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应急消防泵布置与检验要求

2017-10-30 09:20:26本网

  2010年12月举行的第88届海事安全委员会以第1388号通函批准了FSS规则第12.2.2.1.3条关于固定式应急消防泵吸口压头的统一解释。为与海事安全委员会1388号通函响应,国际船级社协会(IACS)通过了统一解释UISC178(rev.1),且适用于合同建造日期为2012年1月1日和以后的船舶。UI的实施给船舶设计带来巨大影响,明确规定应急消防泵应在比原先考虑更浅吃水的状态下工作。通过加泵排量难以满足要求,而改变应急消防泵处所位置,对大多数船舶将导致机舱设计的重大更改。目前,统一解释UISC178(rev.1)已得到诸多船旗国的回复和认可,包括库克群岛、塞浦路斯、希腊、香港等。本文结合应急消防泵的布置和消防泵吸入能够的核算,接合验船师现场对应急消防泵的现场检验,对应急消防泵的布置与检验要求进行阐述。

  178(rev.1)统一解释内容分析求:泵的总吸头和净正吸头应考虑公约、泵的排量以及运行中可能遇到的各种横倾、纵倾、横摇、纵摇状态下消防栓的压力,且船舶在进出干船坞时的压载状态不必视为营运工况。

  通常情况下,上述几种状态都不是单一地发生,应分别考虑船舶结合纵倾时的垂荡状态和结合横倾时的垂荡状态。UI统一解释规定了以下几种工况:在营运工况下应考虑横倾、纵倾、垂荡状态。应考虑船舶最轻载航行状态,定义为经批准的稳性手册(新造船为初稳性计算书)所给出的海底阀箱和应急消防泵所处位置的最浅吃水时的压载工况。

  固定式应急消防泵的吸口在以下两个工况中应完全浸没于水线下:(横倾、纵倾和垂荡不适用于下面两种工况)以船舶平浮状态下螺旋桨2/3浸没时堪划的静水线(对于具有吊离舱或者艏侧推的船舶应特别考虑);船舶处于压载到港状态,此状态经稳性手册批准,船舶无货、备品和燃料有10°/.剩余量。

  在统一解释规定的以上所有工况中,应急消防泵吸口都应完全浸没在水线以下,且在任何情况下,应急消防泵的有效净正吸头,即有效汽蚀余量都应大于其自身的必需汽蚀余量。

  最后,应急消防泵安装完成后应进行性能试验,以确认泵的排量达到FSS规则第12.2.2.1.1条的要求。如果应急消防泵为任何固定式灭火系统提供主水源,而该固定式灭火系统为主消防泵所在处所提供保护,则应急消防泵应具有满足该系统的排量。只要实际可行,该试验应在空载航行吃水时进行。

  三、应急消防泵的布置对吸口的影响分析1结合纵倾时的垂荡工况应急消防泵的布置应能使操作人员迅速、便捷到达应急消防泵动力源所在处所,启动应急消防泵。同时,布置也必须满足法规和规范的要求。应急消防泵舱可以布置在船艏,船与船舰。

  船舶在该航行工况中,会呈一定角度的纵向倾斜并同时伴随着一定振幅的垂荡,从而导致应急消防泵吸水管原本最浅的吃水位置发生改变,有可能会出现其吸水管未完全浸没在水线以下的情况。下面通过计算该工况下应急消防泵吸口的吃水高度,校核其浸没情况是否满足统一解释的要求。影响该工况的物理量如表1所示。

  表1结合纵倾时的垂荡工况物理量75及以下350及以下中,注:中间值可用线性插值法获得纵倾角度⑷和垂荡振其中:L:为载重线公约定义的船长或者压载吃水下垂线间长,取较大者;纵倾角度;H:垂荡振幅。

  船舶纵倾及垂荡相结合的状态,则其水线呈三段式分布。

  这种分布方式表明,当应急消防泵吸水管分别位于船舶0~0.2L、0.2~0.7L,0.7~1L区域时,吃水情况会有明显的考虑结合纵倾垂荡时的水线当应急消防泵的位置位于船舯(0.2L到0.7L的船长)时,船舶最轻载航行工况时,假设船舶的艏吃水Am,艉吃水Bm;则应急吸口的高度(Db)为应急吸口位置船舶吃水高度减去垂荡振幅:当应急消防泵的位置位于船尾(0到0.2L的船长)时,应急吸口的高度(Db)除了需要考虑垂荡振幅(H),而且需要考虑纵倾角度忡)的影响,从可知,应急消防泵布置在该区域,应急消防泵吸水管口吃水明显下降,并且布置越后,吸水关口的吃水越低,布置应急消防泵吸口的难度越大,因此应急消防泵应尽量靠前。针对艉机型船舶,该区域为机舱和舵机舱,应急消防泵应布置在机舱外部,所以应急消防泵都布置在机舱的后舱壁处。船舶最轻载航行工况时,假设纵倾角度(9)影响应急消防泵吸口高度为HV,则:当应急消防泵的位置位于船尾(0.7L到L的船长)时,应急吸口的高度(Db)与应急消防泵位于船尾类似,除了需要考虑垂荡振幅(H),而且需要考虑纵倾角度(9)的影响。

