船舶安全返港对于轮机设计的影响

彭秀清+黄秋云+蒋勇刚+马强

摘 要：本文以我公司为新加坡太平洋光辉有限公司建造的115 m居住工程船（简称115mCSV）为依托，深入解读相关规范，系统总结了满足36人客船的安全返港系统设置的特点，结合实船设计建造经验，阐述了安全返港轮机系统的设计要点。

关键词： 36人客船 安全返港系统 设计要点

中图分类号：U674.3 文献标识码：A

Abstract： Based on the experience of building 115m construction support vessel（referred to as 115mCSV）for Pacific Radiance Ltd in our company and in-depth investigation of the relevant specifications， this paper summarized the features and difficulties of machinery design in compliance with the requirements for safe return to port for 36-people passenger ship and describes the key points of the machinery design.

Key words： 36-people passenger ship； Machinery for safe return to port； Key points of design

1 前言

近年来，客船海难事故频发（如4.16韩国“岁月号”客船事故、5.12意大利兰佩杜萨岛附近沉船事故等），造成了严重的生命和财产损失。国际海事组织对客船的安全性能越来越关注，对于新建客船提出了一系列要求，希望这些客船在遇到海难事故时能保障人命安全。

为此，安全返港规范应运而生，但其生效时间短，至今世界上按此规范建造的船舶也屈指可数，国内更难找到满足此要求的设计和实船，船厂、审图中心和设计院在这方面的技术储备也较欠缺。在船舶设计中，应对安全返港的方法措施多种多样，船员在事故发生后对系统的操作也各不相同。设计人员应综合考虑各种因素，在满足规范的前提下，力求提供简单、可靠、易操作的方案，避免超额配置，以减少成本及设备维护保养的工作量。

2 安全返港规范

2006 年12月8 日IMO以MSC.216（82）決议通过了《1974国际海上人命安全公约》的修正案[1]，该修正案要求客船“利用自身能力安全返港及支持人员有序撤离和弃船所需系统维持正常运行不小于3小时”的规定，在2010年7月1日正式生效。

海安会在第80届会议颁布了《MSC.1/Circ.1214》客船安全返港及有序撤离和弃船时系统服务仍可运行的执行标准。

海安会第87届会议又颁布了《MSC.1/Circ.1369》[2]客船失事后船舶系统能力评估的临时解释，替代《MSC.1/Circ.1214》。

目前安全返港设计执行的主要依据为《MSC.1/Circ.1369》。

在SOLAS第Ⅱ-2章第21条明确了执行的条件： 2010年7月1日及以后建造的船长为120 m及以上，及具有三个及三个以上主竖区的客船应符合本条的规定；而 2008 年5 月13 日IMO 以MSC.266（84）决议通过了《特种用途船舶安全规则》， 在规则中规定：对载运240 人以上的船舶，应符合SOLAS 第II-2 章对载运36 名以上乘客的客船的要求。

3 安全返港的基本要求

115 m CSV虽没有达到120 m长，但是主竖区超过3个且人员300人超过240人，所以本船需要满足SOLAS安全返港的有关要求。

当发生事故时，船长可基于对实际情况的估计，决定是利用自身能力安全返港还是人员有序撤离和弃船。如表1所示：

3.1 事故界限界定

事故界限分为进水事故和火灾事故两种：

（1）适用范围

船长120 m及以上，或有3个及以上主竖区的客船应符合本条规定；发生进水破损时重要系统的有效性。【1】 在2010年7月1日或以后建造的客船，应使船舶在任何单个水密舱室进水时，第II-2/21.4条规定的系统保持运行。

（2）事故界限

就失火而言，事故界限包括：原发处所受损直至最近的“A”级边界，该边界可以是原发处所的一部分，只要原发处所受固定灭火系统保护；原发处所和相邻处所受损直至最近的“A”级边界，该边界不是原发处所的一部分。

评估船舶系统能力时，应分别就事故界限范围进行分析：发生未超事故界限事故时，可依靠自身动力安全返港的能力，从浸水和火灾两种情况分别进行评估，火灾事故和进水事故可视为不同时发生，发生超事故界限的事故时，系统保持运行以支持人员有序撤离和弃船的能力，主要从火灾事故进行评估。

