海工輔助船舶消防能力增強(qiáng)的探討

劉炳杰

（中海油安全技術(shù)服務(wù)有限公司，天津 300451）

海工輔助船舶指的是多用途拖船、近海供應(yīng)船、平臺守護(hù)船及其他工作船的一個統(tǒng)稱，多用于碼頭、港口及海上鉆井平臺的配套服務(wù)。該類船舶根據(jù)設(shè)計(jì)重點(diǎn)功能的不同，一般具備對外滅火、協(xié)助提油、溢油回收、油污消除、近海供應(yīng)、遠(yuǎn)洋拖曳、守護(hù)值班、人員營救、拋起錨等各種作業(yè)功能中的一項(xiàng)或者幾項(xiàng)[1]。

因?yàn)榻逗秃Ｉ鲜推脚_、港口、油化碼頭等固定設(shè)施上都有著一個共同的特點(diǎn)，那就是都存在大量的危險(xiǎn)液體和氣體。特別是因?yàn)榻逗秃Ｉ鲜推脚_，它是集開采、輸送與儲存于一體的大型設(shè)施，具有非常高的火災(zāi)危險(xiǎn)性，一旦發(fā)生不可抗的自然災(zāi)害破壞或者操作及管理失誤都有可能引起危險(xiǎn)氣體的泄露燃燒或者爆炸，從而導(dǎo)致嚴(yán)重的后果。例如：2010年4月20日，BP公司位于墨西哥灣的“深水地平線”（Deepwater Horizon）鉆井平臺發(fā)生井噴爆炸著火事故，造成11人失蹤，17人受傷，大面積海域受到嚴(yán)重污染。

最近十年，我國的海上石油開采得到了迅猛的發(fā)展，大型油罐庫區(qū)及石油化工碼頭已經(jīng)陸續(xù)的建設(shè)完成并投入運(yùn)營，海上石油/天然氣生產(chǎn)平臺或鉆井平臺等也大量投產(chǎn)使用[2]，這也給目前的相關(guān)企業(yè)帶來了極大的火災(zāi)安全保障工作方面的挑戰(zhàn)。因?yàn)樵谡５纳a(chǎn)作業(yè)過程中，碼頭及石油天然氣平臺都不會配備專業(yè)消防船進(jìn)行日常消防保障，一旦發(fā)生爆炸火災(zāi)等事故，其本身自帶的消防能力可能遭受極大的破壞甚至完全失效，因而具備消防輔助功能的海工船舶將會承擔(dān)極其重要的責(zé)任。在遠(yuǎn)離海岸線的平臺發(fā)生火災(zāi)時，僅僅依靠平臺本身自有的消防設(shè)施進(jìn)行撲救往往無法滿足要求，而等待專業(yè)消防船到達(dá)進(jìn)行消防撲救更是不及時的，此時在附近執(zhí)行生產(chǎn)作業(yè)任務(wù)的海工輔助船舶就具備能力和空間上的極大優(yōu)勢，可以就近滅火支援，至少可以對現(xiàn)場火情進(jìn)行控制，不使火情擴(kuò)大等待進(jìn)一步的救援。因此，海工輔助船舶的消防能力是直接關(guān)系到生命財(cái)產(chǎn)安全的，增強(qiáng)海工輔助船舶消防能力的必要性是毋庸置疑的。

對于現(xiàn)場已有的海工輔助船舶消防救援能力不高的狀態(tài)，探討如何在維持輔助船舶主要作業(yè)能力不做大改的前提條件下，行之有效地提高海工輔助船舶的消防救助能力的方法。

1 現(xiàn)有海工輔助船舶消防能力與專業(yè)消防船能力的比較

海工輔助船舶通常都是多用途船舶，其主要功能所需的作業(yè)設(shè)備數(shù)量繁多而復(fù)雜，造價高昂，再加上通用的船舶主機(jī)和船舶通訊等設(shè)備價格也很高，這造成了船舶本身就具有很高的建造成本，因?yàn)楦吲渲玫南涝O(shè)備及系統(tǒng)價格也很高，加上傳統(tǒng)設(shè)計(jì)觀念的影響，從而使該類船舶的消防功能在用戶設(shè)計(jì)和需求定位時通常只作為輔助功能。這也造成了現(xiàn)有的船舶對外消防救援能力單一，且能力有限的問題。

