王凤良夏文迅武兴伟

（1.海军驻上海沪东中华造船（集团）有限公司军事代表室 上海 200129；

2.沪东中华造船（集团）有限公司 上海 200129；3.中国船舶及海洋工程设计研究院 上海 200011）

某船机舱局部细水雾灭火系统的风险分析和应对措施

王凤良1夏文迅2武兴伟3

（1.海军驻上海沪东中华造船（集团）有限公司军事代表室 上海 200129；

2.沪东中华造船（集团）有限公司 上海 200129；3.中国船舶及海洋工程设计研究院 上海 200011）

机舱局部细水雾灭火系统具有环保、高效、灵活等优势，已广泛应用于船舶消防系统中，近几年在军用舰船上也得到运用。文中介绍了机舱局部细水雾灭火系统的原理和应用特性，结合某型船的实际运用情况，分析了影响系统安全使用的风险因素及应对方案。为更好地发挥该系统在船舶消防系统的优势，提出了若干设计改进意见。

细水雾系统；火焰探头；感烟探头

引 言

机舱作为高风险失火区域，通常设置有1301 或CO2纯手动灭火系统作防护。但该系统有一旦释放，必须停止船舶主动力运行的特点。鉴于军船的机动性、生命力等使用特性，若小范围失火时，采用局部细水雾灭火方式，使其既能有效灭火又不影响船舶执行任务。民船是这方面的先行者。早在2002年，SOLAS公约第Ⅱ-2章第10条就专门规定：对于2002年7月1日或以后铺龙骨或出于建造阶段建造的500总吨及以上的客船和2 000总吨以上货船，凡是A类机器处所容积超过500 m3的船舶，除应装设公约要求的主固定式灭火系统外，还应根据国际海事组织IMO制定的指南MSC/Circ.1387，由一个经认可的固定式水基或等效的局部灭火系统来保护［1］。

目前民船较多采用机舱局部细水雾灭火作为机舱主固定灭火系统外的补充。在机舱局部高风险失火部位如主机增压器、发电机的柴油机、焚烧炉、锅炉等部位布置细水雾系统［2］；利用细水雾吸收火场热能后水微粒容易汽化、蒸发产生水蒸汽，水蒸汽膨胀后（约1 700倍）既稀释了火焰附近氧气的浓度，又阻挡了外部氧气进入火焰内部的原理，从而窒息燃烧，达到控制、抑制并扑灭火灾的防火目标［3-4］。

1 某船机舱局部细水雾灭火系统

1.1 系统原理简介

某船机舱吸取民船经验，采用的是局部自动高压细水雾灭火系统，系统工作压力8～10 MPa。在2台主机、前2台发电机组和后2台发电机组这三个局部区域布置该系统，利用来自火焰探头和感烟探头两者释放的信号启动自行释放细水雾，达到扑灭火灾（初火）的目的。

系统主要包括供水单元、喷嘴组单元、电磁阀组单元、检测单元、控制及报警单元和管路。高压细水雾管系原理图见图1。

图1 某船机舱局部高压细水雾管系原理图

1.2 主机局部保护区域布置简介

以主机区域为例：共2台主机，每台主机均为一个独立的保护区。根据主机长度和喷头的特性，分别布置有6个喷头。每台主机各布置2个探头，其中一个是感烟探头，另一个是火焰探头，分别布置在主机两侧。

主机正上方是供主机燃烧及冷却用的主送风管道，四周布置有用于推动机舱内空气流动防止通风死角的射流喷嘴，再加上其他管路，布置错综复杂。参见图2。

图2 某船主机局部布置图

细水雾系统探头和喷头的布置也有具体的要求。为使细水雾灭火系统在设计、施工和试验阶段避免出现难以布置、探测和实船验证难等问题，并且最大程度地发挥其功能性，就必须对一些影响系统的因素予以分析和控制，以确保系统的安全性、可靠性和可操作性，保障舰船的战斗力。

2 系统风险因素及应对措施

2.1 探头及喷头布置有效性

从图2可见，主机细水雾喷头及风口的布置交错。由于两个系统均服务于主机，细水雾喷头为有效保护主机，其布置位置要求靠近主机；主风管为供主机燃烧用也要求靠近主机增压器侧；射流喷嘴为扰动两主机间死角区域的空气，也要布置在被保护区。因此布置是首要问题，其应对措施如下：

（1）被保护区域采用跨专业综合布置。喷嘴的间距复合距离要求本船喷嘴的有效使用距离为3 m ，覆盖角150°；并应避免将水雾直接喷射到增压器、柴油机的进气口、发电机等不宜进水的部位。探头的布置需能覆盖被保护区范围。

（2）经放样后的探头位置及喷头位置分别提交厂家，让厂家进行复算是否满足覆盖被保护区要求。

（3）装船后若发现喷嘴被遮挡物阻挡且无法避免，则需经相应的检方认可，可以适当调整这类喷头的位置，或通过增设附加喷头加以解决。

2.2 探头及喷头选型

感烟探头易受环境因素影响而不易动作：本船感烟探头要求风速不大于3 m/s，在主机主通风系统（约6 m/s送风风速）不能切断的状态下，感烟探头的工作肯定受通风系统的影响不易动作。本船系统设计的原理是：当一个探头动作，系统报警后人员前去检查，根据情况手动释放细水雾系统；当两个探头动作，则自动释放水雾系统。具体应对措施可借鉴GL规范要求，采用两个火焰探头。

