全淹没高压细水雾灭火系统在船舶机器处所和货泵舱的应用

□ 郭才智 弋建州

1 概述

船舶机器处所（机舱）和货泵舱是船舶的动力输出场所，是船舶的动力机舱，它对船舶的生存及各种任务的完成起着重要的作用。动力机舱中总是存在着大量电器设施、各种油料和高温热壁等热源，也就是说，大量火灾荷载与高温热源共存于一舱。所以动力机舱一直是船舶火灾的高发区。据不完全统计，近年来我国年均船舶火灾事故近30起，其中机舱火灾约占船舶火灾总数的75 %。因此，建立安全、可靠、高效的动力机舱灭火保护系统是船舶消防安全设计的重点。

以往对船舶动力机舱进行全空间保护可采用的系统主要有：二氧化碳系统、水喷雾系统、高倍泡沫系统及等效气体灭火系统，因水喷雾系统用水量偏大、泡沫系统喷射后的清理及污损、等效气体灭火系统价格偏高等因素，目前使用较多的还是二氧化碳灭火系统。但二氧化碳灭火系统靠窒息灭火，浓度高，对滞留人员危害极大，亟需一种更加有效的灭火系统进行替代。其中细水雾技术以其无环境污染、灭火迅速、耗水量低、对防护对象破坏性小等特点，在船舶消防领域展示出了广阔的应用前景，己应用于如动力机舱、燃气涡轮间、船员居住舱以及船内公共场所。

在船用细水雾灭火系统方面，南京消防器材股份有限公司于2003年成功地开发了应用于船舶A类机器处所的局部应用细水雾灭火系统，在船上得到广泛应用，取得了良好的经济效益和社会效益。而对于船舶机器处所和货泵舱这样的全空间保护场所，采用全淹没细水雾灭火系统进行消防保护是国际海事组织（IMO）希望采用的，目前也是世界各国船级社大力推进的应用系统。南京消防器材股份公司于2011年成功开发出船舶机器处所和货泵舱等效水基灭火系统——全淹没高压细水雾灭火系统，并于2012年2月取得中国船级社（CCS）颁发的灭火系统型式认可证书，可以用于对船舶机器处所和货泵舱及类似场所进行全空间的消防保护，替代原有传统的二氧化碳等灭火系统。

2 系统介绍

2.1 系统分类

根据标准规定，并考虑到船舶实际情况，船舶机器处所和货泵舱全淹没高压细水雾灭火系统可由火灾报警灭火控制系统控制；对于保护场所有人值守的情况，可不配置火灾报警灭火控制系统，只需配置细水雾控制箱和手动控制盒等，通过值守人员去手动启动灭火系统。所以该系统按控制形式分为自动启动模式系统和手动启动模式系统两种形式，以便工程设计结合船舶实际情况进行选用。

2.2 系统组成

2.2.1 自动启动模式的系统

该系统主要由系统泵组、分区控制阀、压力开关、管道、细水雾喷头（包括舱底细水雾喷头）、及火灾报警控制器、火灾探测器、声光报警器、手动报警按钮、分区显示盘等部件组成。

2.2.2 手动启动模式的系统

该系统主要由系统泵组、分区控制阀、压力开关、管道、细水雾喷头（包括舱底细水雾喷头）、及细水雾控制箱、声光报警器、手动控制盒等部件组成。

2.3 系统工作原理

2.3.1 自动启动模式的系统

该系统具有自动启动控制、电气手动启动控制、应急启动控制三种控制方式。

（1）自动启动控制：将火灾报警控制器、水泵控制柜的控制方式均设为“自动”方式：系统即处于自动灭火控制状态，当保护区出现火情时，火灾探测器将火灾信号送往火灾报警控制器，火灾报警控制器发出声、光报警信号，同时发出灭火指令打开相应保护区的分区控制阀和泵组，向相应保护区喷射细水雾实施灭火。确认火灾扑灭后，按下火灾报警控制器上的复位按钮，即可关闭分区控制阀和泵组，手动复位压力开关，使系统恢复到伺服状态。