以勝利油田所配置的海工輔助船舶為例（見表1），其現(xiàn)有海工輔助船舶消防系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是立足于船舶雙主機(jī)的特點(diǎn)，即1臺主機(jī)驅(qū)動1臺消防泵為1門消防炮供水，即每艘船都有消防泵和消防炮兩臺，都是以水消防為主，不具備如干粉消防、泡沫消防等其他消防能力，而總消防能力也僅只能達(dá)到船級社CCS規(guī)范對于消防能力分級表中FIFI-1的要求。而根據(jù)現(xiàn)有數(shù)據(jù)，目前“大消1號”“莞消2號”等先進(jìn)的專業(yè)消防船，其消防泵排量分別達(dá)到了2×3600m3/h[3]和3×3600m3/h（見表2），通過對比，我們會發(fā)現(xiàn)專業(yè)消防船的消防能力無論是從消防炮的射程還是消防泵的排量上都遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了絕大部分海工輔助船舶。因而作為第一時間對石油/天然氣平臺進(jìn)行消防救援的海工輔助船舶的消防能力是亟待提高的。

表1 勝利油田海工輔助船舶主要消防能力統(tǒng)計(jì)表

表2 專業(yè)消防船消防能力一覽表

2 提升海工輔助船舶消防能力的方法及選擇

2.1 設(shè)置加強(qiáng)消防炮

海工輔助船舶對海上的石油/天然氣平臺或者鉆井平臺提供消防救援，而這些救援對象可能會因?yàn)榛馂?zāi)事故的原因而產(chǎn)生原油或者天然氣泄漏，從而使其附近海域也會有著火的油層存在。因而對海工輔助船舶而言，消防炮射程越大，對自身船舶和人員的安全越好，對救援對象的火災(zāi)控制能力也越強(qiáng)。但問題是如果增加消防炮的射程就會增加消防泵的揚(yáng)程和流量及功率，從而也就要求驅(qū)動消防泵的動力相應(yīng)增加，但該驅(qū)動力是有限的。在這種前提條件下，西方國家提出了加強(qiáng)消防炮的理念。加強(qiáng)消防炮是不在船舶主副消防炮之外的，屬于冗余設(shè)計(jì)。當(dāng)該加強(qiáng)消防炮工作時，主副消防炮是不工作的，此時通過消防泵并聯(lián)的消防管路一起向加強(qiáng)消防泵供水，這樣在不增加原消防泵功率和排量的前提下，通過管路閥門的控制達(dá)到消防炮流量和揚(yáng)程的增加的目的。

配備加強(qiáng)消防炮讓海工輔助船舶在進(jìn)行消防救援時具有更好的性能，可以顯著提高船只應(yīng)對救援對象火情的能力。當(dāng)救援對象產(chǎn)生流火或者有爆炸等不明朗火情時，可以采用加強(qiáng)消防炮進(jìn)行遠(yuǎn)距離救援滅火；當(dāng)火情得到了適當(dāng)控制之后，可以接近救援對象利用主副消防炮進(jìn)行消防撲救。目前，部分消防船已經(jīng)采用了這樣的設(shè)計(jì)方式。

設(shè)置加強(qiáng)消防炮優(yōu)缺點(diǎn)都很顯著，其優(yōu)點(diǎn)是成本低，尤其是已有船舶的改造，僅需要增加一門加強(qiáng)消防炮，更改原來的消防管路而不增加其他任何設(shè)備。缺點(diǎn)是多臺消防泵的并聯(lián)會造成流量功率的損失。但瑕不掩瑜，從根本上講，這是有效地提高消防炮射程的方式。

2.2 提高消防泵的排量和功率

想要提高消防炮的射程，提高消防泵功率和排量是最直接和有效的方式。例如，6000kW的油田守護(hù)船，該型海工輔助船配備兩臺3000kW的主機(jī)，其消防能力為FIFI-1，消防泵能力為2×1500m3/h，裝備2門射程約150m，流量1200m3/h的消防炮。想要把消防炮的射程提高到180m左右以進(jìn)行更遠(yuǎn)距離的消防滅火作業(yè)，需要將兩臺主機(jī)自由端驅(qū)動的消防泵流量都提高到2400m3/h以上，軸功率在1300kW左右。