3.2 船舶安全返港能力考核

（1）航速考核

在蒲福风级8级的天气条件和相应的海况下，最小航速为6 kn。

（2）电力负荷考核

当任意机舱发生火灾或进水事故时，剩余电站的容量可持续用于SOLAS公约第II-2/21.4条和第II-2/21.5.1.2条中规定的所有重要设备或系统，且充分注意到这些设备同时运行的可能性；弃船应有电力可用，包括救生设备和装置以及SOLAS 公约第II-2 22.3.1 条中所述的系统，并充分注意可同时操作的设备。

（3）重要系统能力考核

第II-2/21.4条14个重要系统、第II-2/21.5.1.2条人命保障系统和II-2 22.3.1 条维持3小时的撤离核心系统维持可用。

（4）安全区域考核

在没有浸水及事故影响的主竖区以外，有通往救生设施的安全通道、盥洗设备、水、食物、临时医务室、躲避风雨的地方、防暑降温措施、照明、通风。

（5）主竖区划分考核

主竖区划分应在满足SOLAS要求下尽量大，以简化系统设计。同时，应确保主发电机房和应急发电机房不位于同一个主竖区。

4 轮机设备和基本系统配置原则

4.1 推进系统

根据规格书主机功率、推进器功率、船模试验数据等，复核航速是否满足8级海况6 kn的最低要求，若不满足应协商采用加大推进器功率或其他措施确保满足最低要求。本船为柴电推进，配置4台主发电机（2×3 300 kW，2×2 600 kW）、2台停泊发电机（2×740 kW）、2台全回转推进器（2×2 500 kW）、1台可伸缩全回转推进器（1 600 kW），发电机和推进器都分别布置在左右机舱和左右推进器舱，可伸缩推布置在首部。动力系统布置相互独立，相互冗余，推进器厂家预估航速超过7 kn，满足设计要求。

4.2 电力负荷复核

电力负荷需对支撑安全返港系统综合考虑，取计算中的最大负荷，核算是否满足要求。本船单机舱分别配备3 170 kW发电机1台、2 495 kW发电机1台，而安全返港极限负荷为4 817 kW，满足安全返港要求。

同时，应核算应急电机能力是否能满足3小时撤离所需照明、应急消防泵、应急舱底泵、内外部通信、救生艇吊等供电需求。本船应急发电机260 kW，安全撤离所需负荷约95 kW，满足要求。

4.3 破舱稳性复核

在满足船舶稳性和不影响船舶操纵的情况下，应使每个分隔区域尽可能大，这样既简化分析区域，又能减少隔离阀的使用，使船舶系统更为简练。

4.4 重要系统冗余设计

重要系统都应双套冗余设计，而且需在不同的防火水密分隔内，除非为非失火处所，如CO2室等。

4.5 临界系统事故外可用性

临界系统是用于评估中有可能由于一个或多个火灾事故（每个不超过火灾事故临界）或由于一个或多个舱进水情况（每个不超过单个水密舱室）不能适当运作、整个系统、一个部件或系统部件之间连接的故障、重要系统不能正常运作的任何其它故障，均会导致系统故障。常见的临界系统有：舱底水系统、压载水系统、消防系统、进水探测系统。这些系统除了在两个主竖区设置两套控制系统外，还要注意充分隔离和耐火处理。

5 系统设置及应对措施

5.1 燃油注入、输送和服务系统

船舶安全返港时，不可能发生外部往船上注油，因此外部燃油注入系统不需要评估。而燃油输送和服务系统是为主机服务的，主机在安全返港中扮演动力的角色，因此有必要进行评估。

根据计算，本船安全返港所需油料不少于25 m?，沉淀舱为40 m?，在沉淀舱设置剩余油料大于25 m?，就无需评估储存舱到沉淀舱的系统可用性。

5.2 压载系统

压载系统一般在两个机舱各设置1台压载泵外，在每个压载舱双路设计设置两套吸口管，或管路采用的环形设计。在压载舱区域最好设置管隧来布置压载管路和阀，若没有管隧，则压载舱的阀应为耐火阀，或在水密舱壁两侧设置隔离阀，隔离阀应为耐火阀，连接采用耐火垫片。

