集装箱船货物火灾的海上消防

2019-12-06■马超

水上消防 2019年5期

■ 马超

（交通运输部北海救助局，山东烟台 264000）

0 引言

近年来，集装箱船和集装箱运输业迅速发展，集装箱船在水运中的角色地位愈加突出。然而，近期发生的多起集装箱货物火灾事故在航运界内反响强烈，也凸显出集装箱运输的迅速发展给水上消防工作带来的严峻挑战。本文结合对一次失火集装箱船救援行动的分析，提出了集装箱船货物消防问题的难点及解决应对措施，希望能为集装箱船消防安全及救援工作提供帮助。

1 救援经过

2019年4月15日上午10时，北海救助局救助指挥中心突接险情：某香港籍集装箱船在威海成山头东北部海域货舱失火，火势已蔓延。遇险船船长117 m 、宽19.7 m、吃水6.45 m，排水量11 000 t，由河北京唐港开往韩国仁川港，在航行至威海成山头东北部海域时货舱突发火灾，船上有20名船员（含5名外籍船员），载有102.23 t重油和36.2 t轻油。船员的生命安全受到严重威胁。险情就是命令，北海救助局立即启动救援预案，第一时间派遣救助力量赶赴现场实施救援。

此时，正值人民海军成立70周年海上阅兵活动启动之际，险情一旦失去控制，影响恶劣。交通运输部、山东省领导先后作出重要批示，要求全力组织实施救助，保证遇险人员安全。

北海救助局派遣2艘专业救助船、1架专业救助直升机先后赶赴现场，先是启动救助远程指挥系统，将勘察资料及时回传指挥部门，为快速正确作出决策提供了参考依据。然后，救援力量消防炮出水掩护，用光电系统观察其船壳温度，并做好了登船消防的准备。就在火势稍微平息一段时间后，集装箱船发生爆燃，并出现人员受伤的情况，火势变得难以控制。与海事部门沟通，提出了以下救助方案：从陆地运送二氧化碳向舱内灌注进行灭火，同时进行甲板降温，防止蔓延。封舱后观察火情，如甲板温度明显降低后再开舱检查，并进一步观察烟雾情况以判断火是否扑灭。

将施救方案告知船东后，救援力量先是护送遇险船返港，随即烟台打捞局组织派遣2艘专业船舶，调派精干人员携二氧化碳灌注设备赶赴现场。同时，积极协调码头、门机等社会资源协助救援工作。救助人员通过二氧化碳罐车向失火货舱先后注入数十吨高压二氧化碳气体。在遇险船员全部疏散离船情况下，救援人员冒着生命危险多次登轮实施消防作业，完成二氧化碳灌注、现场监测、灭火、卸货、开舱等工作，经过5 d岸基消防行动，成功控制和消除火情。最后，于4月25日将船舶安全交付船东，成功完成救助任务。

2 集装箱船舶消防救援的难点

由上述救援过程中不难看出，救援结果是好的，但救援过程是艰难的。火势蔓延之迅速，火情控制之困难等因素导致救援时间过长、救援风险增大。下面，我们从救援中遇到的困难着手，分析集装箱船消防救援工作的难点。

2.1 集装箱船的货物积载因素不利于消防开展

由于集装箱都是层层堆放的，并且行列间所存留的空间也比较小，同一箱组两个相邻箱之间距离0.3 m，两箱组之间的纵向距离为0.6 m。且集装箱本身采用金属材质，没有特殊的保温隔热材料，在隔热的性能上也比较薄弱。一旦发生火灾，就会加大热传导，火势就会进一步蔓延，从而造成大面积的燃烧。

行列间紧凑的空间也给集装箱船在灭火过程中大型移动灭火器等装备的搬运造成困难，也给皮龙水带的布置带来不便，影响了初始火的灭火效率。

密集的货物积载影响了货舱内消防报警探头的预警时效。首先，火情可能发生于箱体内，当感烟或感温探头被触发时，火灾可能已经起势；其次，密集的货物积载影响了烟雾的流动，当报警探头被触发时火势已经难以控制；密集的箱体积载还导致起火点比较隐蔽，火灾初期阶段往往会见不到火点，也不能及时探查到集装箱舱内的火灾情况，无法确定起火的部位，给扑灭初始火增加了很大难度。

密集的货物积载影响了固定二氧化碳在火灾中的的关键作用，主要体现在以下3方面：1）当火势过大进行封舱释放固定二氧化碳时，二氧化碳在货舱内流通不畅，导致二氧化碳无法及时有效地到达失火部位并实施隔离空气。在上述救助过程中，岸基消防设施向船舱注入约70 t 的二氧化碳才将火情控制，足以说明固定二氧化碳在集装箱船货舱内的作用受限程度。2）若有的火情发生在箱体内，则二氧化碳很难直接作用在箱体内的火源上，导致箱体内存在一个小的火源环境，对灭火和火情复燃都有很大影响。3）集装箱船甲板是开放空间，不具备固定二氧化碳发挥作用的环境条件，这导致了甲板的火情只能把水作为唯一的消防手段。甲板上无法实施封舱，火势的发展有充分的氧气条件，火情的控制难度很大。