因?yàn)樵撔痛耙话悴捎玫氖侵鳈C(jī)驅(qū)動消防泵，且僅在滅火救援的情況下才會啟動，對該船舶的正常航行航速和其他主要功能不產(chǎn)生影響。但提高消防泵的排量和功率的設(shè)計(jì)需要考慮在進(jìn)行消防救援工作時，船只需要對抗消防炮的反力以及洋流風(fēng)浪等影響保證船舶自身的穩(wěn)定性。在正常情況下，消防泵的功率要求在主機(jī)功率的70%以下。

2.3 設(shè)置泡沫滅火系統(tǒng)

海工輔助船舶消防救援的對象多為油船、油碼頭以及平臺等，這些救援對象發(fā)生火災(zāi)時極易產(chǎn)生大面積的流淌火災(zāi)。流淌火災(zāi)的危害極其嚴(yán)重，因?yàn)樗鼤S著水流、風(fēng)向等向外快速擴(kuò)散，不僅消防船舶不能靠近，使消防救援極其困難，而且還會對它附近的船舶或設(shè)施造成危害。為了有效撲救流淌火災(zāi)并保障消防船舶的安全，近幾年專業(yè)消防船上都在逐漸推廣和運(yùn)用中倍數(shù)泡沫滅火系統(tǒng)。因其不僅能夠有效覆蓋流淌火，還能有效保障消防船舶的安全。

中倍數(shù)泡沫是指發(fā)泡倍數(shù)為21～200的泡沫，一般使用的是（20～40）倍[4]。相對于通常使用的低倍數(shù)泡沫（6～8）兩者之間的區(qū)別非常明顯。中倍數(shù)泡沫的發(fā)泡倍數(shù)大，擁有可堆積性好、粘度大的優(yōu)點(diǎn)，而低倍數(shù)泡沫發(fā)泡倍數(shù)小，很難堆積成型。

船舶的中倍數(shù)泡沫滅火系統(tǒng)在使用時，泡沫混合液通過泡沫發(fā)生器制造大量的泡沫噴出，順著船體堆積形成50～500mm的泡沫層，并向流淌火行進(jìn)。這樣可以有效阻擋和撲滅流淌火，并且能保證救援船舶本身的安全以及為其他船舶撤離流淌火災(zāi)地區(qū)提供條件。因?yàn)楹９ぽo助船舶的救援時效性是最高的，因而這類船舶裝備中倍數(shù)泡沫滅火系統(tǒng)是必要的。

中倍數(shù)泡沫滅火系統(tǒng)并不復(fù)雜，一般是在機(jī)艙配置1個中倍數(shù)泡沫液罐、1臺泡沫消防泵、1臺比例混合器及相應(yīng)管路，在主甲板左右舷配置若干中倍數(shù)泡沫發(fā)生器。中倍數(shù)泡沫發(fā)生器可放置在消防器材間，需要使用時安裝到位，對船舶其他主要功能無任何影響。

中倍數(shù)泡沫滅火系統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn)：其優(yōu)點(diǎn)是增加了海工輔助船舶滅火的方式方法，可以利用中倍數(shù)泡沫堆積的性能增強(qiáng)其應(yīng)對特殊火情的能力，并加強(qiáng)了自身的安全保護(hù)。其缺點(diǎn)是需要在機(jī)艙增加多臺設(shè)備（泡沫泵/泡沫罐），對本就狹小機(jī)艙的布局提出了更高的要求。

2.4 增設(shè)大排量的遠(yuǎn)程對外供水系統(tǒng)

若海工輔助船只主要用于對碼頭、港口、陸地石油儲罐區(qū)等區(qū)域服務(wù)時，建議增設(shè)大排量的遠(yuǎn)程對外供水系統(tǒng)。當(dāng)這些區(qū)域發(fā)生大規(guī)?；馂?zāi)時，自身場地所配置的消防滅火供水系統(tǒng)的可靠性因?yàn)榛馂?zāi)爆炸等難以保證。此時消防水源主要靠消防車供給，而消防車的供水能力相對于這種火災(zāi)是嚴(yán)重不足的。此時就可以采用船上的消防泵進(jìn)行遠(yuǎn)程供水。例如，在2010年大連“7·16”新港火災(zāi)事故過程中，大連市消防支隊(duì)利用裝備的遠(yuǎn)程供水系統(tǒng)，從2000m外海中取水，提供了火災(zāi)撲救過程中接近一半的用水量，而另一半的用水量則動用近千臺供水車才勉強(qiáng)得以保障，這足以說明在特定火災(zāi)情況下遠(yuǎn)程供水的重要性。

