豪华邮轮消防系统的总体方案分析

杨均武，鲁 鼎

（中船邮轮科技发展有限公司，上海 200147）

0 引言

中交协邮轮游艇分会（China Cruise ＆ Yacht Industry Association，简称：CCYIA）称，近几年我国邮轮市场都以年均40%左右的速度增长，预计中国邮轮旅客量将于2020年和2030年分别达到450万人次和1 750万人次，邮轮经济将于2020年达到510亿元左右。因此，2015年国务院印发的《中国制造2025》以及国家工业和信息化部等六部委联合发布的《关于促进旅游装备制造业发展的实施意见》中都明确加快实现豪华邮轮自主设计和建造的发展方向。

面对日益增长的邮轮市场，安全必须放在首位。近年来邮轮火灾时有发生并导致严重后果。2015年11月30日，“Grand Princess”号邮轮配电板故障后发生火灾并扩大到机舱。2016年7月1日，“Black Watch”号邮轮机舱发生火灾，造成3台辅机损坏。2016年7月16日，“Aqua Amazon”号邮轮发生火灾，造成至少7名船员丧生，13名船员受伤。

为增强船舶的海上自救能力，降低因局部事故导致船舶面临绝对危险的可能性，2000年海安会开始讨论巨型邮轮的安全问题。2004年，讨论范围拓展到客船。2006年12月8日，IMO以MSC.216(82)决议通过了《1974国际海上人命安全公约》的修正案，并于2010年7月1日正式生效。海安会第80届会议颁布了MSC.1/Circ.1214，第87届会议颁布了MSC.1/Circ.1369。SOALS规定，2010年7月1日及以后建造、船长为120 m及以上，或具有3个及以上主竖区的客船，需具备安全返港及有序撤离的能力。因此，75 000 GT豪华邮轮的消防系统需按此要求进行设计。

1 消防系统总体方案

消防系统分为主消防系统、固定式灭火系统和其他系统，其他系统包括手提式灭火器。

1）主消防系统：SOLAS规定，主消防系统需提供2股水柱，这2股水柱不是由同1个消火栓喷出的，水柱可以射至航行时船员和乘客可以到达的任何位置，且至少1股水柱来自1节消防水带。因此，起居处所、服务处所、控制站、机器处所和露天甲板设有主消防系统。为避免消火栓妨碍乘客在露天甲板活动，所有消火栓均布置在舱室内。

2）固定式灭火系统：根据SOLAS要求，该项目在起居处所、阳台、服务处所、控制站、走廊、梯道、厨房烟道、洗衣间抽风管、机器处所和双层底均设有固定式水雾灭火系统，并为主机、锅炉、焚烧炉和分油机等提供固定式局部水雾灭火系统。同时，直升机甲板设有固定式泡沫灭火系统。

3）其他系统：起居处所、服务处所、控制站和机器处所等处所设有包括手提式灭火器在内的消防设备和消防员装备。

2 主消防系统

主消防系统需满足安全返港和有序撤离的要求，目前多采用隔离、双套、冗余、保护或上述各项的组合方式来实现该设计要求。大部分船级社认为应优先使用冗余和隔离方式，在其他方式都不便于或无法实现时，再采用保护方式。因此，该系统采用冗余方案进行设计，对局部系统进行保护，通过隔离方式满足设计要求，原理如图1所示。

图1 主消防系统的原理图

SOLAS规定，4 000 GT及其以上的客船需设有3台主消防泵。为满足有序撤离的要求，3台主消防泵分别布置于 3个不同的主竖区内。同时，SOLAS要求1 000 GT及以上的客船至少能从室内的任一消火栓立即喷出1股有效的水柱。因此，主消防系统为湿管系统。如果火灾拓展导致船舶由安全返港状态进入有序撤离状态，则有序撤离前主消防泵已能提供 2股有效的水柱。且MSC.1.Circ.1369（简称：通函）的解释 3条规定，评估船舶系统能力时，火灾和进水事故视为不同时发生。因此，全船设置1套～2套保压系统即可满足设计要求。如果仅提供1套保压系统，则该保压系统不得和自动起动的主消防泵布置于同一个事故界限内的处所。为适当提高系统的冗余度，该项目设有2套保压系统，为避免海水腐蚀管路，该系统采用淡水进行保压。第1台主消防泵布置于首部的首侧推间，第2主消防泵和第1套保压系统布置于前机舱，第3台主消防泵和第2套保压系统布置于后机舱。主消防泵通过隔离阀与消防总管相连，隔离阀布置在主消防泵所在处所之外，关闭隔离阀即可隔离损坏的主消防泵，保证该系统剩余部分的完整性。