2.3 易受通风系统的影响

根据前述，该系统与通风系统均服务于主机，且需同时运行。因此通风系统对高压细水雾系统的干扰很大，因本船采用主通风供燃烧及冷却+内循环射流防死角的方式。主机主送风管布置在被保护区内，一方面约6 m/s的风速非常不利于高压细水雾形成雾气“屏障”阻挡外部氧气起到窒息燃烧的作用；另一方面被保护区内新风源源不断送来，不利于火灾的控制；内循环射流喷嘴处出风风速约30 m/s，该风速下带动的机舱气流非常不利于火灾的控制。具体的应对措施为：

（1）主机主送风管尽量布置在主机侧面，被保护区域外。

（2）关闭内循环射流通风机。

（3）其他新造船舶建议主机辅机采用舷外进气方式：机舱送风主要用于设备冷却。当高压细水雾系统动作，则可直接切断机舱送风机，但主机利用舷外进气正常运行。充分利用细水雾的冷却作用——细水雾平均直径约200 μm，大大增加了单位体积水的表面积，容易吸收火场热量的同时也吸收了主机等设备的散热。

2.4 水 质

本船系统用水来自淡水，为保证水质，在系统管路进储水箱前设置了过滤器，见图1。但由于系统固体颗粒物的累积可能造成系统水头损失的增大或失灵并可能造成喷头堵塞。其应对措施如下：

（1）在喷嘴前增设过滤器，滤网最大网眼尺寸不大于喷嘴过水通径的80%［5］。

（2）改水源自饮用水。

2.5 系统的测试

由于该系统初步开始运用于军船，还无具体的相关规范或标准。因此当系统的测试在厂家进行、系统测试方案也由厂家编制时，该系统测试实际上不足以验证其是否合格，应对措施如下：

（1）直接选用民规认证过的厂家。

（2）厂家严格按MSC/Circ.1387规定的系统灭火试验要求做型式试验，并经国家认可的部门和船检予以认证；参考GB/T22241-2008、GB/T25012-2010标准做系泊效用试验。

（3）借鉴民规并结合军船特点，编制相应的军船测试标准。

2.6 系统的有效使用

综上所述，高压细水雾系统的有效运行是需要与其他系统配合的，因此如何让操作人员正确使用该系统是系统有效使用的关键，应对措施如下。

2.6.1 编制使用手册

使用手册具体内容：

（1）规定若只有一个探头动作，需定员前去检查，根据检查失火情况，采取相应灭火措施；

（2）培训定员手动释放操作功能；

（3规定若系统自动释放，定员需首先关闭机舱射流通风机；

（4）定期进行灭火消防演习，一旦局部小火没灭到，在不影响人员安全的前提下需定员前去手动灭火；

（5）定员维护细水雾管路（高压细水雾管路较小且易堵塞）等。

2.6.2 定员观察系统使用时间

本船设计的高压细水雾系统的目标是扑灭火灾，因此设计系统的工作时间是20 min。培训定员观察，一旦该系统运行20 min后［6］，火灾仍未扑灭，则需释放主灭火系统，有效扑灭火灾。

3 结 论

通过上述努力：前期设计中风险分析精细选择、详细设计中整体考虑综合布局、型式试验中有据可循，该局部细水雾灭火系统顺利通过了系泊效用试验。

为使该系统在船上能有效使用，不仅编制相应教材交付军方，而且分别请设计院及船厂设计人员给接船人员进行8小时的培训课时，以期使用方重视。

［1］ 中国船级社.国际海上人命安全公约［M］.北京：人民交通出版社，2004.

［2］ 中国船级社. CCS通函（第018号）［S］. 2007.

［3］ 郑金明.机舱固定式水基局部灭火系统及其检查［J］.中国水运，2010（6）：24-25.

［4］ 王蓉.浅谈高压细水雾灭火系统与海上细田常用灭火系统比较［J］.船舶，2013（1）：59-62.

［5］ 刘志.细水雾——21世纪的绿色消防技术［J］.给水排水，2007（33）：171-178.

［6］ 王文锦. 船舶机舱水雾灭火系统设计与安装检查［J］.中国水运，2011（4）：17-18.

Risk analysis of local fi ne water sprinkling system in machinery space and countermeasures

WANG Feng-liang1XIA Wen-xun2WU Xing-wei3
(1. Naval Representative Offi ce in Hudong-zhonghua shipbuilding (Group) Co. Ltd., Shanghai 200129, China; 2. Hudong-zhonghua shipbuilding (Group) Co. Ltd., Shanghai 200129, China; 3. Marine Design & Research Institute of China, Shanghai 200011, China)

The local fi ne water sprinkling system in machinery space has been widely applied in the ship fi re extinguisher system due to the advantages of environmental protection， high effi ciency and fl exibility. And it is also used in warships in the recent years. This paper introduces the principles and application characteristics of the local fi ne water sprinkling system. It analyzes the risk factors which infl uence the system safety and the corresponding countermeasures according to the system used in a frigate. It also proposes some advice for the optimization design in order to make better use of the fi ne water sprinkling system in the fi re extinguisher system.

fi ne water sprinkling system； fl ame detector； smoke detector

U664.844

A

1001-9855（2015）06-0064-04

2015-10-22；

2015-11-03

王凤良（1965-），男，高级工程师，研究方向：船舶系统及机电工程。

夏文迅（1966-），男，高级工程师，研究方向：船舶动力装置设计。

武兴伟（1987-），男，工程师，研究方向：船舶动力装置设计。