机舱局部水基灭火系统典型缺陷案例分析

2019-03-02吴强

世界海运 2019年2期

吴强

一、前言

船舶火灾是造成海难事故，威胁海上人命、财产安全及海洋环境的重要因素，而船舶A类机器处所则是船舶火灾的多发地。如何在火灾早期对单一设备的火灾进行控制和扑灭，并尽可能确保设备不因此损坏成为航运界关注的问题。机舱局部水基灭火系统最早在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固定式水基局部灭火系统条款，涉及该系统的还包括MSC/Circ.913、MSC.1/Circ.1387两篇通函和MSC/Circ.1082、MSC.1/Circ.1276两篇统一解释。

笔者在实船检查中发现该系统经常出现相关缺陷，故撰写此文梳理相关公约要求，列举实例供各位航运业同仁参考。

二、固定式水基局部灭火系统介绍

1.系统概述

该系统是机舱固定式灭火系统之外的补充，旨在启动全面灭火之外提供一种针对单一设备灭火的措施，而无须关闭发电机、撤离人员或封闭这些处所。同时，也为准备释放固定式灭火系统提供缓冲时间。

目前，船上的固定式局部水基灭火系统基本采用细水雾灭火系统，该系统采用淡水作为灭火介质，具有环保、易于存储、灭火效果良好、对设备破坏性小等特点。以最常见的泵式局部细水雾灭火系统为例，系统主要由泵组、控制箱、选择阀、管系、探测警报、喷头等组成，如图1所示。

细水雾灭火系统典型的系统工作原理是：（1）自动启动状态，防护区设多个探测器，当火灾发生时，系统控制盘接受探测器探测到的动作信号，向火灾区域喷水雾；（2）手动启动状态，防护区设多个探测器，当火灾发生时，探测器发出报警信号或在现场人员确认火灾后，打开设在发生火灾区域最近处的手动启动装置（手动操作应优先于自动控制），向火灾区域喷水雾。

2.受保护范围的确定

对于主推进或驱动发电机的柴油机，其保护区的长度为柴油机两端汽缸顶部间的距离。如在其中一端设有废气透平增压器，则应将其包括在保护长度范围内。保护区的宽度为自高压油泵外表面至废气透平增压器排气出口外缘的距离。当喷头以与垂向有一倾角状态布置时，其保护范围的高度为自高压油泵出口至柴油机顶部之间的距离。对于锅炉、焚烧炉，只要求水雾能覆盖住它们的燃烧装置。对于加热的燃油分油机，水雾应能覆盖住整个分油机，但不必包括加热器。

图1 泵式局部细水雾灭火系统图

三、公约条款

1.适用范围

适用于2002年7月1日以后安放龙骨且A类机器处所大于500立方米的500总吨以上的客船和2 000总吨以上的货船。此条规则对客船具有追溯性要求，2002年7月1日以前安放龙骨的2 000总吨以上客船，应在2005年10月1日满足要求。

比较遗憾的是，虽然SOLAS2000修正案生效至今已超过15年，但笔者查阅《国内航行海船法定检验技术规则2011》及其后续的修改通告发现其均未对“固定式局部水基灭火系统”提出要求。

2.保护区域

（1）船舶主推进或驱动发电机的内燃机上有失火危险的部分；

（2）锅炉前部；

（3）焚烧炉有失火危险的部分；

（4）加热燃油净化器。

3.安装要求

SOLAS/C-Ⅱ-2/R10规定包括：（1）对于周期性无人值班机器处所，该灭火系统应能自动和手动释放。对于连续有人值班的机器处所，仅要求该灭火系统能手动释放。（2）任何局部使用灭火系统启动时，应在被保护的处所和连续有人值班的处所发出视觉报警和清晰的听觉报警。该报警应指明所启动的具体系统。本规定所述的系统报警要求是对本章其他部分要求的探火和失火报警系统的补充，而不是替代。

SOLAS公约同时引用了MSC/Circ.913，包含了系统的测试方法和相关安装规定：（1）系统应能在通风系统工作时有效灭火，或运行时自动切断通风供应以避免灭火介质被分散；（2）系统应处于立即可用状态，并能持续工作至少20分钟；（3）喷头的型号、位置、特性应经过测试确定，其安装位置应考虑到喷洒避免被遮挡；（4）控制位置可在保护处所内部或外部，但应易于到达且不易因火灾而切断；（5）系统供压部件应处于保护处所之外；（6）应提供测试途径确保供压和供水正常；（7）操作位置应张贴操作说明。

2010年12月10日的MSC.1/Circ.1387对MSC/Circ.913进行了修订（不具有追溯性），其新增规定：（1）增加了设备保护区域的详细定义；（2）为避免探测警报系统的误释放，自动释放应由两个感光探头或感光探头加感烟探头共同激发，或者采用其他经主管机关认证的方式组成，但应避免使用感温探头；（3）如系统包含自动释放，任意探头激发应能激活警报，而水雾喷淋工作应由组合探头共同激活；（4）如果机舱固定式灭火系统采用了高倍泡沫灭火系统，两个系统间应设置连锁装置，避免对泡沫灭火的干扰。