想要增設(shè)該大排量的遠(yuǎn)程對外供水系統(tǒng)對海工輔助船只要求并不復(fù)雜，因?yàn)樵撓到y(tǒng)是通過船舶本身設(shè)置的主消防泵向岸上供水，需要在已有的舷邊供水接口之外設(shè)置額外的與本船消防泵相匹配的大排量供水接口。大排量供水接口通過船岸連接水帶與岸上的遠(yuǎn)距離供水水帶連接即可為岸上供水。

增設(shè)大排量遠(yuǎn)程對外供水系統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)是船舶上僅需要增設(shè)相應(yīng)的大排量供水接口而不需要增加大型設(shè)備，而且海水資源取之不竭，當(dāng)岸上消防管線或者消防設(shè)施受到破壞不能正常發(fā)揮作用的時候，利用海工輔助船上強(qiáng)大的消防泵動力，從海上抽取海水進(jìn)行遠(yuǎn)距離消防滅火作業(yè)，相當(dāng)于設(shè)置了一套備用的可移動消防供水基站及消防管網(wǎng)，對于消防滅火作業(yè)具備重大的意義。缺點(diǎn)是岸基設(shè)備和船上設(shè)備型號必須配套，能夠形成消防供水體系，否則將很難在第一時間達(dá)成供水能力。

3 增強(qiáng)消防能力的方法及其適用性

3.1 配備加強(qiáng)消防炮

這種方法適用范圍較廣，既可用于改裝車，也可用于新造船。對于改裝船，因不涉及船體的改造，可以通過改裝繼承原消防管路系統(tǒng)，工作量較小，故而改造量成本相對較低，是比較優(yōu)秀的提高船舶輔助船舶消防救援能力的方式。

3.2 提高消防泵的功率和排量

這種方法如果用于改裝船，改動量最大，成本最高，也是效果最好、最能提升船舶消防救援功能的方式。從節(jié)約成本考慮這種方法最好在需求定位時就要做好，設(shè)計(jì)之初就選擇與主機(jī)功率匹配的消防泵。

3.3 配備中倍數(shù)泡沫滅火系統(tǒng)

這種方法是在水消防之外對船舶消防能力的額外擴(kuò)充，對于改裝船舶來說，這不僅需要增設(shè)泡沫消防的管系，還要增加相應(yīng)的泡沫泵和泡沫液罐等，改裝工作量相對于配備加強(qiáng)消防炮要大很多。因而此方式最好在船舶設(shè)計(jì)之初就確定。

3.4 增設(shè)遠(yuǎn)程供水接口

這種方法是將船舶作為了第二或者備用消防水源，對海工輔助船舶來說改動工作量并不大，但必須與岸上的設(shè)施相配套才能夠發(fā)揮其正常作用。

4 結(jié)束語

在油化碼頭、石油/天然氣平臺、鉆井平臺井噴式發(fā)展擴(kuò)張的今天，作為最廣泛配備使用的海工輔助船不僅僅要承擔(dān)其主要的生產(chǎn)作業(yè)功能，還要擔(dān)起第一時間進(jìn)行消防救援的責(zé)任，在應(yīng)對海上火災(zāi)時有著不可替代的地位和作用。因而通過經(jīng)濟(jì)合理的方式方法提高海工輔助船舶的消防救援能力是合理和必要的。

任何火災(zāi)在第一時間是最容易進(jìn)行撲救和控制的，而海工輔助船作為能最先抵達(dá)火災(zāi)現(xiàn)場的消防救援設(shè)施，其消防救援能力的提高可以給相關(guān)企業(yè)及社會帶來更好的安全保障，其社會效益是巨大的。

本文主要本著在不影響海工輔助船主要功能的前提下，通過經(jīng)濟(jì)合理的改裝改進(jìn)現(xiàn)有船舶或者新建船舶時增加相應(yīng)的系統(tǒng)設(shè)備來提高其消防救援能力，可操作性很強(qiáng)。企業(yè)可以根據(jù)自己的生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)狀態(tài)以及經(jīng)濟(jì)能力來綜合考慮，確定用何種方式達(dá)到提高改進(jìn)自身的安全保障能力。希望本文能對設(shè)計(jì)者在進(jìn)行海工輔助船舶消防功能的設(shè)計(jì)時起到一定的參考作用。