng)位于鄰近于這種處所的并易于到達(dá)之處，且應(yīng)在其所服務(wù)的處所失火時不易被隔斷。機(jī)器處所動力通風(fēng)的停止設(shè)備應(yīng)與其他處所的通風(fēng)停止設(shè)備完全分開；2）應(yīng)設(shè)有停止強(qiáng)力送風(fēng)和抽風(fēng)機(jī)、燃油駁運(yùn)泵、燃油裝置用泵、潤滑油供應(yīng)泵、熱油循環(huán)泵和油分離器（凈油器）的控制設(shè)備。除油分離器外，該控制設(shè)備應(yīng)位于各有關(guān)處所的外部，從而不會在其所服務(wù)的處所失火時被隔斷?！?/p>

根據(jù)條款可知，機(jī)艙處所風(fēng)機(jī)和油泵（上述泵）應(yīng)急切斷按鈕位于機(jī)器處所以外，其布置具有防止偶然觸動的保護(hù)措施，但并未要求同CO2滅火系統(tǒng)釋放形成自動聯(lián)動。

4 綜合分析

綜合FSS規(guī)則、SOLAS公約及相應(yīng)規(guī)范的要求，可知：

1）CO2釋放前報警并未與自動切斷機(jī)器處所風(fēng)機(jī)和油泵系統(tǒng)進(jìn)行聯(lián)動，即，如FSS規(guī)則第5章第2.1.3.2條所提及的報警（打開釋放箱的門通過微開關(guān)來觸發(fā)預(yù)報警）并未明確要求自動切斷機(jī)器處所風(fēng)機(jī)和相應(yīng)油泵；

2）機(jī)艙處所風(fēng)機(jī)和油泵（上述泵）應(yīng)急切斷按鈕應(yīng)位于機(jī)器處所以外，其布置具有防止偶然觸動的保護(hù)措施，防止機(jī)器處所失火時不易被隔斷。滿足實(shí)現(xiàn)上述功能，可在機(jī)器處所外設(shè)置手動遙控關(guān)閉風(fēng)機(jī)和油泵的按鈕，還可以設(shè)置帶鋼絲繩的快關(guān)閥，通過手動切斷。

另外，DNV GL關(guān)于CO2釋放切斷風(fēng)機(jī)油泵的問題也有明確要求。在 DNV GL規(guī)范“2013 Chapter3，Section 9，C5.4，1 An automatically trip of emergency shutdown facilities by the C02-alarm is not permitted”中，CO2釋放不允許和風(fēng)機(jī)油泵切斷有聯(lián)動，手動切斷風(fēng)機(jī)油泵是允許的。在“Machinery Installations (I-1-2)，Section 12，B10.1”中也有對該問題的說明：“When releasing the machinery space fire extinguishing system or opening the door of its release box for test purposes exclusively，an automatic shut off of machinery aggregates and auxiliary systems indicated in 9 and 10 is not permitted.”為了在CO2釋放前切斷機(jī)艙風(fēng)機(jī)和油泵，在CO2間設(shè)置相應(yīng)的應(yīng)急切斷按鈕[4]。

SOLAS公約第II-2章第10條“4.2固定式氣體滅火系統(tǒng)的關(guān)閉裝置要求”中，“Where a fixed gas fire-extinguishing system is used, opening which admit air to, or allow gas to escape from, a protected space shall be capable of being dosed from outside the protected space.”如使用固定式氣體滅火系統(tǒng)，可以讓空氣進(jìn)入或允許氣體排出的被保護(hù)處所的開口應(yīng)能從該處所外部予以關(guān)閉。因此釋放CO2固定式滅火氣體時，需要關(guān)閉機(jī)器處所的通風(fēng)開口和風(fēng)機(jī)，但并未規(guī)定風(fēng)機(jī)切斷必須和 CO2氣體釋放自動連鎖，也可通過其他風(fēng)切按鈕關(guān)閉。

如果CO2氣體釋放預(yù)報警就自動進(jìn)行機(jī)器處所風(fēng)油切斷，可能會出現(xiàn)以下情況：

1）機(jī)艙固定CO2滅火系統(tǒng)誤報警，就如本案例開始所講的機(jī)海損事故，導(dǎo)致主機(jī)的燃油、滑油泵被自動切斷，主機(jī)在沒有滑油的情況下運(yùn)行，最后導(dǎo)致曲軸損壞，NO.5和NO.8缸活塞、連桿、氣缸，NO.1、NO.2和NO.7缸活塞，主機(jī)增壓器葉輪等損壞。

2）如果船舶正在進(jìn)行避讓，此時機(jī)艙火災(zāi)報警（誤報警、在可控制范圍內(nèi)的火災(zāi)等多種情況），如果采取風(fēng)油自動切斷，可能導(dǎo)致撞船事故甚至沉船。