主竖区1至主竖区3的消防总管采用环形的冗余总管，穿过主竖区舱壁的消防总管在两侧均设有隔离阀。消防总管左右两侧分别布置于走廊两外侧，其前后两端均设有隔离阀。主竖区4的左舷消防总管和主竖区3的消防总管相连，主竖区4的右舷消防总管穿过主竖区3与主竖区2的消防总管相连。各主竖区左右舷分别设有1根主竖区消防总管，主竖区消防总管分别与临近的消防总管相连。

走廊壁为A级限界的围壁，且走廊设有固定式灭火系统。任一发生在4甲板的事故界限之内的火灾都无法导致受影响主竖区内的消防总管的左右两侧同时损坏。关闭消防总管上的隔离阀即可隔离损坏的总管，保证消防总管剩余部分的完整性。当主竖区3的4甲板的左舷发生火灾并导致该处所的消防总管损坏，可关闭主竖区4左舷、主竖区2左舷、主竖区3右舷走廊壁上的隔离阀，保证消防总管剩余部分的完整性。

为保证同一主竖区的2根主竖区消防总管不会同时被1个未突破事故界限的火灾损坏，可将2根主竖区消防总管分别布置于2个A级限界的围壁内的处所，且这2个处所不在同1个事故界限内，例如主竖区2的5甲板的主竖区消防总管布置方案，或对其中至少1根进行保护，例如主竖区3的5甲板的主竖区消防总管布置方案。

通函解释28条规定：相邻水密舱室或区域的消火栓可以通过2根消防水带为主竖区中受事故影响甲板的剩余部分提供消防水。有船级社认为受事故影响的主竖区的所有甲板都适用于该条解释。因此，安全返港过程中，受事故影响的主竖区的消防水可以来自于该主竖区未损坏的主竖区消防总管所服务的消火栓和相邻主竖区的消火栓。

隔离消防泵所在主竖区之间的任一主竖区，都不会影响剩余消防泵为剩余主竖区提供消防水，但隔离此范围之外的主竖区，可能导致隔离主竖区首部或尾部的主竖区也被隔离，例如隔离主竖区3时，主竖区4有可能也被隔离。因此，主竖区4的右舷消防总管采用旁通管的形式连至主竖区2的消防总管。穿过主竖区3的旁通管并不服务于主竖区3，且对该段管路进行保护。通函解释12条认为：该管路在火灾中保持运行。因此，当主竖区3的消防总管被隔离时，旁通管仍可为主竖区4提供消防水。

消防总管一般为海水泳池和喷射泵提供海水，这些接口应能在灭火时立即关闭。

3 固定式灭火系统

船用固定式灭火系统主要有固定式泡沫灭火系统、固定式二氧化碳灭火系统、固定式水喷淋灭火系统和固定式水雾灭火系统。固定式泡沫灭火系统的泡沫液具有腐蚀性，且喷出后不易清除，因此基本不用于起居处所、服务处所、控制站，多用于大型船舶的机舱、液货船的货舱、双层底和货舱区甲板的灭火。固定式二氧化碳灭火系统属于窒息式灭火，不得用于人员无法短时间全部撤出或者人员较多的处所，因此，多用于机器处所和厨房烟道的灭火。固定式水喷淋灭火系统多用于滚装船和客船的起居处所和服务处所，由于无法扑灭油火，所以无法用于机器处所的灭火。固定式水雾灭火系统的喷水量小于固定式水喷淋灭火系统，喷出的水雾遇火后吸收燃烧物的热量汽化，并隔离火源周围的空气，因此可以扑灭油火，且对舱内设施的二次损坏较小。

固定式灭火系统也采用冗余方案进行设计，对局部系统进行保护，通过隔离方式满足安全返港的要求。该项目的起居处所、阳台、服务处所、控制站、走廊和梯道采用冗余的固定式水雾灭火系统进行保护。厨房烟道、洗衣间抽风风道、机器处所和双层底的固定式灭火系统有3种方案，分别为冗余的固定式二氧化碳灭火系统、固定式水雾灭火系统与固定式二氧化碳灭火系统互为备份的冗余系统、冗余的固定式水雾灭火系统。

