大型起重鋪管船安全返港設(shè)計(jì)及應(yīng)用分析

王愛華

（上海振華重工（集團(tuán)）股份有限公司，上海 200135）

本文探討的是一艘DP3起重鋪管船（以下稱“本船”），配有一套S-Lay 鋪管線，在艉部船腫線位置安裝有一臺5000T 重型起重機(jī)，同時，還允許J-Lay 鋪管系統(tǒng)通過右舷的月池鋪設(shè)管道。本船總長215.08m，配員399 人，根據(jù)SPS 規(guī)則要求應(yīng)具備安全返港的能力。

1 安全返港的相關(guān)概念

1.1 定義

根據(jù)SOLAS 公約的定義，安全返港是指船舶在發(fā)生單個水密艙室進(jìn)水或未超出事故界限的火災(zāi)事故后，能夠依靠自身的動力系統(tǒng)安全返回港口。這里所說的事故界限如下。

（1）火災(zāi)事故界限按是否設(shè)有固定滅火系統(tǒng)劃分，若設(shè)有固定滅火系統(tǒng)保護(hù)的區(qū)域，事故受損范圍是火源處所直至最近的“A”級邊界；若未設(shè)有固定滅火系統(tǒng)保護(hù)的區(qū)域，是否受損范圍則是火源處所和相鄰處所直至最近的“A”級邊界。

（2）進(jìn)水事故界限，是指任何一個水密艙室進(jìn)水。

1.2 安全返港相關(guān)的重要系統(tǒng)

根據(jù)SOLAS 公約中的規(guī)定在發(fā)生火災(zāi)或進(jìn)水事故但未超過事故界限時，為實(shí)現(xiàn)船舶安全返港，相關(guān)的重要系統(tǒng)應(yīng)能保持運(yùn)行。重要系統(tǒng)具體見圖1。

圖1

1.3 安全區(qū)域的布置

設(shè)置安全區(qū)域是為了保障船上人員的基本健康得以維持，安全區(qū)須向所有在船人員提供衛(wèi)生、飲水、飲食、醫(yī)療、風(fēng)雨遮蔽、防暑防寒、照明以及通風(fēng)這些基本服務(wù)。安全區(qū)域一般是內(nèi)部處所，定義為安全區(qū)域的處所應(yīng)設(shè)有通往救生設(shè)備的通道，并要考慮某一主豎區(qū)可能無法從內(nèi)部穿行。

2 對安全返港相關(guān)系統(tǒng)的分析

2.1 推進(jìn)及控制系統(tǒng)

本船為DP(AAA)設(shè)計(jì)，要求船舶在任一艙室因火災(zāi)或進(jìn)水損失時都能夠保持位置。推進(jìn)系統(tǒng)是DP 系統(tǒng)的一部分，同時1 號和2 號推進(jìn)器是作為安全返港時使用的主推進(jìn)器，在事故界限范圍內(nèi)，至少有一個主推進(jìn)器能夠保持工作狀態(tài)。兩套主推系統(tǒng)所在艙室由A60 級艙壁分隔。左右機(jī)艙、左中右配電板室和集控室安裝有固定滅火系統(tǒng)。

在安全返港時，操作流程分析如下。（1）當(dāng)其中一臺主推進(jìn)器或相關(guān)控制系統(tǒng)受到進(jìn)水或火災(zāi)事故時，操作人員可以在前駕駛室對另一臺主推進(jìn)系統(tǒng)進(jìn)行控制。（2）當(dāng)前駕駛室受到火災(zāi)事故時，操作人員可以在后駕駛室對兩臺主推進(jìn)器和相關(guān)控制系統(tǒng)進(jìn)行控制。

2.2 操舵系統(tǒng)和操舵控制系統(tǒng)

本船采用冗余的操舵系統(tǒng)，在火災(zāi)或進(jìn)水事故界限范圍內(nèi)，至少有一個操舵系統(tǒng)和操舵控制系統(tǒng)可用。

在安全返港時，操作流程分析如下：（1）當(dāng)其中一臺操舵系統(tǒng)或操舵控制系統(tǒng)受到進(jìn)水或火災(zāi)事故時，操作人員可以在前駕駛室對另一臺操舵系統(tǒng)進(jìn)行控制。（2）當(dāng)前駕駛室受到火災(zāi)事故時，操作人員可以在后駕駛室對兩臺推操舵系統(tǒng)和操舵控制系統(tǒng)進(jìn)行控制。

