機(jī)艙局部水基滅火系統(tǒng)典型缺陷案例分析

吳 強(qiáng)

一、前言

船舶火災(zāi)是造成海難事故，威脅海上人命、財(cái)產(chǎn)安全及海洋環(huán)境的重要因素，而船舶A類機(jī)器處所則是船舶火災(zāi)的多發(fā)地。如何在火災(zāi)早期對(duì)單一設(shè)備的火災(zāi)進(jìn)行控制和撲滅，并盡可能確保設(shè)備不因此損壞成為航運(yùn)界關(guān)注的問(wèn)題。機(jī)艙局部水基滅火系統(tǒng)最早在1994年12月30日的MSC/Circ.668通函中提出，并在SOLAS 2000修正案中新增SOLAS/C-Ⅱ-2/R10.5.6固定式水基局部滅火系統(tǒng)條款，涉及該系統(tǒng)的還包括MSC/Circ.913、MSC.1/Circ.1387兩篇通函和MSC/Circ.1082、MSC.1/Circ.1276兩篇統(tǒng)一解釋。

筆者在實(shí)船檢查中發(fā)現(xiàn)該系統(tǒng)經(jīng)常出現(xiàn)相關(guān)缺陷，故撰寫(xiě)此文梳理相關(guān)公約要求，列舉實(shí)例供各位航運(yùn)業(yè)同仁參考。

二、固定式水基局部滅火系統(tǒng)介紹

1.系統(tǒng)概述

該系統(tǒng)是機(jī)艙固定式滅火系統(tǒng)之外的補(bǔ)充，旨在啟動(dòng)全面滅火之外提供一種針對(duì)單一設(shè)備滅火的措施，而無(wú)須關(guān)閉發(fā)電機(jī)、撤離人員或封閉這些處所。同時(shí)，也為準(zhǔn)備釋放固定式滅火系統(tǒng)提供緩沖時(shí)間。

目前，船上的固定式局部水基滅火系統(tǒng)基本采用細(xì)水霧滅火系統(tǒng)，該系統(tǒng)采用淡水作為滅火介質(zhì)，具有環(huán)保、易于存儲(chǔ)、滅火效果良好、對(duì)設(shè)備破壞性小等特點(diǎn)。以最常見(jiàn)的泵式局部細(xì)水霧滅火系統(tǒng)為例，系統(tǒng)主要由泵組、控制箱、選擇閥、管系、探測(cè)警報(bào)、噴頭等組成，如圖1所示。

細(xì)水霧滅火系統(tǒng)典型的系統(tǒng)工作原理是：（1）自動(dòng)啟動(dòng)狀態(tài)，防護(hù)區(qū)設(shè)多個(gè)探測(cè)器，當(dāng)火災(zāi)發(fā)生時(shí)，系統(tǒng)控制盤(pán)接受探測(cè)器探測(cè)到的動(dòng)作信號(hào)，向火災(zāi)區(qū)域噴水霧；（2）手動(dòng)啟動(dòng)狀態(tài)，防護(hù)區(qū)設(shè)多個(gè)探測(cè)器，當(dāng)火災(zāi)發(fā)生時(shí)，探測(cè)器發(fā)出報(bào)警信號(hào)或在現(xiàn)場(chǎng)人員確認(rèn)火災(zāi)后，打開(kāi)設(shè)在發(fā)生火災(zāi)區(qū)域最近處的手動(dòng)啟動(dòng)裝置（手動(dòng)操作應(yīng)優(yōu)先于自動(dòng)控制），向火災(zāi)區(qū)域噴水霧。

2.受保護(hù)范圍的確定

對(duì)于主推進(jìn)或驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)的柴油機(jī)，其保護(hù)區(qū)的長(zhǎng)度為柴油機(jī)兩端汽缸頂部間的距離。如在其中一端設(shè)有廢氣透平增壓器，則應(yīng)將其包括在保護(hù)長(zhǎng)度范圍內(nèi)。保護(hù)區(qū)的寬度為自高壓油泵外表面至廢氣透平增壓器排氣出口外緣的距離。當(dāng)噴頭以與垂向有一傾角狀態(tài)布置時(shí)，其保護(hù)范圍的高度為自高壓油泵出口至柴油機(jī)頂部之間的距離。對(duì)于鍋爐、焚燒爐，只要求水霧能覆蓋住它們的燃燒裝置。對(duì)于加熱的燃油分油機(jī)，水霧應(yīng)能覆蓋住整個(gè)分油機(jī)，但不必包括加熱器。