（2）电气手动启动控制：当发现保护区出现火情而报警系统还未响应时，可按下相应区域的手动报警按钮或火灾报警控制器上的相应区的启动按钮，即可按预定程序启动灭火系统，释放细水雾，实施灭火。确认火灾扑灭后，复位手动报警按钮和火灾报警控制器上的复位按钮，即可关闭分区控制阀和泵组，手动复位压力开关，使系统恢复到伺服状态。火灾报警控制器在自动状态下，具有电气手动控制优先功能。

（3）应急启动控制：当保护区出现火情，火灾报警灭火控制系统等控制部分失灵时，可手动打开相应保护区分区控制阀，再将水泵控制柜“手动/自动”选择开关置于“手动”位置，按下水泵控制柜上的启动按钮，即可向相应保护区喷射细水雾实施灭火。确认火灾扑灭后，按下水泵控制柜上的停止按钮关闭水泵，手动关闭分区控制阀，手动复位压力开关，使系统恢复到伺服状态。

（4）系统动作流程图（详见图1）

2.3.2 手动启动模式的系统

该系统具有电气手动启动控制和应急启动控制两种控制方式；仅应用于保护场所有人值守的情况。

（1）电气手动启动控制：当发现保护区出现火情而报警系统还未响应时，可按下相应区域的手动控制盒或细水雾控制箱上的相应区的启动按钮，即可按预定程序启动灭火系统，释放细水雾，实施灭火。确认火灾扑灭后，复位手动控制盒或细水雾控制箱上的相应区的启动按钮，即可关闭分区控制阀和泵组，手动复位压力开关，使系统恢复到伺服状态。

（2）应急启动控制：当保护区出现火情，细水雾控制箱等控制部分失灵时，可手动打开相应保护区分区控制阀，再将水泵控制柜“手动/自动”选择开关置于“手动”位置，按下水泵控制柜上的启动按钮，即可向相应保护区喷射细水雾实施灭火。确认火灾扑灭后，按下水泵控制柜上的停止按钮关闭水泵，手动关闭分区控制阀，手动复位压力开关，使系统恢复到伺服状态。

（3）系统动作流程图（详见图2）。

图1 自动启动模式的系统动作流程图

图2 手动启动模式的系统动作流程图

2.4 系统主要技术参数及特点

2.4.1 主要参数

使用环境温度：4 ℃～50 ℃；最大输出压力：12 MPa；喷头最小工作压力：10 MPa；流量范围（单泵）：50 L/min ～400 L/min；功率范围（单泵）：11 kW ～ 90 kW；装 置 工 作 电 源：380 V/50 Hz、400 V/50 Hz、400 V/60 Hz、415 V/50 Hz、415 V/60 Hz、440 V/60 Hz。

2.4.2 特点

单泵流量范围大：为最大程度的保证系统的可靠性，使用技术性能参数一样的高压往复泵两台，采用一用一备的形式，任意一台的参数都满足系统的参数要求；尽量不采用多用一备的系统配置形式，提供多种流量参数的高压往复泵供选择应用，以保证采用一用一备的形式配置，因为泵的数量越多，两台泵同时出现故障的几率越高，系统的可靠性越差。

装置工作电源范围广：可以适应于世界各国籍船舶公司的船舶。

3 工程应用注意事项

（1）系统适用于最大高度不超过8m，容积不大于4 032 m3的机舱或货泵舱及类似场所。

（2）系统必须保证至少30 min供水能力。

（3）系统应设置备用泵，备用泵的供水能力不应小于最大一台工作泵的供水能力；泵的供水可采用淡水，也可以采用海水，但需保证泵的吸水口为正压；系统应配有永久的海水入口，能够使用海水持续地工作；并应考虑使用后的淡水冲洗接口。