2.3 導(dǎo)航系統(tǒng)

（1）羅經(jīng)。本船設(shè)有兩套磁羅經(jīng)，分別位于不同的主豎區(qū)。一套安裝在頂甲板上，復(fù)示器位于前駕駛室；另一套便攜式磁羅經(jīng)，安裝在后駕駛室。另外，還設(shè)有四臺電羅經(jīng)，其中4#安裝在前駕駛室，其他三套分別安裝在集控室和左/右配電板室，其中3#電羅經(jīng)配有復(fù)示器位于后駕駛室。這樣的布置可以確保在事故界限范圍內(nèi)羅經(jīng)可用。

（2）雷達(dá)。本船設(shè)有兩臺X 波段雷達(dá)和一臺S 波段雷達(dá)，其中兩臺X 波段雷達(dá)分別安裝在前后駕駛室，另外一臺S 波段雷達(dá)安裝在前駕駛室。每臺雷達(dá)系統(tǒng)的供電和信號輸入輸出都在各自獨(dú)立的主豎區(qū)內(nèi)。當(dāng)發(fā)生事故界限范圍內(nèi)的火災(zāi)時能夠保證雷達(dá)可用。

（3）DGPS。本船設(shè)有兩臺DGPS，分別安裝在前、后駕駛室。每臺DGPS 的供電和信號輸入輸出都在各自獨(dú)立的主豎區(qū)內(nèi)。當(dāng)發(fā)生事故界限范圍內(nèi)的火災(zāi)時，能夠保證DGPS 可用。

（4）電子海圖。本船設(shè)有兩臺電子海圖，分別安裝在前、后駕駛室。每臺電子海圖的供電和信號輸入輸出都在各自獨(dú)立的主豎區(qū)內(nèi)。因此，在事故界限范圍內(nèi)，能夠保證電子海圖可用。

（5）霧笛。本船在頂甲板上裝有一臺帶手動拉索的霧笛，并在前、后駕駛室各設(shè)一塊霧笛控制面板。兩塊霧笛控制面板的供電和信號輸入輸出都在各自獨(dú)立的主豎區(qū)內(nèi)。霧笛喇叭壓縮空氣分別來自兩個不同防火分隔的壓縮空氣系統(tǒng)。當(dāng)任何事故界限內(nèi)的傷亡發(fā)生時，霧笛系統(tǒng)將仍能保持運(yùn)行。

（6）航行燈。本船航行燈系統(tǒng)設(shè)有兩塊航行燈控制板，分別安裝在前、后駕駛室。兩塊航行燈控制板的供電和信號輸入輸出都在各自獨(dú)立的主豎區(qū)內(nèi)。當(dāng)任何事故界限內(nèi)的傷亡發(fā)生時，航行燈系統(tǒng)將仍能保持運(yùn)行。

2.4 燃油注入、輸送及日用系統(tǒng)

本船燃油注入和輸送系統(tǒng)分別獨(dú)立設(shè)置在左右管弄內(nèi)，分別為布置在左/右機(jī)艙的發(fā)動機(jī)提供燃油。左右管弄都受到固定CO2滅火系統(tǒng)保護(hù)并在左右機(jī)艙的吸口位置裝有快速關(guān)斷閥。如果任一管弄位置發(fā)生火災(zāi)，快速關(guān)斷閥門將被快速關(guān)閉，受影響的支管可以被快速隔離，以保證系統(tǒng)其余部分仍能繼續(xù)工作。

每個燃料儲存艙存儲的可用燃料足以滿足安全返港的需要。燃料油儲罐艙內(nèi)設(shè)置有約8%的低位報警，報警給到VMS 系統(tǒng)，如果燃料容量小于300m3時，VMS 將發(fā)出報警，以確保始終有足夠的燃料容量。

本船燃油日用系統(tǒng)滿足DP(AAA)設(shè)計(jì)要求，每個機(jī)艙設(shè)置有獨(dú)立的燃油分油機(jī)，其容量滿足各服務(wù)機(jī)艙的燃油使用需求，在任一機(jī)艙或分油機(jī)室發(fā)生火災(zāi)或進(jìn)水事故，燃料油日用系統(tǒng)能夠保證至少一個機(jī)艙可用。

2.5 內(nèi)部通訊系統(tǒng)