圖1 泵式局部細(xì)水霧滅火系統(tǒng)圖

三、公約條款

1.適用范圍

適用于2002年7月1日以后安放龍骨且A類機(jī)器處所大于500立方米的500總噸以上的客船和2 000總噸以上的貨船。此條規(guī)則對(duì)客船具有追溯性要求，2002年7月1日以前安放龍骨的2 000總噸以上客船，應(yīng)在2005年10月1日滿足要求。

比較遺憾的是，雖然SOLAS2000修正案生效至今已超過(guò)15年，但筆者查閱《國(guó)內(nèi)航行海船法定檢驗(yàn)技術(shù)規(guī)則2011》及其后續(xù)的修改通告發(fā)現(xiàn)其均未對(duì)“固定式局部水基滅火系統(tǒng)”提出要求。

2.保護(hù)區(qū)域

（1）船舶主推進(jìn)或驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)的內(nèi)燃機(jī)上有失火危險(xiǎn)的部分；

（2）鍋爐前部；

（3）焚燒爐有失火危險(xiǎn)的部分；

（4）加熱燃油凈化器。

3.安裝要求

SOLAS/C-Ⅱ-2/R10規(guī)定包括：（1）對(duì)于周期性無(wú)人值班機(jī)器處所，該滅火系統(tǒng)應(yīng)能自動(dòng)和手動(dòng)釋放。對(duì)于連續(xù)有人值班的機(jī)器處所，僅要求該滅火系統(tǒng)能手動(dòng)釋放。（2）任何局部使用滅火系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)，應(yīng)在被保護(hù)的處所和連續(xù)有人值班的處所發(fā)出視覺(jué)報(bào)警和清晰的聽(tīng)覺(jué)報(bào)警。該報(bào)警應(yīng)指明所啟動(dòng)的具體系統(tǒng)。本規(guī)定所述的系統(tǒng)報(bào)警要求是對(duì)本章其他部分要求的探火和失火報(bào)警系統(tǒng)的補(bǔ)充，而不是替代。

SOLAS公約同時(shí)引用了MSC/Circ.913，包含了系統(tǒng)的測(cè)試方法和相關(guān)安裝規(guī)定：（1）系統(tǒng)應(yīng)能在通風(fēng)系統(tǒng)工作時(shí)有效滅火，或運(yùn)行時(shí)自動(dòng)切斷通風(fēng)供應(yīng)以避免滅火介質(zhì)被分散；（2）系統(tǒng)應(yīng)處于立即可用狀態(tài)，并能持續(xù)工作至少20分鐘；（3）噴頭的型號(hào)、位置、特性應(yīng)經(jīng)過(guò)測(cè)試確定，其安裝位置應(yīng)考慮到噴灑避免被遮擋；（4）控制位置可在保護(hù)處所內(nèi)部或外部，但應(yīng)易于到達(dá)且不易因火災(zāi)而切斷；（5）系統(tǒng)供壓部件應(yīng)處于保護(hù)處所之外；（6）應(yīng)提供測(cè)試途徑確保供壓和供水正常；（7）操作位置應(yīng)張貼操作說(shuō)明。

2010年12月10日的MSC.1/Circ.1387對(duì)MSC/Circ.913進(jìn)行了修訂（不具有追溯性），其新增規(guī)定：（1）增加了設(shè)備保護(hù)區(qū)域的詳細(xì)定義；（2）為避免探測(cè)警報(bào)系統(tǒng)的誤釋放，自動(dòng)釋放應(yīng)由兩個(gè)感光探頭或感光探頭加感煙探頭共同激發(fā)，或者采用其他經(jīng)主管機(jī)關(guān)認(rèn)證的方式組成，但應(yīng)避免使用感溫探頭；（3）如系統(tǒng)包含自動(dòng)釋放，任意探頭激發(fā)應(yīng)能激活警報(bào)，而水霧噴淋工作應(yīng)由組合探頭共同激活；（4）如果機(jī)艙固定式滅火系統(tǒng)采用了高倍泡沫滅火系統(tǒng)，兩個(gè)系統(tǒng)間應(yīng)設(shè)置連鎖裝置，避免對(duì)泡沫滅火的干擾。

4.相關(guān)技術(shù)參數(shù)