（4）保护区有人值守时，可采用只具有手动启动方式的系统。

（5）该系统为全淹没灭火系统，对多区域保护一般宜采用组合分配系统。

（6）采用组合分配系统时，供水量应满足最大用水量保护区所需用水量，但是应考虑的机舱区域和舱底区域同时实施灭火的情况。

（7）喷头管路的布置不应妨碍进行主机或机器设备日常维护所用通道，对于机舱内装有行车或其它移动设备的船舶，喷头和管道的布置不应妨碍这些设备的工作。

（8）保护区内的电气设备至少应具有IP22防护等级。

（9）保护区可以采用自然通风或强制通风。自然通风时，在系统启动时同时允许开口的面积不大于4 m2；但采用强制通风时，在系统启动时应同时关闭通风设备。

（10）系统分主系统和舱底系统，舱底系统可以是独立的舱底区域保护系统，也可以为主系统的一个分区，既在分区控制阀前接入主系统泵组，不需配置舱底系统泵组。机舱区域发生火灾时，启动主系统，当火灾蔓延到舱底区域时同时启动舱底系统；同样舱底区域发生火灾时，启动舱底系统，当火灾蔓延到机舱区域时同时启动主系统。

4 标准规范相关要求及结论

全淹没高压细水雾灭火系统的设置必须满足国际海上人命安全公约（简称SOLAS公约）的要求和国际海事组织海上安全委员会通函（简称IMO MSC通函）的要求。

4.1 SOLAS公约要求

（1）SOLAS公约第Ⅱ—2章中第10条第4段“固定式灭火系统”规定如下：

“4.1 固定式灭火系统的类型

4.1.1 本条第5段所要求的固定式灭火系统可以为以下任何系统：

.1 符合《国际消防安全系统规则》规定的固定式气体灭火系统；

.2 符合《国际消防安全系统规则》规定的固定式高倍泡沫灭火系统；和

.3 符合《国际消防安全系统规则》规定的固定式压力水雾灭火系统。

4.1.2 如果安装了非本章要求的固定式灭火系统，该灭火系统应满足本章有关条款和《国际消防安全系统规则》的要求。 ”

（2）SOLAS公约第Ⅱ—2章中第10条第5段“机器处所的灭火布置”规定如下：

“5.1.1 内设燃油锅炉或燃油装置的A类机器处所，应设有本条第4.1段中的任何固定式灭火系统之一。

5.2.1 内部设有内燃机的A类处所应设有本条第4.1段中规定的固定式灭火系统之一。

5.3.1 设有总输出功率不少于375 kW的气轮机或闭式蒸汽机的处所，不论此项机器用于主推进或用于其他目的，如果此种处所周期性无人值班，应设有本条第4.1段规定的固定式灭火系统之一。 ”

（3）SOLAS公约第Ⅱ—2章中第10条第9段“液货泵舱的保护”规定如下：

“9.1 每一液货泵舱应安装下述固定式灭火系统之一，且可以在液货泵舱外部的一个随时可到达的位置进行操作。液货泵舱应装设一个适合于A类机器处所的灭火系统。”

4.2 IMO MSC要求

（1）《国际消防安全系统规则》第5章“固定式气体灭火系统”；

（2）《国际消防安全系统规则》第7章“固定式压力水雾和细水雾灭火系统”规定如下：

“1 适用范围

本章详细规定了公约第II-2章所要求的固定式压力水雾和细水雾灭火系统的规范。

2.2 等效水基灭火系统---全淹没细水雾灭火系统

机器处所和货泵舱的细水雾灭火系统应由主管机关依据本组织制订的导则予以认可。”

（3）MSC/Circ.1165《经修订的机器处所和货泵舱等效水基灭火系统认可指南》中“概述”内容表述如下：

“等效于SOLAS公约II-2/10及FSS规则第5章所需的灭火系统、用于A类机器处所和货泵舱的水基灭火系统应证明它们具有相同的可靠性，该可靠性已经被作为通过SOLAS公约II—2/10及FSS规则第5章要求认可的固定式压力喷水系统的重要性能。此外，通过试验表明该系统有能力扑灭船上机舱可能发生的各种火灾。”

4.3 结论

综上SOLAS公约和IMO MSC的要求可知，船舶机器处所和货泵舱等效水基灭火系统---全淹没高压细水雾灭火系统现在完全可以用于船舶机器处所和货泵舱及类似场所进行全空间的消防保护。