（1）廣播及通用報警系統(tǒng)。本船廣播及通用報警系統(tǒng)由互為備用的兩組機(jī)柜組成，分別布置在兩個不同的主豎區(qū)內(nèi)，如果一個主豎區(qū)發(fā)生火災(zāi)事故，另一個主豎區(qū)內(nèi)的廣播及通用報警系統(tǒng)仍能維持可用。揚(yáng)聲器以回路的形式交錯布置，任何回路出現(xiàn)故障都不會影響其他回路。

（2）電話系統(tǒng)。本船電話系統(tǒng)包括50 套便攜式UHF，2 套UHF 中繼系統(tǒng)和一套聲力電話系統(tǒng)?？梢源_保在任何情況下進(jìn)行內(nèi)部通訊，便于前后駕駛室、機(jī)艙、安全中心和消防控制站之間能夠有效通信。

2.6 對外通信系統(tǒng)

本船設(shè)有兩套GMDSS 和兩套便攜式VHF，分別布置位于前、后駕駛室。當(dāng)GMDSS 主設(shè)備丟失時，船舶可通過便攜式VHF 進(jìn)行對外通信，實(shí)現(xiàn)船舶的安全返港、有序撤離和棄船。

2.7 主消防系統(tǒng)

主消防系統(tǒng)是船舶最基本的安全系統(tǒng)，安全返港對該系統(tǒng)有較為嚴(yán)格的布置要求。本船主消防系統(tǒng)包括三組自吸式艙底水/消防泵。分別位于艏部左右泵艙和艉部左右泵艙，艏艉泵艙均由固定式二氧化碳系統(tǒng)保護(hù)。三組艙底/消防泵的供電來自不同的三套配電板，三套配電板位于不同的三個A60 分隔的房間內(nèi)，且被固定式二氧化碳系統(tǒng)保護(hù)。因此，在每個事故界限內(nèi)的火災(zāi)情況下，至少能保證兩臺消防泵保持運(yùn)行。連接三組艙底水/消防泵的消防總管位于主電纜通道內(nèi)，這些空間被認(rèn)為火災(zāi)風(fēng)險，可以忽略不計(jì)。

根據(jù)SOLAS 公約的要求，總管上設(shè)置有隔離閥，以確保其他主豎區(qū)不受火災(zāi)傷亡影響。

2.8 固定式滅火系統(tǒng)

（1）固定式CO2滅火系統(tǒng)。根據(jù)法規(guī)II-2/10.4.1和10.7.1 的定義，本船固定式滅火系統(tǒng)采用固定式CO2滅火系統(tǒng)，用于保護(hù)多個空間。二氧化碳設(shè)計(jì)儲存量足夠保護(hù)兩個最大的空間。CO2儲存室位于干舷甲板，下方及周圍的相鄰空間均用A 級隔斷分隔，并采用固定式滅火系統(tǒng)保護(hù)。若發(fā)生事故界限范圍內(nèi)的火災(zāi)時，不會因相鄰空間發(fā)生火災(zāi)而導(dǎo)致庫房損失。所有從CO2儲存室到被保護(hù)空間的分配管道，都將通過焊接或機(jī)械接頭連接，確保任何被保護(hù)區(qū)域內(nèi)的火災(zāi)損失不會影響其他被保護(hù)區(qū)域。

（2）固定式住艙噴淋系統(tǒng)。本船在上建住艙區(qū)域設(shè)置了兩套獨(dú)立的住艙噴淋系統(tǒng)，用于保護(hù)上建住艙區(qū)域以及干舷甲板、主甲板上各種空間。兩套住艙噴淋系統(tǒng)按左右舷劃分保護(hù)區(qū)域，噴淋泵所在處所由CO2系統(tǒng)保護(hù)。

（3）機(jī)艙水霧滅火系統(tǒng)。本船還在左右機(jī)艙設(shè)置了水霧滅火系統(tǒng)，用作保護(hù)機(jī)艙區(qū)域。根據(jù)安全返港要求，該系統(tǒng)設(shè)置了兩套壓力水霧泵站單元，布置在左右泵艙，所在區(qū)域都有A60 分隔。

根據(jù)以上系統(tǒng)的設(shè)置，可以確保任意主豎區(qū)事故界限范圍內(nèi)的火災(zāi)不會影響其他主豎區(qū)滅火系統(tǒng)的使用。

2.9 煙、火探測系統(tǒng)