細(xì)水霧滅火系統(tǒng)的技術(shù)參數(shù)應(yīng)按照MSC/Circ.913給出的測(cè)試方法得出，船上應(yīng)保存相關(guān)資料，內(nèi)容包括噴頭最大保護(hù)范圍、噴頭間最大/最小間距、最大/最小工作水壓等參數(shù)，如表1所示。該內(nèi)容雖然是提供給廠商設(shè)計(jì)測(cè)試參考的資料，但對(duì)于PSC檢查中核定噴頭布置位置及間距具有判斷依據(jù)的作用，故作簡(jiǎn)易分析。

表1 細(xì)水霧滅火系統(tǒng)噴頭參數(shù)表

最大間距的評(píng)估應(yīng)包含5種模擬火源的燃油噴嘴的位置，如圖2所示。

圖2 噴嘴技術(shù)參數(shù)測(cè)試要求示意圖

統(tǒng)一解釋MSC.1/Circ.1276中給出了噴頭布置參考樣式及其要求，包括3×3網(wǎng)格、2×2網(wǎng)格、單排、單一噴頭。在PSC檢查中一種簡(jiǎn)易的噴頭有效覆蓋范圍判定方式為：對(duì)于單個(gè)噴頭或兩個(gè)一排的噴頭，為噴頭正下方1/2最大噴頭間距。對(duì)于2×2或3×3網(wǎng)格，為噴頭外圍所包圍的區(qū)域。對(duì)傾斜安裝的噴頭，其能保護(hù)的位置應(yīng)在噴頭最大和最小保護(hù)距離內(nèi)，如圖3所示。

圖3 噴頭布置的幾種方式

四、相關(guān)典型缺陷案例分析

1.保護(hù)處所缺少指明啟動(dòng)的具體系統(tǒng)的報(bào)警裝置

SOLAS/C-Ⅱ-2/R10規(guī)定系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)，應(yīng)在被保護(hù)的處所和連續(xù)有人值班的處所發(fā)出視覺(jué)報(bào)警和清晰的聽(tīng)覺(jué)報(bào)警，該報(bào)警應(yīng)指明所啟動(dòng)的具體系統(tǒng)，如圖4所示。該系統(tǒng)設(shè)立的初衷是在不進(jìn)行人員撤離、關(guān)閉動(dòng)力裝置、封閉區(qū)域等情況下進(jìn)行有效滅火。檢查發(fā)現(xiàn)部分船舶未正確設(shè)置相關(guān)的警報(bào)裝置，而是將報(bào)警信號(hào)和機(jī)艙火警警報(bào)相連接，這使得機(jī)艙人員無(wú)法識(shí)別將要或正在釋放何種滅火系統(tǒng)，從而導(dǎo)致誤操作。

2.無(wú)人機(jī)艙局部水基滅火系統(tǒng)火警探頭布置不合理

某國(guó)際航行船舶分油機(jī)間的局部水霧滅火系統(tǒng)探頭布置如圖5所示，采用感光探頭（遠(yuǎn)端）和感煙探頭（近端）的組合，其間距超過(guò)9米，保護(hù)對(duì)象為近端的兩臺(tái)燃油分油機(jī)。經(jīng)實(shí)船點(diǎn)火測(cè)試，火焰在水平距離2米時(shí)，感光探頭才激發(fā)。雖然測(cè)試的火焰強(qiáng)度與實(shí)際火災(zāi)的火焰強(qiáng)度會(huì)有所差異，但9米的距離會(huì)大大延長(zhǎng)自動(dòng)激發(fā)水霧噴淋的時(shí)間，參考MSC/Circ.913給出的系統(tǒng)測(cè)試方法的要求，水霧滅火系統(tǒng)應(yīng)在每一次燃油噴射點(diǎn)燃后10~15秒內(nèi)啟動(dòng)，該船的布置明顯是不合理的。需要注意的是，根據(jù)MSC/Circ.1120的解釋，保護(hù)對(duì)象如輔鍋爐、加熱的燃油分油機(jī)等單件布置在位于容積超過(guò)500立方米的A類機(jī)器處所內(nèi)的單獨(dú)圍閉處所內(nèi)時(shí)，可不必配置局部水基滅火系統(tǒng)。

圖4 正確指明水霧滅火的釋放警報(bào)