  从图一可知,应急消防泵布置越靠船艏,吸水口的吃水越低,设置应急吸口的也难度越大。船艏区域防撞舱壁之前为艏尖舱,大多数艏尖舱兼做压载舱,应急消防泵不能布置其中,一般布置在第一货车之前,防撞舱壁之后。其计算公式与上述公就是船舶最轻载航行时的工况。该工况同样不需要考虑船舶纵倾、横倾以及垂荡的状态,且应急消防泵的吸口应完全浸没在水线以下。

  应急消防泵吸入压头的影响应急消防泵吸口在统一解释规定的各个工况中均完全浸没在水线以下。然而,即使吸水管完全浸没,若应急消防泵净正吸入压头的有效值低于其本身的汽蚀余量,泵也会因为发生汽蚀而不能够正常运转,所以需要进一步校核本船应急消防泵的净正吸入压头是否满足要求,根据工艺系统工程设计技术规定(HG/T20570-95)泵入口处(压力最低点)单位质量液体所具有的能量(静压能和动能)与输送液体在工作温度下的饱和蒸汽压头之差称为泵的净正吸入压头NPSH(NetPositiveSuctionHead),。也称作泵的汽蚀余量。泵的汽蚀余量分为必需汽蚀余量NPSHr(NPSH为保证泵正常运转而不发生汽蚀,其有效汽蚀余量NPSHa应大于泵本身的必需汽蚀余量NPSHr.若计算结果不满足要求,也可以考虑一些避免汽蚀的方法,比如通过减少管路阻力损失,调整泵安装高度来提高NPSHa的值,或者减少运行流量Q来降低NPSHr的值。

  应急消防泵NPSHa值的计算公式如下:Pc:应急消防泵进口液面的绝对压力;Hg:应急消防泵安装高度(指泵进口的中心线与进口处液面的高度差);Hc:应急消防泵吸水管端至泵进口处的压力损失;Pv:实际温度下的饱和蒸汽压力;根据上述公式可知,应急消防泵安装高度Hg会随着船舶营运工况的变化而变化,需要分别计算统一解释规定的四种工况下的Hg值;而压力损失Hc只和泵的排量、直管段长度、管子内径、阻力元件类型和数量有关,与营运工况无关。

  此外,在指定物理环境下,Pc、Pv和p均为定值。

  四、应急消防泵的检验按第88届海事安全委员会以第1388号通函要求,不仅对设计上面带来重大的影响,同时对现场检验中,也提出来了新的要求。

  首先,需要对泵性能指标的要求。SOLAS(2009)第-2章第10条第2.2.3.1规定应配备1台符合消防安全系统规则的应急消防泵,而消防安全系统规则规定应急消防泵必须是固定式,且排量不低于第-2章第10条第2.2.4.1所要求的消防泵总排量的40%,而且在任何情况下不低于下列排量:小于1,000总吨的客船和2,000总吨以上的货船:其次,需要对应急消防泵的管路布置和吸口的高度进行核查。确认应急消防泵关系与机舱区域隔开,如不得与A类机器处所的限界面相邻接,如果达不到要求,则必须满足舱壁隔热至相当于对控制站的结构防火标准,一般为A60防火分隔。隔离阀应设置在机舱区域外并且容易到达。在船舶下水前,需要确认应急消防泵吸口到船底板的高度,确认吸口高度满足按第88届海事安全委员会以第1388号通函要求。

  并且确认应急消防泵舱应急照明、通风情况。

  最新在应急消防效用试验中,确认根据SOLAS第3章A部分第3条“最轻载航行状态系指船舶处于平浮,无货物,剩有10%的备品和燃料的装载状态”的状态下,启动应急消防泵,满足上述排量和出口压力的要求。

  应急消防泵的缺陷在PSC检查中通常被认为是重大缺陷,这些缺陷有些是先天性的,有些是后天维护保养不到位造成的。作为验船师要熟悉SOLAS公约有关应急消防泵的要求,特别是海事安全委员会以第1388号通函要求对建造检验和营运检验的影响,在检验过程中严把质量关,避免以上在建造过程中产生的硬性缺陷;在船舶营运过程中也要比PSC检查官更仔细更严格,发现以上缺陷就要督促船东消除,避免PSC检查中出现问题。

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