本船火警探測系統(tǒng)由兩個可尋址的主單元組成，二者互為備用。煙、火探測器和手報以回路的形式連接到兩個主單元。因此，在回路中間發(fā)生的任何故障都不會使整個系統(tǒng)實(shí)效。兩個主單元分別位于安全中心和集控室，二者處于不同的主豎區(qū)。如果一個主單元受損實(shí)效，另一個主單元可以保持繼續(xù)運(yùn)行。各主單元的電源分別來自AC230V 主配電板和AC230V 應(yīng)急配電板，可自動切換，并且每個主單元都有內(nèi)置電池，可在失電情況下至少保持使用30 分鐘。

火警信號可以在安全中心、前后駕駛室和集控室的控制面板和復(fù)示器上顯示，并能輸出信號至廣播通用報警系統(tǒng)、機(jī)艙聲光報警系統(tǒng)、自動化系統(tǒng)、電梯系統(tǒng)、直升機(jī)甲板照明系統(tǒng)、機(jī)艙噴水滅火系統(tǒng)和應(yīng)急切斷系統(tǒng)。

2.10 艙底水和壓載系統(tǒng)

（1）艙底水系統(tǒng)。本船艙底水系統(tǒng)包括三臺自吸式艙底水消防泵,分別位于艏部左右泵艙和艉部左右泵艙，所處區(qū)域都能受到固定的二氧化碳系統(tǒng)的保護(hù)。艙底水總管主要位于左右管弄內(nèi)，所有污水井通過支線管路與總管路相連，總管和支管以及污水井都用遙控蝶閥和止回閥進(jìn)行隔離。三臺泵組分別從不同主豎區(qū)的配電板取電，且3#泵組來自應(yīng)急配電板。這樣,在發(fā)生任意事故界限范圍內(nèi)的事故時,至少可以保證一臺艙底水泵運(yùn)行。

（2）壓載系統(tǒng)。本船壓載水系統(tǒng)包括四臺壓載水泵，分別位于艏部左右泵艙和艉部左右泵艙，所處區(qū)域都能受到固定的二氧化碳系統(tǒng)的保護(hù)。所有布置壓載泵的空間都由固定的CO2系統(tǒng)保護(hù)。

壓載水主管設(shè)計(jì)為帶多個隔離閥的環(huán)形管路，當(dāng)任一壓載管路因事故損壞后，可通過關(guān)閉隔離閥將事故區(qū)域隔離，保證事故界限以外區(qū)域壓載水系統(tǒng)仍然有效。

2.11 動力操作水密門和半水密門

本船水密門系統(tǒng)是由遠(yuǎn)程遙控、就地控制和應(yīng)急控制站三部分控制組成。兩套遠(yuǎn)程控制板安裝在前、后駕駛室，可以遠(yuǎn)程操控水密門關(guān)閉，應(yīng)急操作控制站布置在4 個不同的處所，可以保證事故界限范圍內(nèi)的事故發(fā)生時，水密門系統(tǒng)仍能操控運(yùn)行。

2.12 支持安全區(qū)域的其他系統(tǒng)

本船劃分了兩個安全區(qū)域，安全區(qū)域的衛(wèi)生、飲水、飲食、醫(yī)療、風(fēng)雨遮蔽、防暑防寒、照明以及通風(fēng)等基本生活服務(wù)都做了規(guī)劃，能夠確保安全返港期間的基本生活服務(wù)。

2.13 進(jìn)水探測系統(tǒng)

本船進(jìn)水探測系統(tǒng)由兩套信號采集箱，二者互為備用。每個進(jìn)水探測艙室裝有兩個液位傳感器，分別連接到兩套信號采集箱。信號采集箱分別位于不同主豎區(qū)的兩個處所，如果一個受損，另一個信號采集箱仍能繼續(xù)運(yùn)行。

進(jìn)水探測能夠在安全中心、后駕駛室和集控室顯示報警信息。系統(tǒng)供電分別來自AC230V 主配電板和AC230V 應(yīng)急配電板，能夠自動切換。這樣,在發(fā)生任意事故界限范圍內(nèi)的事故時,至少可以保證一套進(jìn)水探測系統(tǒng)運(yùn)行。

2.14 其他對破損控制的重要系統(tǒng)

通過與掛旗國溝通，本船沒有額外的破損控制方面的要求。

3 結(jié)語

根據(jù)上述對安全返港能力的評估，我們可以得出結(jié)論，本船具有高度的冗余度，在任何不超過事故界限的火災(zāi)和任何單艙進(jìn)水的情況下，都可以完全滿足安全返港要求。