多功能集装箱船，火灾发生在货舱，货舱舱盖上布满集装箱，因没有配备起货设备，无法满足火灾时将集装箱吊离船舶的需求，在隔离火场或危险物方面有局限。

2.2 集装箱船消防模式设计不够完善

当前集装箱船的货舱内主要有水喷淋灭火系统和固定二氧化碳系统，两种灭火系统的喷洒释放口大多设置在货舱舱壁四周的上部，效果受到限制。

水喷淋系统是通过向舱内喷淋水雾实施灭火，设计理念通常是：防火系统主要是将火抑制在火源所在的箱跨和冷却相邻的区域，以防止结构损坏。在每个敞口货舱内，围绕每个集装箱箱跨，沿货舱围壁平面布置环状管路，构成一个分区，根据发生火警的实际情况进行分区灭火。这种灭火系统的局限性有以下几点：1）只能适合水作灭火剂灭火的火灾，且用喷淋系统可能产生其他问题，水造成的损害甚至可能比火灾引发的损害更大；2）由于集装箱在舱内的积载特性火灾类型的多样性，水喷淋系统实际有效覆盖范围与设计有差距，对火灾的隔离和控制作用有限；3）当火势蔓延后，大量热量的扩散将减弱水的灭火作用，使水灭火系统很难控制火情。

货舱内固定二氧化碳的配备量通常是根据处所的舱容来计算的（二氧化碳钢瓶数量）。计算公式通常为：需要量G（kg）=处所容积 V（m3）×混合率×比容（m3/kg）。

集装箱货舱的混合率通常设置为0.3，比一般机舱处所的混合率0.4要低。然而在实际灭火过程中，集装箱货舱的二氧化碳很难到达和覆盖火灾区域。在上述救助行动中，岸基消防部门向失火货舱内前后共注入约70 t 二氧化碳才将火情彻底控制，远远大于该货舱固定二氧化碳的设计需要量。

2.3 集装箱船货物种类因素对消防的影响

首先，集装箱内的货物种类多样，其中不乏危化品等易燃易爆货物的存在，这使得集装箱货物火灾的种类复杂，火灾危害大。存在于集装箱运输业较为普遍的危险货物漏报、虚报、瞒报等情况给集装箱火灾的消防工作带来更多的不确定因素，这样容易引发意料之外的火灾安全事故，火灾出现后，在对灭火剂的应用方面有着不确定性和局限性。

在上述救助过程中，货主申报的货物，船方无法验证其真实性，对货物位置和种类的掌握也不够充分。已知货物中包含了活性炭、人工塑料草皮、酒精棉等易燃物，又包含了六水硝酸镁等强氧化剂，这些物品具有易燃易爆属性，直接使用消防水灭火无法保证安全，且有些货物与水接触，易发生二次反应，造成次生灾害。消防期间发生多次燃爆现象，燃爆力量导致舱盖发生变形，舱盖上面的货物绑扎件全部绷断，给救援工作增加了很大难度。

其次，当今通过集装箱运输易燃易爆物品也变得很普遍，易燃易爆品的包装和绑扎等措施不够安全稳定，经常导致集装箱发生严重的危化品火灾。此类火灾消防难度大，且容易产生有毒物质，对消防人员安全构成严重威胁。如果集装箱装有能产生氧气或存有氧气的货物，在发生火灾时会助长火势蔓延。

在上述救助过程中，遇险船舱内燃烧产生有毒有害气体，能见度很低，环境十分恶劣，不易观测判断舱内火情，且舱外温度高达70℃，对救助工作的安全有效开展构成巨大挑战。

3 集装箱船的消防要预防为主，防消结合

3.1 从集装箱的消防设计入手，提高船舶自身消防能力

对重点部位的火灾预警装置要科学设置，多重预警，通过增加报警探头、部署视频系统等办法来确保火灾发现及时，从而为初始火的防控争取先机条件。

对消防设施的配备则要充分考虑集装箱船货物积载和货物种类多样性等特点，强化消防设施的消防能力。在固定二氧化碳和水喷淋系统的容量设计、喷射口位置选择方面加强科学论证，确保消防设置设计效果的有效性。

为控制集装箱货物火灾易蔓延的特点，可以考虑将船舶分隔为防火分区。一个防火分区可以覆盖超过一个或者更多货舱。垂直层面，防火分区由舱盖和甲板来划分。在甲板以下，防火分区由舱壁和船壳来划分。通过额外地冷却船体结构，甲板以下的防火分区的效果得以确保。当甲板下着火时，目标是维持船壳的稳性，包括甲板和舱盖，防止火势蔓延到甲板以及着火点临近的舱室。在甲板上，位于较高层（5-7层）以拉杆和螺丝扣来固定集装箱的绑扎结构可用于扩展垂直层面的防火分区。通过在绑扎结构上加装补充的洒水器，可阻止火势蔓延到其它防火分区。

考虑到集装箱船消防安全风险大，应该设计有外部救援力量可以方便提供外部二氧化碳来消防灭火的接口，这种专业的接口在救援力量向失火货舱内输送二氧化碳时不至于影响封舱效果。

要及时应用集装箱船消防方面的新技术新装备。目前有一种新智能系统可以方便有效地控制箱体内的火情：HydroPen系统，智能设计的HydroPen系统使用加压水，能钻穿集装箱门，然后自动切换到灭火模式，直接从源头灭火。其操作方式简述为：使用随系统提供的伸缩式升降机将HydroPen钻探装置吊到燃烧集装箱的门上，然后自动进行钻探和灭火，HydroPen系统能够根据火灾类型，将灰水、泡沫甚至二氧化碳喷入集装箱实施消防灭火。