上海倍安实业有限公司上海200032
摘要：针对船舶机器处所和货泵舱的消防保护，国际海事组织（IMO）及世界各国船级社大力推荐采用等效水基灭火系统---全淹没细水雾灭火系统，本文主要针对该产品开发研究过程中的一些标准的引用，以及所取得的成果作详实地介绍，有助于该研究成果在其他领域更广泛地推广应用。
关键词：消防；船舶机器处所；全淹没细水雾灭火系统
1概述
细水雾灭火系统具有耗水量少、灭火效能高，不污染环境、对人体无害等优点，以及细水雾的绿色环保、使用维护成本低等特点，是低碳经济和环保高效灭火的有效体现和完美结合，已越来越受到人们的青睐，在各领域应用越来越广泛，是灭火技术的发展趋势。
船舶A类机器处所的局部应用细水雾灭火系统，在船舶上得到了大量的应用，取得了很好的社会和经济效益。而对于船舶机器处所和货泵舱这样的全空间保护场所，由于Halon灭火系统的禁用及目前所采用的二氧化碳等气体灭火系统存在着因意外事故会造成人员伤害，且对防护空间的围封条件要求较高以及对环境有影响等问题。因此，这类场所采用全淹没细水雾灭火系统进行消防保护是国际海事组织（IMO）希望采用的，也是目前世界各国船级社大力推进的应用的系统。为此，上海倍安实业有限公司在所承揽的船泊消防工程中决定研究开发并采用船用全淹没细水雾灭火系统，用以对船舶机器处所和货泵舱及类似场所进行全空间的消防保护。
2实验研究
2.1相关标准及标准要求
2.1.1相关标准
产品研发及实验研究过程中主要依据如下标准：
（1）MSC/Circ.1165《经修订的机器处所和货泵舱等效水基灭火系统认可指南》；
（2）MSC.1/Circ.1237《经修订的机器处所和货泵舱等效水基灭火系统认可指南（MSC/Circ.1165）的修正案》；
（3）MSC.1/Circ.1269《经修订的机器处所和货泵舱等效水基灭火系统认可指南（MSC/Circ.1165）的修正案》；
（4）国际海上人命安全（SOLAS）公约和CCS钢质海船入级与建造规范。
2.1.2标准要求
（1）试验空间：灭火试验应在一个特定的实验室进行，该实验室的面积大于100㎡，高至少为5ｍ，并通过2ｍ×2ｍ的开门通风。
（2）发动机模型：用钢板焊接而成的一个尺寸为长×宽×高=3ｍ×1ｍ×3ｍ的矩形体，其周围有一个尺寸为长×宽×高=6ｍ×4ｍ×0.5ｍ的花形钢板平台和一些辅助设施。
（3）火灾模型：根据MSC/Circ.1165《经修订的机器处所和货泵舱等效水基灭火系统认可指南》附录B《机器处所和货泵舱等效水基灭火系统的灭火试验方法》的规定，总共有12种火灾模型（包括：机舱8种、舱底3种及控温隐蔽庚烷油盘火），具体见表1火灾模型表。
（4）灭火试验：各灭火试验，应在系统启动后15ｍｉｎ内灭火，且无复燃或蔓延。
（5）温度控制试验：在60ｓ时间内试验室内平均加权温度应控制在100℃以下，温度控制试验测试时间应在系统启动后不应迟于300ｓ进行[1]。
2.2试验围封空间的确定
根据MSC/Circ.1165《经修订的机器处所和货泵舱等效水基灭火系统认可指南》附录B《机器处所和货泵舱等效水基灭火系统的灭火试验方法》规定：“系统在船舶实际应用时，保护区域的空间尺寸原则上不能超过灭火试验时试验围封空间的容积，但是保护区域空间高度不超过试验空间高度的情况下，容积可以按比例放大，但不应超过两倍试验围封空间的容积”。也就是说试验空间越大，将来适用的船舶级别就越广，然而，根据细水雾的灭火机理，空间越大对喷头的性能要求就越高，开发难度越大。根据这一原则，为了最大限度地适用于不同的船舶级别，我们先后和中国船级社、船舶设计院及造船厂的相关专家进行探讨，并结合本公司试验室条件，最终确定试验空间的尺寸为：18ｍ×14ｍ×8ｍ（长×宽×高），容积为2016ｍ3。这样的围封空间基本含盖了2万ｔ及其以下级别的船舶。根据MSC/Circ.1165规定在实际应用时，最大可以应用在≤4032ｍ3的空间，可以含盖4万ｔ及其以下级别的船舶。目前国际上也只有芬兰Marioff、德国Fogtec两公司的同类产品得到认可，他们的试验空间均小于该试验空间（详见表2）。
2.3火灾模型的建立与试验设备仪器仪表配置
