沿海敞口集装箱船建造检验机电部分要点解析

◎ 陈凯 安徽省皖江船舶检验局

1.引言

近年来集装箱船行情火爆，民营船厂接的新船订单多为近海集装箱船，近海多用途船以及沿海敞口集装箱船。往年建造的敞口集装箱船数量不多，船厂的不少施工班组缺乏施工经验，现场验船师对这类船的检验经验也不足，加上法规对敞口集装箱船的要求比较高，相比散货船，有舱盖的集装箱船要增加不少系统，所以新建敞口集装箱船需要引起设计公司、船厂、验船师的特别重视。

敞口集装箱船在国内法规的定义是指一种特殊设计的集装箱船，其一个或多个货舱没有设置舱口盖。由于敞口集装箱船不用设置舱口盖，可以提高集装箱装卸效率，引得市场青睐，特别是沿海航线；也正是因为这一点（没有设置舱口盖），敞口集装箱船需要特别注意大风浪以及暴雨天气导致货舱大量积水的情况发生，一方面会导致货舱超载影响船舶安全，另一方面大量积水会形成自由液面影响船舶稳性。

结合124.6m沿海敞口集装箱的建造过程，在现场检验中总结出一些机电部分的经验与大家分享交流。

2.敞口集装箱船概述

本船为钢质、单机、单桨、单舵、柴油机推进的沿海航区敞口集装箱船。结构形式为混合架式，货舱区域为双底、双舷纵骨架式，其它区域为横骨架式。总长124.6m，两柱间长121.9m，型宽21.6米，型深11.2米，吃水7.4m。本船全船装箱量为660TEU，其中货舱内可装载534TEU货箱和126TEU空箱。全船设置三个货舱，其中第二货舱可装载危险货物类别为第3（闪点大于23°）、4.1、5.1、6.1、8、9类包装危险货物。本船图纸的设计依据是中国船级社《国内航行海船建造规范》（2022版）、中华人民共和国海事局《国内航行海船法定检验技术规则》（2020）[1]（简称20法规）。

3.要点分析

按照法规对敞口集装箱的特别要求，就其货舱舱底水系统，货舱水喷雾系统、抽烟式探火系统、危险货物货舱通风系统等重要系统进行相关说明分析，尤其需要关注装载危险货物的特别要求。之前敞口集装箱船的设计依据有《敞口集装箱法定检验暂行规则》（2008）[2]，2020法规在其第11篇其他附加要求中新增敞口集装箱附加要求，并修订敞口货舱应设置固定式水喷雾系统的吨位及系统的设置要求。

（1）货舱舱底水系统。20法规中明确要求船舶应至少设有3台舱底泵用于排放敞口货舱舱底水，其中至少 1 台泵具有不小于货舱排水所要求的排量，用作排放货舱舱底水和压载服务，也可兼作应急消防泵。其布置另外两台泵或主动力源所在处所发生火灾或其他事故时，该泵的运行不会受到影响，并由符合本法规相关要求的应急电源或除主电源以外的其他动力源驱动。如兼作应急消防泵，则还应符合对应急消防泵的相应要求。本船的最小干舷是由最小形状干舷、完整稳性和结构强度确定，对应的货舱舱底排水系统的排量应不小于下述3项中最大者：选取最大货舱内消防所需水量的4/3、相当于封闭货舱所要求的排量、开敞货舱的进水量乘以舱口开敞面积。本船在机舱设置两台140m3/h的专用货舱舱底泵，在应急消防泵舱另外设置一台280m3/h的货舱舱底压载泵，可由应急发电机通过应急配电板供电（正常情况下可由主配电板经过应急配电板给其供电）。本船的货舱舱底泵都是专门独立设置的，不做其他用处。部分敞口集装箱船的货舱舱底泵不是独立专用泵，可以兼作消防泵或压载泵使用，而应急消防泵只要排量满足上述的计算要求也可以兼做应急货舱舱底泵使用。

20法规在第4篇2-2.3.10.3（5）中提到如果拟在围闭货物处所内载运易燃或有毒液体，舱底泵系统的设计应能防止由于疏忽而将这种液体输往机器处所的管路或泵；如果大量载运这种液体，应考虑为这些处所提供附加的排放装置。本船NO.2货舱装载6.1，8类危险货物，按照法规要求需要满足以上要求。本船为此专门为NO.2货舱设置专用危险品舱底泵以及残液舱以储存货舱可能泄漏的液体危险货物。

