客滚船进水探测系统设计分析

李 彬，朱 俊，周康宁

（招商局金陵船舶（南京）有限公司，南京 210015）

0 引言

《国际海上人命安全公约》（，SOLAS）明确要求：在2010年7月1日以后建造的，装载人数在36人及以上的船舶必须安装进水探测系统。进水探测系统是客船和客滚船的安全系统中一个重要组成部分，它对船舶的安全航行起到至关重要的作用。本文阐述进水探测系统的安装目的和设计要求，分析探测装置在不同水密区域要满足的布置要求。在此基础之上，对进水探测系统在安全返港中的应用进行分析，并解读相关规范。

1 进水探测系统的目的和安装区域

1.1 安装进水探测系统的目的

当舱壁甲板以下的水密舱室发生进水事故时，进水探测装置需要能够立即探测到进水，并将信号发送至驾驶室和安全中心的电脑工作站。驾驶室和安全中心安装有声光报警器，在收到信号后发出声光报警。收到警报后，船员可在电脑工作站上查看舱室进水信息，以便给安全返港负责人员提供帮助，相关负责人员可根据实际情况做出正确的决策。

1.2 安装进水探测装置的区域

通常来说，舱壁甲板以下的任意水密舱室均有进水风险。但一些体积较小的水密舱室并不需要安装进水探测装置，这是由于即使该水密舱室进水，也不会影响船舶的稳态。根据国际海事组织（International M aritime O rganization，IMO）通函MSC.1/Circ.1291的相关要求，只有当水密舱室的体积大于30 m³时，才需要在这些水密舱室内安装进水探测装置。此外，安装在水密舱室的进水探测装置的数量和位置需满足规范和实际使用的要求，以确保在水密舱室进水时，进水探测装置在合理的角度下可探测到进水。

为了避免因遗漏部分水密舱室导致的设计返工，在布置进水探测装置前，需计算出舱壁甲板以下所有水密舱室的体积，并根据各个水密舱室的体积，筛选出需安装进水探测装置的水密舱室。在筛选时，需特别注意封闭舱和连通舱等特殊区域。

2 进水探测系统的设计要求和组成部件

2.1 进水探测系统的设计要求

为满足满足安全返港的需要，相关规范对进水探测系统提出了很高要求。IMO 通函MSC.1/Circ.1291要求船舶系统和设备能够承受正常范围内电压的波动、海洋环境的变化、振动、湿度、冲击、碰撞和腐蚀带来的影响。进水探测装置的电缆和接线盒应能在进水状态下继续使用，电缆需满足国际标准IEC 60092-359或IEC 60092-360的要求，接线盒的防护等级需达到IP68。此外，进水探测系统需根据“故障导向安全”原则进行设计，当进水探测装置的电路发生开路时，系统会自动报警。

进水探测系统需配置由正常电源和备用电源组成的双路供电系统，当正常电源丢失时，系统自动切换成备用电源。

2.2 进水探测系统的组成部件

进水探测系统通常包含主控制箱、信号采集单元、进水探测装置、电脑工作站和报警笛。进水探测装置由液位浮球开关和液位探测传感器组成，液位浮球开关只能探测出舱室是否进水，而液位探测传感器可对舱室内进水的高度进行连续监测。为节约造船成本，进水探测系统可借用自动化监测系统的相关设备，如自动化系统处理器和电脑工作站等（见图1）。此外，对于一些已安装有舱底水报警装置的舱室，若其位置满足进水报警探测的要求，则可将其用于进水探测系统，从而达到节约成本的目的。

图1 进水报警系统示意

3 进水探测装置的布置要求

进水探测装置的布置与船舶本身的结构特性息息相关，为达到比较好的探测效果，在布置进水探测装置时，需要根据船舶结构进行合理布置。另外，进水探测装置安装的位置需要方便船员进行测试、维护和检修。

3.1 垂向上的布置要求

在垂向上布置进水探测装置时，需将其安装在水密舱室的最低处。当水密区域的高度不超过单层甲板时，进水探测装置的垂向安装示意如图2所示，空舱1、空舱2和空舱3是各自独立的水密舱室，进水探测装置需安装在垂向高度最低的底层甲板上。

