基于事故界限的客船安全返港能力评估分析方法

王旭辉 郭 佳

（1.太重（天津）重型装备科技开发有限公司 天津300457；2.中集来福士海洋工程有限公司 烟台264000）

引 言

安全返港设计的要求来自“SOLASII-1/8-1，II-2/21/22”［1］。海安会 MSC.1/Circ.1369 通函“客船发生火灾或进水事故后系统能力评估的暂行解释性说明”给出了安全返港系统能力评估的指导性说明，提出了安全返港系统能力评估的要求；在海安会文件中也发布了相应实施建议，对基于系统为对象的评估分析方法和流程作了说明［2］。本文基于一种舱室和处所事故的分析方法，对客船的返港能力进行评估分析。

基于事故界限评估分析方法的思路是先设定事故界限区域，然后根据要求依次假设界限事故，通过安全返港界限分析表分析每个事故发生后返港系统受损情况，最后结合规范和返港设计要求评估剩余系统能否满足安全返港的要求，其具有全面性、准确性和扩展性的特点。本文主要讨论的内容包括：

（1）界限区域设定；

（2）安全返港界限分析表；

（3）分析方法。

1 界限区域设定

规范对安全返港的要求是：当客船在事故界限范围内发生火灾或进水事故时，能依靠自身的动力到达最近的安全港口［1］。对安全返港规定了两种事故类型：进水和火灾，且不考虑两种事故同时发生。其相对应两种事故界限为进水事故界限和火灾事故界限。事故界限区域的设定要根据规范要求结合船舶布置进行。

1.1 进水事故界限

规范要求进水事故界限是任何单个水密舱室进水。进水事故界限边界设定逻辑清晰，只需要考虑水密分割。在实际分析中，综合船舶破舱极限，只考虑最上部水密甲板以下的水密舱壁和水密甲板围成的区域定义为进水事故界限区域，对这些水密分割区进行编号（见图1），其中粗黑线为水密舱壁。水密分割区划分时应注意管线通道和楼梯通道。

图1 进水事故界限设定

1.2 火灾事故界限

规范对火灾事故界限的定义根据火源处是否设有固定灭火装置分成两类来设定：

（1）火源处设有固定灭火装置，事故界限为起火源到最近A级边界的区域，该A级边界可以是起火源区域的一部分；

（2）火源处没有固定灭火装置，事故界限为起火源到最近A级边界的区域，该A级边界不是起火源区域的一部分，并且这两种类型的火灾事故都不能超过一个主竖区。

对于这两类火灾事故界限都是依照A级边界进行定义，所以首先要根据防火分割图对A级封闭区域进行划分编号，同时考虑规范对有序撤离的火灾事故界限的设定。该编号需要体现主竖区信息（见下页图2），其中粗线表示主竖区A60分割，细线表示主竖区内A级分割。防火区域编号也要特别注意管线通道和楼梯通道。

对于第（1）类情形，主竖区内部单个A级分割区域即为火灾事故的界限，例如：主竖区A中的A1到A9A级分割区，其任一单个空间内发生火灾即为火灾事故界限内，如果火灾空间达到两个以上即为超出界限。对于第（2）类情形，火灾事故的界限需要同时考虑火源区和受火源区域影响的毗邻区域。例如：主竖区B为无固定灭火装置区域。当B7为火源发生区域时，火灾事故界限包括B7和受影响的毗邻区域B2、B3、B4、B6、B8、B10、B11、B12，所以，对于此类火灾事故界限的认定相对复杂一些。而针对此类事故界限的特点，需要通过临界区域关联表（见表1）来清楚地表明火源和关联区域关系，以便确定事故界限。

图2 火灾事故界限设定

表1 临界区域关联表

2 安全返港界限分析表

安全返港界限分析表是本方法进行返港能力分析的主要工具，其目的是将规范要求与安全返港、有序撤离和安全中心相关的重要系统和相关辅助系统与事故界限建立关系，其直接反映系统中的设备和管线所处和经过的事故界限区域。

根据SOLAS要求，主要有13个系统在没有被火灾影响的区域应能运行并实现安全返港，这些系统都称为重要系统，可以按功能分为以下三类：

（1）保持航行能力的相关系统，包括：推进系统，舵和操舵系统，航行系统，燃油注入、调拨、使用系统，内部通讯系统，外部通讯系统；

（2）保证必要安全功能的系统，包括：固定灭火系统和其他消防系统，烟雾探测系统，舱底、压载系统，电动水密门系统，进水监测系统；

（3）保障安全区域照明、通风、温度等相关系统。

为保证客船能有序撤离，SOLAS要求以下6个系统在没有被火灾影响的主竖区应能运行至少3 h，这些系统也称为重要系统，主要包括：消防系统，内部通讯系统，外部通讯系统，移除消防水的舱底水系统，逃生通道、集合站、登乘站的照明系统，撤离引导系统。