系统抽吸能力应确保泵的吸高能满足要求，否则应加大泵的吸高或加泵。

压载舱双路设计时，两个吸口阀应该布置在不同区域，才能保证阀处所着火不影响压载舱的可用性，否则应进行评估。

规格书中若未要求本系统采用遥控阀，则可将吸口阀布置在相邻压载舱内，通过小轴传动到甲板面操作。但若规格书中明确要求遥控阀，则即便将吸口阀布置在相邻压载舱内，仍然存在控制系统需要布置在通道问题，除非将控制系统采用IP56布置在露天甲板，但这样对于船的美观性和维护性都存在问题，故在满足稳性情况下，隔离阀方案将是比较经济的。

5.3 舱底水系统

与压载系统类似，也需核算泵的能力，进而是否采取相应提升吸高或加泵等措施。

两个机舱各设置1台舱底水泵外，管路采用環形设计，舱底水总管过水密壁时，两侧设置的隔离阀，且法兰连接垫片为耐火垫片。若全部采用耐火阀，则不需要设置隔离阀。

有序撤离对于舱底水系统要求在失事主竖区外仍可适用，则按舱底泵系数算出的其他舱底泵，如第3舱底水泵应和主舱底泵不布置在同一个主竖区，且穿主舱底泵所在主竖区管路两侧必须设置隔离阀。

5.4 消防系统

在每个机舱设置一台主消防泵，在机舱外再设置1台应急消防泵。每个主竖区应尽可能设置管弄来放置消防总管，在管弄内布置隔离阀。出机舱的主消防管设置隔离阀，系统垫片采用耐火垫片。

有序撤离对于主消防系统要求在失事主竖区外仍可适用，则第3消防水泵和主消防泵不能布置在同一个主竖区，且穿主消防泵所在主竖区管路上必须设置隔离阀。

5.5 进水探测系统

对于干舱的进水探测系统可采用一个液位开关分两路到两个不同主竖区显示器。MSC.1/Circ.1291对于安装有一套液位遥测的液舱提出可不设置进水探测，而CCS、ABS要求这些液舱也应满足进水探测系统的要求，这就要求液位遥测系统必须设置两套CPU和显示，传感器采用两套或一套转换为开关量信号后，去两个不同主竖区。

5.6 系统设计注意事项

（1）管路厚度必须不小于载重线公约要求或者包裹A60绝缘；管路连接尽量采用焊接连接，若采用法兰连接，垫片应该采用耐火垫片；

（2）设置管弄专门放置管路和阀时，内部不能有可燃的布置；

（3）设置电缆管时应包裹A60绝缘，满足电气专业的隔离处理；

（4）蝶阀应采用耐火型蝶阀或截止阀，截止阀相对耐火型蝶阀成本低廉；

（5）在相应区域外应设置隔离阀，保证事故外系统可用；

（6）空调通风系统应设置相应的耐火风闸，来保证隔离区域外的可用；

（7）供水和黑水系统若采用塑料管，其穿过A级舱壁应尽量采用耐火穿舱件。

6 小结

（1）总体性能的复核是安全返港设计的前提，直接决定了整船的布置，在合同前应仔细核查；

（2）规范未对系统设计采用的方法加以限制，应深刻地理解规范和挂旗国要求，从中找出合理的解决办法；

（3）系统设计应尽量简单可靠，避免超配导致成本浪费和操纵复杂化；

（4）应在后期实船模拟验证发生事故时的各系统能力和配置。

参考文献

[1] MSC.216（82）《1974年国际海上人命安全公约 》2006年修正案.

[2] MSC.1/Circ.1369 《客船发生火灾或进水事故后系统能力评估的暂行解释性说明》.

[3] MSC.1/Circ.1291 《客船进水探测系统指导》.

[4]《安全返港的相关要求及对电气设计的影响》.船舶设计通讯第135期.