设计舱底水系统时，应充分考虑到防止由于误操作而使危险货物进入安全区域[3]。在装载危险货物（液体）的情况下，该货舱的污水井至全船舱底水管系之间的专门设置的截止阀（可在甲板上操作）应保持锁紧关闭状态并挂好警示牌，这样就不会出现排出货舱积水时将泄漏的危险液体通过舱底水管系引至机舱及其他处所，引发潜在的危险。

对于敞口集装箱，20法规要求舱底排水系统的布置，应使系统在船舶正浮和横倾达22.5°或首、尾倾达 10°，或在这些范围内出现的任何组合的倾斜角度时能有效地工作。因为法规规范对常规船型比如散货船，集装箱船的货舱排水只需考虑正浮、横倾、尾倾的情况，图纸设计阶段往往会忽视敞口集装箱船在首倾10°的情况下的货舱排水，仅仅在货舱尾部设置污水井。如果图纸设计无法保证在首倾10°的情况下有效排水，就应该在货舱首尾（左右舷）分别设置污水井，这样可以满足各种状态下货舱舱底水排水系统的正常运行。

（2）货舱舱底水高位报警装置。所有敞口货舱应设置舱底水高位报警装置，该报警装置应在机舱和有人操作处所发出听觉和视觉报警，并应独立于舱底泵控制装置。有人操作处所一般指的是驾驶室、控制站或机器处所。有的船舶在建造过程中仅在驾控台设置报警装置，而机舱（集控室）未设置货舱舱底水高位报警面板，一旦货舱大量积水，机舱的值班人员不能第一时间得知货舱积水而去开启舱底水泵对货舱进行排水，所以在驾驶室以及机舱均应设置能发出听觉和视觉报警的舱底水高位报警面板。在极端天气下，不论驾驶室还是机舱工作人员都应该能够及时掌握货舱内的积水情况，以避免货舱内形成自由液面影响船舶稳性危及船舶安全。

除此之外，船艏应急消防泵舱也应该设置舱底水高位报警装置。《国内航行海船建造检验规范》2022中明确要求，对于水线以下通常无人的其他机器处所都要设置舱底水报警装置。这一点容易被忽视，

（3）货舱固定式水喷雾系统。2000 总吨及以上的敞口集装箱船的敞口货舱应按MSC/Circ.608/Rev.1通函（见通函之9）的要求设置固定式水喷雾系统，该系统能有效地将火抑制在火源所在的集装箱箱跨内。该水喷雾系统的管路应沿着舱口围和导轨设置成环路，应利用这些结构物使水喷雾喷嘴受到保护，以防止集装箱在装卸过程中损坏喷嘴。每一个环路为一个分区，在货舱内可分为一个或多个分区。箱跨的定义是沿船长方向为箱格导轨间的距离（通常以40英尺的集装箱尺寸设箱格导轨，长度约为12.2，本船定义的箱跨长度是船长方向为2个20英尺集装箱的长度），沿船宽方向为货舱的宽度。

本船设置的三个货舱长度不同，按照以上的定义，在NO.1货舱设置三个分区（见图1），在NO.1，NO.2货舱各设置两个分区。水喷雾系统应能向一个敞口货舱的每个集装箱箱跨的外侧垂直界面喷射水雾，并能冷却相邻的结构。均匀喷水密度应不小于1.1L/min·m2。按照喷水密度计算出专用泵的排量，然后通过选取的喷头参数包括喷头的流量以及喷射范围再计算所需喷头的数量。法规中特别提到每一个环路为一个分区，所以设计的时候应给每个环路设置一个截止阀，将每个分区作为一个独立个体。

图1 NO.1货舱水喷雾系统设置

水雾灭火系统的灭火效能受很多因素的影响，比如管子的直径、平衡孔板的位置、排放压力和水滴的大小、喷头喷孔直径、喷孔的冲击角以及喷嘴处的喷雾速度等[4]。即使相关计算满足法规要求，也需要通过效用试验验证该系统的有效性。检验中发现一个问题，为了货舱空间利用最大化，集装箱侧面离布置在舱口围上的喷头距离过近，会导致喷头的喷射范围减少可能无法全覆盖集装箱的外侧界面。如果使用增加喷头数量的方式扩大喷射覆盖面，又会导致舱口围上的开孔过多影响舱口围自身的强度，同时也给船东带来经济负担。如果存在类似的盲区，建议使用消防水带的水来协助。这一点法规说得不是很清晰，需要在以后的修订版本中明确相关要求。