除了重要系统，安全返港界限分析表还包括为安全返港系统和设备服务的辅助系统，其主要包括：

（1）推进所需的滑油系统；

（2）冷却水系统；

（3）蒸汽加热系统；

（4）压缩空气系统；

（5）相关处所的通风系统；

（6）相关燃油设备排烟系统等。

辅助系统是根据不同船舶特点来确定的，例如：对于可调浆推进系统，如果其液压系统失效就会影响桨叶螺距调整，船舶安全返港能力会受到影响，所以其液压系统需要被纳入能力分析中；具有冰区航行附加标志的船舶，有些设置了球鼻艏气泡防冻系统和水线以上安全返港所需的液舱防冻系统，其布置应考虑发生界限内的火灾事故或进水事故后，剩余的防冻措施和系统能防止球鼻艏和水线以上安全返港所需的液舱冻结。

在实际工作中，安全返港界限分析表会将返港要求的重要和辅助系统根据专业分为：机管、电气和通风开展。安全返港界限分析表是基于管路、电气和通风系统图制作的（见表2），其中系统指的是前面提到的规范要求的重要和辅助系统的分解到相应专业的系统图或原理图，管线编号是系统图中的管线编号和电缆编号，火灾事故界限和进水事故界限是该管线以及起始和终止设备经过的设备事故界限区域编号。安全返港界限分析表能够全面和准确地体现系统设备以及管路、电缆与事故界限的关系。

表2 安全返港界限分析表

3 分析方法

基于事故界限的分析方法在分析前应明确规范标准和该船舶安全返港系统的设计功能要求，了解该船舶安全返港的实现方法和最小能力要求。准备总体水密和防火布置，主竖区、安全中心方案，整理安全返港的重要系统和辅助系统的管路，电气和通风系统图。在此基础上完成事故界限的设定，进而完成安全返港界限分析表制作，确保安全返港界限分析表准确反应系统与界限设定的逻辑关系。

3.1 事故设定

安全返港界限分析表反应了每个设备和管线所属的事故界限，根据进水和火灾事故界限设定假设界限进水和火灾事故。根据进水事故界限的设定范围，不需要考虑最上水密甲板以上区域进水。根据火灾事故特点，对于没有发生火灾可能的隔离空仓可以不予考虑火灾发生。对于火灾事故界限设定类型（2）要通过临界区域关联表选出火源区和受影响的毗邻区域来确定事故界限，进而判断受到影响的管线和系统。例如：对于表2，需要依次设定火灾事故界限F1到F4，A1和A4，进水事故界限W5到W9区域失掉，整理每个失掉区域影响的系统，并具体到失掉的设备和管线。

3.2 事故影响分析

通过在安全返港界限分析表中逐个设定界限事故，得到每个界限事故发生后受影响的系统设备和管线，评估每个事故后剩余系统能否实现船舶安全返港的航行，安全，照明和通风的要求，如果不能满足要求则可修改问题系统设计或问题设备和管线布置和走向。例如：对于表2，当W6进水时，配电系统中电缆3受到影响，导致1号主机舱进风机故障，进而导致1号主机受影响，即1号主机推进能力受影响。在该事故下，主机2位于W6也受损，客船很难满足要求返港推力要求。为了解决该事故界限内满足返港要求，可以通过调整1号机舱进风机配电由配电板2移到配电板1，这样在W6进水事故中只失掉2号主机，而1号主机可以正常运行满足安全返港推进的要求。

该分析方法主要流程是先设定火灾和进水事故界限，通过分析表将安全返港系统与事故界限建立联系，直接呈现事故界限内受损的系统。然后评估剩余系统能否满足返港功能要求，发现问题后通过修改系统设计、修改设备布置、修改管线路径，增加事故界限隔离满足安全返港能力要求，修改后的方案需要再次通过分析表进行分析，这个过程要进行多轮，直到验证最终方案满足要求。在这个过程中每次修改都记录在分析表的事故界限中，可以清晰地体现每次修改的内容方便追溯和分析整个修改过程。

4 结 语

基于事故界限的客船安全返港能力的分析方法，是通过准确设定船舶进水和火灾事故界限事故，通过界限分析表假定规范设定的事故，得到船舶剩余系统状态，分析剩余系统能否满足返港要求。界限设定涵盖了所有事故界限情况，系统表完整地体现了所有受影响的相关设备和管线，避免了故障遗漏，并且可以根据需要增加其他系统的分析。该分析方法量化了事故和受影响系统，对问题点的发现准确而直接，具有很好的追溯性，能准确校验和纠正系统设计，设备布置以及管线走向和区域分隔。