图2 进水探测装置的垂向安装示意（水密区域的高度不超过单层甲板）

当水密区域的高度超过单层甲板时，每层甲板均需安装1个进水探测装置。进水探测装置的垂向安装示意如图3所示，空舱1和空舱2为连通舱，且高度超过单层甲板，那么在空舱1和空舱2中均需安装进水探测装置。若安装的进水探测器可连续探测水位，则只需在底甲板处安装1个即可。

图3 进水探测装置的垂向安装示意（水密区域的高度超过单层甲板）

3.2 水平纵向上的布置要求

在水平纵向上布置进水探测装置时，需遵循如下规则：1）若水密舱室位于船舶的艏部区域，则将进水探测装置安装在水密舱室内的艏部；2）若水密舱室位于船舶的艉部区域，则将进水探测装置安装在水密舱室内的艉部；3）若水密舱室接近船舶的中部区域，则将进水探测装置安装在适当的纵向位置；4）若水密舱室的纵向长度大于1/5船长，则该水密舱室的艏部和艉部区域均需安装进水探测装置；5）若水密舱室内布置有严重限制水流纵向流动的结构，则该水密舱室的艏部和艉部区域均需安装进水探测装置（见图4）。

图4 进水探测装置的水平纵向安装示意

3.3 水平横向上的布置要求

在水平横向上布置进水探测装置时，需遵循如下规则：1）进水探测装置需安装在水密舱室的中心线上；2）当水密舱室区域的宽度达到船宽时，该水密舱室的左舷侧和右舷侧均需安装进水探测装置；3）若水密舱室内布置有严重限制水流横向流动的结构，该水密舱室的左舷侧和右舷侧均需安装进水探测装置（见图5）。

图5 进水探测装置的水平横向安装示意

3.4 非常规布置

由于船舶结构多种多样，在布置进水探测装置时，经常会发现一些舱室的结构和3.1～3.3节所述区域的特征完全不同。对于这些特殊区域，需根据实际情况确定进水探测装置的布置位置和数量，以满足探测要求。

如图6所示，舱室1和舱室2分属不同的区域，但它们又属于同一个水密区域，分隔结构会影响水流的流动，故舱室1和舱室2均需安装进水探测装置。

图6 进水探测装置在同一水密区域的2个舱室中安装示意

4 进水探测系统在安全返港要求下的应用分析

根据SOLAS公约相关要求，如果在航行时发生了临界范围内的事故，船舶需要有能力安全返回港口，在返回港口的过程中，需提供安全区域供乘客和船员使用。此外，还要保证主推进系统、操舵系统、进水探测系统和内部通信系统等14个重要系统在安全返港时仍然可以使用。若发生的事故超过了临界范围，则不考虑上述要求。

当发生进水事故（临界范围内）时，进水探测系统需能够探测相关舱室的进水状态，将进水信息传送至电脑工作站并发出声光报警。当发生火灾事故时，根据IMO通函MSC.1/Circ.1369第40条解释，仅直接被火灾影响的防火区域内的进水探测系统可丢失，而其他区域的进水探测系统要保证可正常使用。

依据安全返港要求，进水探测系统的设计需遵循“冗余原则”。一般情况下，每个水密舱室内安装1个液位开关和1个液位传感器即可满足要求。但对于一些宽度达到船宽的水密舱室，每个舷侧都需要安装1个液位开关和1个液位传感器，即1个水密舱室内需要安装4个进水探测装置才能满足要求。

5 结论

进水探测装置的设计和布置是进水报警系统设计的重要组成部分，进水探测装置的安装区域、安装位置、安装数量和装置类型是设计时必须考虑的重点。本文对探测装置在不同水密区域要满足的布置要求进行分析，并在此基础之上，对进水探测系统在安全返港中的应用进行分析。在进行进水报警系统设计时，进水探测装置的数量既要满足规范和实际使用的要求，又要尽可能节约成本。