若采用冗余的固定式二氧化碳灭火系统，则根据通函解释 29条的规定，保护前后机舱共需 154个55 kg的二氧化碳瓶。储存二氧化碳瓶的储存室不得由于相邻处所失火而无法使用，否则需设置 2个不在同一事故界限内的储存室。有船级社要求，当储存二氧化碳瓶的储存室的温度超过规定值时，需为二氧化碳瓶设置通向大气的泄放管。该泄放管的布置位置务必避开人员密集或经常有人员停留的处所。

若采用固定式水雾灭火系统与固定式二氧化碳灭火系统互为备份的冗余系统，则需在风道和双层底等狭小的空间布置1套水雾喷嘴及其管系和1套二氧化碳喷嘴及其管系。同时，水雾释放时，不要求人员立即撤离，且门窗可以打开；而二氧化碳释放时，要求人员在规定时间内撤离，并关闭会造成二氧化碳泄漏或者空气进入的门窗。因此，需采用不同的释放警报，告知船员释放的是何种灭火介质。

综上所述，保护厨房烟道、洗衣间抽风风道、机器处所和双层底的固定式灭火系统选择冗余的固定式水雾灭火系统。全船的固定式水雾灭火系统主要包括保护起居处所、阳台、服务处所、控制站、走廊和梯道的高压水雾灭火系统，保护厨房烟道和洗衣间抽风风道的低压水雾灭火系统，保护机器处所和双层底的全淹没灭火系统。固定式水雾灭火系统采用设备冗余、总管共用的方式搭建冗余系统，且固定式局部水雾灭火系统和固定式水雾灭火系统共用同1套设备。各系统通过隔离阀与水雾总管相连，关闭隔离阀即可隔离损坏的系统，保证剩余系统的有效性，原理如图2所示。

图2 固定式水雾灭火系统原理图

该系统采用2套水雾泵组供水，每套水雾泵组可提供最大处所的喷水量，分别布置在前辅助设备间和后辅助设备间。泵组的水源有淡水舱的淡水、海水箱的海水和来自消防总管的消防水，淡水作为主要水源，海水和消防水作为应急水源，淡水舱的淡水保有量满足水雾泵组30 min的排量。高压水雾灭火系统为湿管系统，使用淡水保压，桑拿房的水雾管为干管式，冷库和阳台的固定式水雾灭火系统可为干管系统或充注防冻液的预作用系统。

水雾总管采用双总管形式的冗余总管，上总管布置于5甲板，下总管布置于4甲板，且2根总管所在处所不属于同一事故界限之内。水雾总管和主竖区水雾总管相连处的两侧均设有隔离阀（除首尾主竖区），区域水雾支管通过区域阀与主竖区水雾总管相连，如图3所示。

图3 水雾管系布置示意图

主竖区水雾总管、隔离阀、区域阀属于关键系统，大部分布置于A级限界的管弄内。管弄外的主竖区水雾总管需按通函解释 12条要求的方式进行保护，例如主竖区3的6甲板的主竖区水雾总管。管弄外的隔离阀、区域阀按通函解释31条的要求，采用A级限界的专用围壁进行保护，例如主竖区4的4甲板的隔离阀和主竖区3的6甲板的区域阀。通函解释30条规定：处所之外的火灾不能导致该处所的固定式灭火系统失效。因此，需对管弄和服务处所外的区域水雾支管进行保护，例如主竖区2梯道中的区域水雾支管。

为保证区域阀的操作位置易于到达，该位置一般位于该阀服务甲板的上一层或下一层的管弄或梯道中。如果不通过区域阀的服务处所，就可到达该阀的操作位置，则该位置可位于该阀的服务甲板，例如主竖区1的7甲板和主竖区2的8甲板的区域阀。也可将多个区域阀的操作位置集中布置在一起，例如主竖区3的6甲板的梯道集中布置了2个区域阀。关闭隔离阀和区域阀即可隔离损坏的管路，保证剩余管路的完整性。

按SOLAS要求，直升机甲板设有固定式泡沫灭火系统，该系统的海水来自主消防系统。

4 结论

本文搭建了设备冗余、具有环形冗余总管的主消防系统，并在比较各型船用固定式灭火系统后，选用固定式水雾灭火系统作为固定式灭火系统，搭建设备冗余、总管共用、具有双总管形式的冗余总管的固定式灭火系统。

本文对豪华邮轮消防系统的搭建进行了一定的研究，但对该系统的操作简便性等方面的研究还显不足，需进一步探索。