因此，從船舶安全角度考慮，必須根據(jù)船舶航行狀態(tài)、火災(zāi)情況來選擇合理的手動切斷風(fēng)油方式。具體方式有：

1）風(fēng)油都不切斷（誤報警）；

2）只切斷風(fēng)機(jī)（火災(zāi)可控、船舶避讓狀態(tài)）；

3）風(fēng)油都切斷。

據(jù)該機(jī)海損所述“2015年9月，某輪機(jī)艙固定CO2滅火系統(tǒng)誤報警，導(dǎo)致主機(jī)的燃油、滑油泵被自動切斷”。如果實(shí)船按如下方案設(shè)計(jì)便不會導(dǎo)致事故的發(fā)生：

打開釋放箱的門通過微開關(guān)來觸發(fā)預(yù)報警，在控制箱旁邊布置兩個按鈕來切斷風(fēng)機(jī)和油泵。這樣就可以避免船舶誤報警自動切斷風(fēng)油系統(tǒng)。

同時查閱近幾年的防火控制圖和實(shí)船發(fā)現(xiàn)，很多船舶風(fēng)油切斷只有一個按鈕，即按下此按鈕，風(fēng)機(jī)和油泵便一起切斷，建議設(shè)計(jì)為風(fēng)機(jī)切斷、油泵切斷兩個按鈕，以便根據(jù)船舶實(shí)際情況，做出合理的操作。

5 結(jié)論

根據(jù)對該機(jī)海損的分析，從公約、規(guī)則、規(guī)范角度進(jìn)一步對CO2系統(tǒng)施放報警、機(jī)器處所風(fēng)油切斷方面進(jìn)行梳理，并與國外船級社的要求進(jìn)行比較，結(jié)合船東、船廠的相關(guān)意見，作者給出如下建議：

1）自動切斷風(fēng)機(jī)，不切斷油泵。固定式 CO2滅火系統(tǒng)報警的同時自動切斷風(fēng)機(jī)，不切斷油泵。此種設(shè)計(jì)不會因系統(tǒng)誤報警或船舶緊急避讓時自動切斷主機(jī)燃油、滑油泵。

2）手動切斷風(fēng)油系統(tǒng)。報警與風(fēng)油切斷分離，打開釋放箱的門通過微開關(guān)來觸發(fā)預(yù)報警，在控制箱旁邊布置兩個按鈕來切斷風(fēng)機(jī)和油泵。

3）風(fēng)機(jī)切斷和油泵切斷分別布置，不要統(tǒng)一為一個手動按鈕，要各自分開，并相鄰布置，同時便于操作。

4）關(guān)于固定式 CO2滅火系統(tǒng)釋放報警與機(jī)器處所風(fēng)油切斷的聯(lián)動與否在FSS規(guī)則、SOLAS公約及國內(nèi)規(guī)范均無明確說明，但國外船級社如DNV GL卻有明確要求：CO2釋放不允許和風(fēng)機(jī)油泵切斷有聯(lián)動，手動切斷風(fēng)機(jī)油泵是允許的。建議相關(guān)規(guī)范科研機(jī)構(gòu)對海船和內(nèi)河船舶規(guī)范進(jìn)行補(bǔ)充完善，便于船舶設(shè)計(jì)更合理。

[1]IMO.國際消防安全系統(tǒng)規(guī)則(FSS Code)[S].2006.

[2]IMO.國際海上人命安全公約(SOLAS)[S].2014.

[3]中國船級社.鋼質(zhì)海船人級規(guī)范[S].2015.

[4]DNV GL.Rules Classification and Construction[S].2013.

[5]王蓉, 蔣曉亮.船舶風(fēng)機(jī)和油泵應(yīng)急切斷控制系統(tǒng)分析[J].船舶設(shè)計(jì)通訊, 2015(S1): 67-69.

Study of Stopping of Ship Ventilating Fans and Oil Pumps Based on Machine Average Case and Rules

TAN Anquan1, TU Jiaqi2
(1.China Classification Society, Chongqing Branch, Chongqing 401121, China; 2.Chongqing University, Chongqing 401121, China)

The paper introduces the cause of the machine average accident of a ship and studies the stopping requirements of ventilating fans and oil pumps of the ship fixed fire extinguishing system according to the FSS code, SOLAS convention and the relevant rules.It collects the security risks of the stopping control of ventilating fans and oil pumps on actual ship.Combining with the suggestions of DNV GL, the ship owner and the shipyard, some advices about the control method of the stopping of ship ventilating fans and oil pumps are proposed.Hope it helps to make the ship design more reasonable.

ventilating fans; oil pump; alarm; emergency stop; fixed CO2fire extinguishing system

U698.4

A

10.14141/j.31-1981.2017.04.002

譚安全（1986—），男，工程師，碩士研究生，研究方向：船舶建造檢驗(yàn)和結(jié)構(gòu)強(qiáng)度分析。