圖5 分油機(jī)間水霧滅火系統(tǒng)探頭布置

某船的焚燒爐局部水霧滅火系統(tǒng)感光探頭布置如圖6所示，與排氣管另一側(cè)的一個(gè)感煙探頭組合使用對(duì)焚燒爐進(jìn)行保護(hù)。焚燒爐的主要失火風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域?yàn)榉贌?，但卻被焚燒爐的排氣管完全遮擋。PSCO認(rèn)為該感光探頭的布置影響對(duì)火災(zāi)的早期探測(cè)，考慮到光的傳播特性，未能確定其影響程度，故開(kāi)具了行動(dòng)代碼為99（CONFIRM BY RO）的缺陷。最終，船級(jí)社確認(rèn)了此項(xiàng)缺陷，并按要求進(jìn)行整改。

圖6 被排氣管遮擋的感光探頭

3.局部水基滅火系統(tǒng)噴頭無(wú)法出水或無(wú)法形成水霧

水霧滅火系統(tǒng)的原理是利用水壓和噴頭產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)的水微粒，吸收燃燒熱量形成水霧簾，達(dá)到冷卻與燃燒窒息的效果從而實(shí)現(xiàn)滅火，這對(duì)執(zhí)行壓力和水霧質(zhì)量的要求比較高。如果長(zhǎng)期未對(duì)固定式局部水基滅火系統(tǒng)進(jìn)行供壓和供水測(cè)試或使用的水雜質(zhì)較多，容易造成噴頭堵塞導(dǎo)致無(wú)法出水或無(wú)法形成水霧，如圖7、圖8所示。

圖7 噴頭無(wú)法噴水

4.未按要求保持系統(tǒng)處于立即可用狀態(tài)

系統(tǒng)的立即可用狀態(tài)除了最后的激發(fā)程序外還包括：（1）足夠的滅火介質(zhì)存儲(chǔ)；（2）供水閥保持常開(kāi)；（3）選擇閥（一般為具有手動(dòng)控制功能的電磁閥）能夠正常工作；（4）具有自動(dòng)釋放功能的系統(tǒng)控制箱應(yīng)處于AUTO狀態(tài)，如圖9所示。

圖8 控制面板顯示系統(tǒng)故障

圖9 局部水霧滅火系統(tǒng)處于手動(dòng)狀態(tài)

5. 發(fā)電機(jī)組未至少使用兩個(gè)分區(qū)對(duì)設(shè)備進(jìn)行保護(hù)

在實(shí)船檢查中會(huì)發(fā)現(xiàn)，大部分船舶的發(fā)電機(jī)組將每個(gè)發(fā)電機(jī)設(shè)置為一個(gè)滅火分區(qū)，如圖10所示。但也有船舶會(huì)將其中兩臺(tái)發(fā)電機(jī)設(shè)置為一個(gè)防火分區(qū)。這似乎與局部水基滅火系統(tǒng)的初衷有所相悖，但MSC.1/Circ.1387中已經(jīng)給出了答案：“The system may be grouped into separate sections within a protected space... In multi-engine installations, at least two sections should be arranged.”對(duì)于發(fā)電機(jī)組至少使用兩個(gè)分區(qū)對(duì)設(shè)備進(jìn)行保護(hù)，故而部分船舶限制于機(jī)艙空間布置會(huì)僅采用兩個(gè)分區(qū)。

圖10 發(fā)電機(jī)組單獨(dú)分區(qū)示例

6.固定式局部水基滅火系統(tǒng)和其他系統(tǒng)的相互干擾

公約針對(duì)火災(zāi)的不同階段制定了相關(guān)的要求，在系統(tǒng)的裝置中除了對(duì)規(guī)則的考慮，還應(yīng)避免不同系統(tǒng)間的相互干擾，例如通風(fēng)口的位置不應(yīng)干擾局部水基滅火系統(tǒng)探頭和噴頭的效應(yīng)，高倍泡沫滅火系統(tǒng)與局部水霧應(yīng)設(shè)立連鎖裝置，油路切斷的途徑不會(huì)因火災(zāi)的發(fā)生而隔離等，在開(kāi)始檢查過(guò)程中可以多加關(guān)注。

五、總結(jié)

固定式水基局部滅火系統(tǒng)構(gòu)成相對(duì)比較簡(jiǎn)單，但是與固定滅火系統(tǒng)相似，裝船之后幾乎不會(huì)被使用，如果缺乏有效的檢查和維護(hù)保養(yǎng)就容易出現(xiàn)問(wèn)題。而相對(duì)于固定式滅火系統(tǒng)，該系統(tǒng)的釋放檢查易于進(jìn)行，可作為PSC檢查中關(guān)注的項(xiàng)目。