（4）货舱抽烟式探火系统。本船由于NO.2货舱可以载运危险品集装箱，根据法规要求需要设置抽烟式探火系统。实船在货舱两舷舱口围上设置共4个取烟口，利用风机单元的两台风机，将取烟口处的烟气通过镀锌管路抽至检测单元检测，当探测到烟雾或其他燃烧产物时，控制板和指示装置应发出视觉和听觉信号。控制板应设置在驾驶室或消防控制站内，如控制板设置在消防控制站内时，应在驾驶室安装一个指示装置。本船将控制板设置在二氧化碳室，在驾驶室设置了一个指示装置，见图2。由于该船是敞口集装箱船，尾部甲板还要装载集装箱，二氧化碳室空间相对较小，也无法单独设置舱室安装控制板。本船图纸设计是将其设置在二氧化碳室。建议把控制板直接设置在驾驶室，这样可以不用另外设置指示装置，不过特别注意通过风机抽过来的有毒烟气不得泄漏到有人区域。

图2 抽烟式探火系统

（5）危险货物货舱通风系统。第二货舱可装载危险货物类别为第3（闪点大于23°)、4.1、5.1、6.1、8、9类包装危险货物，需满足20法规该条款：应向围闭货物处所提供足够的动力通风；通风的布置应以空仓货物处所为基础每小时至少换气6次，并从货物处所的上部或下部相应位置排除蒸汽。通过设计计算，本船为NO.2货舱设置了6台无火花型防爆风机，每台风量为6000m3/h，分别布置在该货舱的前后两道横舱壁的空舱内，在风管的不同高度设置了抽风口（设有金属丝网），确保货舱的抽风效果。风机的设置是防止易燃蒸汽在货舱内聚积引发危险，而且风机的出风口是释放源，应以此确定货舱的危险区域，特别注意该区域内的电气设备的防爆要求。20法规对围闭货物处所没有具体的定义，这一点存在一定的争议；但是结合实际来看敞口货舱是存在蒸汽积聚的可能，应该视为围闭货物处所，希望后续法规修订能对此详细说明以免出现误解。

另外，危险品舱底泵舱的通风要求，20法规也有明确的规定：机器处所以外设有舱底泵的围闭处所，应设置机械通风次数，每小时换气不小于6次。

该处所的风机也是防爆电机，同样必须考虑出风口是释放源，在其危险区域内的设备防爆要求。由于危险品舱底泵舱可能积聚易燃气体，人员进入之前务必要先开启通风以免出现危险，风机的开启按钮一定要设置在危险品舱底泵舱之外。建议在危险品舱底泵舱的出入口设置警告牌注明进入前需通风。

4.结论

敞口集装箱船是建造检验中难度系数比较大的船型，需要特别关注。不管是图纸设计人员还是验船师都应该把法规的条款吃透，不仅要关注法规对敞口集装箱船的特殊要求，还要注意载运危险货物时法规要求设置的相关系统以及危险区域中设备的防爆要求。船厂现场的施工班组必须按图施工，尤其是舱底水管系比较复杂，遇到问题及时与现场验船师沟通，利用好图纸设计人员的技术支持。图纸设计人员、船厂施工班组、现场验船师需要通力合作，保证船舶的建造质量。

建造检验中重点关注船体部分（比如材料、装配精度以及焊接质量等）比较多，机电部分其实也不容忽视。新船在建造完工之后不仅要向船检机构申请定期检验，还要接受海事部门的安检，这些检验的重点往往落在机电部分，尤其是敞口集装箱这种系统复杂的船型。建造检验的现场验船师要有责任心，把好船舶质量的一道关，不要留下重大缺陷。不然到船舶营运阶段，这些与生俱来的缺陷整改难度大，会影响到船舶的正常营运甚至危及船舶安全，给船东带来不可挽回的损失。