4.相关技术参数

细水雾灭火系统的技术参数应按照MSC/Circ.913给出的测试方法得出，船上应保存相关资料，内容包括喷头最大保护范围、喷头间最大/最小间距、最大/最小工作水压等参数，如表1所示。该内容虽然是提供给厂商设计测试参考的资料，但对于PSC检查中核定喷头布置位置及间距具有判断依据的作用，故作简易分析。

表1 细水雾灭火系统喷头参数表

最大间距的评估应包含5种模拟火源的燃油喷嘴的位置，如图2所示。

图2 喷嘴技术参数测试要求示意图

统一解释MSC.1/Circ.1276中给出了喷头布置参考样式及其要求，包括3×3网格、2×2网格、单排、单一喷头。在PSC检查中一种简易的喷头有效覆盖范围判定方式为：对于单个喷头或两个一排的喷头，为喷头正下方1/2最大喷头间距。对于2×2或3×3网格，为喷头外围所包围的区域。对倾斜安装的喷头，其能保护的位置应在喷头最大和最小保护距离内，如图3所示。

图3 喷头布置的几种方式

四、相关典型缺陷案例分析

1.保护处所缺少指明启动的具体系统的报警装置

SOLAS/C-Ⅱ-2/R10规定系统启动时，应在被保护的处所和连续有人值班的处所发出视觉报警和清晰的听觉报警，该报警应指明所启动的具体系统，如图4所示。该系统设立的初衷是在不进行人员撤离、关闭动力装置、封闭区域等情况下进行有效灭火。检查发现部分船舶未正确设置相关的警报装置，而是将报警信号和机舱火警警报相连接，这使得机舱人员无法识别将要或正在释放何种灭火系统，从而导致误操作。

2.无人机舱局部水基灭火系统火警探头布置不合理

某国际航行船舶分油机间的局部水雾灭火系统探头布置如图5所示，采用感光探头（远端）和感烟探头（近端）的组合，其间距超过9米，保护对象为近端的两台燃油分油机。经实船点火测试，火焰在水平距离2米时，感光探头才激发。虽然测试的火焰强度与实际火灾的火焰强度会有所差异，但9米的距离会大大延长自动激发水雾喷淋的时间，参考MSC/Circ.913给出的系统测试方法的要求，水雾灭火系统应在每一次燃油喷射点燃后10~15秒内启动，该船的布置明显是不合理的。需要注意的是，根据MSC/Circ.1120的解释，保护对象如辅锅炉、加热的燃油分油机等单件布置在位于容积超过500立方米的A类机器处所内的单独围闭处所内时，可不必配置局部水基灭火系统。

图4 正确指明水雾灭火的释放警报

图5 分油机间水雾灭火系统探头布置

某船的焚烧炉局部水雾灭火系统感光探头布置如图6所示，与排气管另一侧的一个感烟探头组合使用对焚烧炉进行保护。焚烧炉的主要失火风险区域为焚烧器，但却被焚烧炉的排气管完全遮挡。PSCO认为该感光探头的布置影响对火灾的早期探测，考虑到光的传播特性，未能确定其影响程度，故开具了行动代码为99（CONFIRM BY RO）的缺陷。最终，船级社确认了此项缺陷，并按要求进行整改。

图6 被排气管遮挡的感光探头

3.局部水基灭火系统喷头无法出水或无法形成水雾

水雾灭火系统的原理是利用水压和喷头产生标准范围内的水微粒，吸收燃烧热量形成水雾帘，达到冷却与燃烧窒息的效果从而实现灭火，这对执行压力和水雾质量的要求比较高。如果长期未对固定式局部水基灭火系统进行供压和供水测试或使用的水杂质较多，容易造成喷头堵塞导致无法出水或无法形成水雾，如图7、图8所示。

图7 喷头无法喷水

4.未按要求保持系统处于立即可用状态

系统的立即可用状态除了最后的激发程序外还包括：（1）足够的灭火介质存储；（2）供水阀保持常开；（3）选择阀（一般为具有手动控制功能的电磁阀）能够正常工作；（4）具有自动释放功能的系统控制箱应处于AUTO状态，如图9所示。

图8 控制面板显示系统故障

图9 局部水雾灭火系统处于手动状态

5. 发电机组未至少使用两个分区对设备进行保护

在实船检查中会发现，大部分船舶的发电机组将每个发电机设置为一个灭火分区，如图10所示。但也有船舶会将其中两台发电机设置为一个防火分区。这似乎与局部水基灭火系统的初衷有所相悖，但MSC.1/Circ.1387中已经给出了答案：“The system may be grouped into separate sections within a protected space... In multi-engine installations, at least two sections should be arranged.”对于发电机组至少使用两个分区对设备进行保护，故而部分船舶限制于机舱空间布置会仅采用两个分区。