根据MSC/Circ.1165《经修订的机器处所和货泵舱等效水基灭火系统认可指南》附录B《机器处所和货泵舱等效水基灭火系统的灭火试验方法》的规定，我们设计制造了发动机模型，并根据试验围封空间容积设计制造了相匹配的12种火灾模型（包括：5.8MW低压柴油油雾火、倾角45°的5.8MW低压柴油油雾火和1ｍ钢棒的模型组合、1.8MW高压柴油油雾火、隐蔽的5.8MW低压油雾火和0.1㎡柴油油盘火的组合、隐蔽的2.1㎡庚烷油盘火、2㎡庚烷油盘火和A类木垛火的组合、0.25kg/s庚烷流淌火、5.8MW低压庚烷喷射火和加热350℃钢板的组合、舱底0.5㎡柴油油盘火、舱底0.5㎡润滑油油盘火、舱底4㎡柴油油盘火、控温隐蔽2㎡庚烷油盘火），在此过程中，对出现的不确定因素及时与中国船级社专家进行探讨，并根据MSC标准的两次修正案进行调整修改。
同时为了在过程中能够及时观察、采集压力、流量、温度等数据，便于分析确认及消除不确定因数的影响，配置了相应的压力、流量和温度传感器、监控台和便携式数据采集仪、各种供油装置。为研究试验提供了可靠的保证。
2.4细水雾喷头结构和参数确定
细水雾喷头是系统的关键部件，其主要参数：流量特性系数、最大安装间距和最大安装高度等，是影响整个系统性能和成本的关键因素。因为对于相同的保护区域，喷头的流量系数越小、安装间距越大，则系统的流量就越小，组成系统的供水泵组流量与功率、泵控柜功率、分区控制阀通径和功率及主管道通径就越小，整个系统成本就越低。同样喷头的最大应用安装高度越高，则系统适用于船舶的级别就越广。因此我们在研究开发的过程中，在保证灭火性能的前提下，尽量减小细水雾喷头的流量特性系数，扩大最大安装间距和安装高度。
而细水雾喷头的流量、喷雾角、雾滴直径、雾滴冲量、间距、安装高度都是影响灭火效能的重要因素，这些因素之间又相互影响，有的甚至相互矛盾。必须进行一系列的灭火试验，通过分析研究，不断调整优化细水雾喷头的涡流器种类、喷嘴数量、喷嘴流道孔径和喷头体角度等，最终确定了细水雾喷头的主要参数，并优于国外同类产品（详见表2）。灭火时间远小于标准要求的15min，温度控制也远低于标准要求的100℃（详见标准要求和实际灭火时间、实际控制温度对照图[2]）。
同时还要考虑喷头结构和材料要满足标准MSC/Circ.1165中附录A《等效水基灭火系统部件制造标准》要求的对细水雾喷头的耐应力腐蚀、耐二氧化硫腐蚀、耐盐雾腐蚀、抗机械冲击、抗振动、耐高温等性能及功能的要求，通过检测试验全部符合要求。
2.5系统模式的确定
根据标准规定，并考虑到船舶实际情况，我们设计确定了自动启动模式的系统和适合有人值守时的手动启动模式的系统两种系统模式，在这两种系统模式下根据泵组配置情况，又分为舱底区域采用独立泵组系统和舱底区域与其他区域共用一套泵组系统两种系统形式，以便工程设计选用。
2.6装置结构确定
为了方便装置的安装、调试，我们将装置的各部分进行模块化设计，各模块之间方便连接和拆卸。而对于泵组采用了撬块化设计，最大限度减小撬块外形尺寸。根据系统流量和工作电压/频率（以适应于世界各国船舶公司船舶）的不同，设计了6个系列共60种规格的产品，以便根据实际工程设计计算结果进行选用。
3结论
通过深入试验研究与攻关，特别是在试验围封空间容积和细水雾喷头主要参数等方面取得的成功与领先，可以认为公司所采用的全淹没细水雾灭火系统达到了国际先进水平、填补了国内船舶消防该技术领域的空白。同时该技术产品同样可以应用于陆地上相应的机器处所等场所进行消防保护，如各种冶金钢铁企业的液压站、润滑油站，各工程项目中的柴油发电机房、油浸电力变压器等火灾类似场所。
参考文献
[1]MSC/Circ.1165经修订的机器处所和货泵舱等效水基灭火系统认可指南[S].
[2]中国船级社．南京消防器材股份有限公司船用全淹没细水雾灭火系统产品认可试验报告（报告编号：NX09175，NX09259，20111210）2011
作者简介：唐燕，生于1982年3月，女，工程硕士，上海倍安实业有限公司工程师，主要从事消防系统设计等工作。2011年第5期，在《消防技术与产品信息》发表论文《电气火灾监控系统在铁路站房中的应用》。办公室电话：021-64165334，手机：18601674166。