某4 000 kW海洋救助船危险区域的划分分析

肖祖光 侯少锋 司停 颜培博

摘    要：本文依托某4000kW海洋救助船，結合CCS《钢质海船入级规范》要求，对含有浮油回收舱的船舶危险区域划分进行探讨，对相关设备、管路的布置进行研究。

关键词：危险区域;浮油回收舱;管路布置

中图分类号：U674.23                              文献标识码：A

Abstract： Based on the new-type medium-sized rescue ship built recently， this paper mainly expounds the basic control measures and key points of the vibration and noise of accommodation outfitting for rescue ship series under the situation of new rules.  The control is mainly achieved through the selection of accommodation outfitting materials and construction technology， and it is of great significance for the order-placing and construction of rescue ship series to master a set of vibration and noise control procedures and methods suitable for accommodation outfitting of rescue ship series.

Key words： Rescue ship; Vibration and noise; Control; Measures

1     前言

我司承建的某4 000 kW海洋救助船隶属交通运输部东海救助局，入CCS船级。其定位除了专业的搜救能力之外，还具有一定的海面浮油回收的作业能力，故该船配备了浮油回收舱及相关设施。根据中国船级社CCS《钢质海船入级规范》（以下简称CCS钢规）中有关危险区域的名词解释：船舶危险区域，是指在船舶本体上经常有可能会聚集易燃、易爆的蒸汽、气体、粉尘或其他爆炸物的区域。海面浮油属于易燃易爆物质，这就意味着该船需做危险区域划分，而危险区域的大小又与设备及管路的布置相互影响。本文旨在结合该船实际情况，通过对CCS钢规的适应性分析，提出船舶危险区域相关结构、设备及其管路布置的处理方法，对类似船舶的设计和建造提供一些借鉴。

2    船舶概述

本船为全焊接式钢质船体，采用横骨架式，船主体具有一层连续主甲板，在主甲板上设有二层首楼，主甲板下则设双底以及双壳结构;采用巡洋舰式船尾，船尾配备全电力驱动双全回转舵桨装置;船首采用前倾式船首（带球首），并配备管隧式侧推装置;尾部主甲板作业区主要用于拖带、救生、浮油回收;主甲板后部可供直升机悬停作业。

本船航区为无限航区，其主要功能包含：低海况下对各岛礁等浅水区域、沿海水道进行船舶救助、人命救生作业，也可执行部分高海况下的救助任务：

（1）对水面遇难船舶进行拖带、封舱、空气潜水、堵漏、排水等相关救助作业;

（2）在夜间可进行海上搜寻救生、救助作业，能承载获救人员数量为100人，并可对其进行相关的应急药物、器械和手术治疗，同时也可配合救助直升机进行海面搜索和救助作业;

（3）进行一级对外消防灭火作业;

（4）进行海面浮油回收以及海面消除油污作业;

（5）为遇难船舶进行必要的物资输送（食品、燃油、水等），同时为难船进行供电作业;

（6）能满足CCS规范对于 10级风拖带的稳性相关要求，并兼顾了在高海况下对船舶进行拖带救助的作业能力;同时也满足IMO 12级风下依然可以安全航行的稳性要求，并兼顾了在高海况下依然可以进行应急人命救生的作业能力。

本船满足中国船级社（CCS）对海洋救助船、近海供应拖船、一级消防船及浮油回收作业船的有关要求，并满足B 级冰区加强。

3    危险区域划分分析

危险区域划分图属于船舶详细设计图纸，由设计院绘制完成后交由CCS审图中心审查，在审图中心审查批准后由现场CCS验船师对在建船舶进行查验。相较于安全区域，船级社对危险区域内的设备、管路、通风等都有更高的要求，这意味着船舶建造成本以及建造难度的增加。

3.1   危险区域的划分原则

根据CCS钢规对浮油回收船危险区域划分的规定，对本船危险区域的划分可作如下理解：

（1）0类区域就是与浮油直接相接触的区域，也就是浮油回收舱和回收浮油所用到的容器、设备、管子内部;

（2）考虑回收上船的浮油的易挥发性和易燃易爆性，可能会有浮油油气挥发的区域，或者会有浮油泄漏或者渗透的区域，都属于1类区域。对于1类区域，若有CCS钢规所规定的通风换气量，则可以不算做危险区域。

3.2   危险区域的划分与设施布置

由于本船最核心的功能是救助，并非专用的浮油回收船，故在设计初期就确定了其浮油回收系统中的回收油设备采取外置式;同时根据本船招标文件的要求，设置了2个燃油舱（共约200 m3）兼做浮油回收舱。这样既满足了功能需求，也降低了建造成本及难度。

在确定了具体的浮油回收舱和外置式浮油回收設备的具体位置后，根据CCS钢规可以确定浮油回收舱及浮油回收设备本身为0类危险区域，浮油回收舱周围的隔舱及浮油回收设备周围3 m范围内都为1类危险区域。

基于船舶本身的安全性，船级社对危险区域内的设备、管路、通风等都有着更高的要求。为了满足规范要求，同时考虑到建造成本和难度，希望危险区域在满足船舶作业功能的情况下尽量的小。在详细设计阶段，设计院将危险区域的开口（主要是已划分至危险区域内的各液舱透气管）收拢布置，由于每一个危险区域处所的开口处3 m范围内都是1类危险区域，因此收拢布置可以让那些以开口为中心所划分出来的危险区域重合得多，危险区域总体上不会被人为扩大;船厂根据设计院给出的初版的危险区域划分图对与危险区域相关的设备及管路进行布置，由于实际情况和理论会或多或少的有所出入，故危险区域在生产设计阶段可能会被人为扩大。若船厂在生产设计阶段实在不能满足该图纸的要求，或者由于船东另有要求导致危险区域扩大，则会与设计院共同协商并最终确定实际的危险区域范围。

3.2.1  危险区域对总体设计的影响

根据CCS钢规，与回收油贮存舱相邻的隔离舱或其他处所都属于1类危险区域。故在设计初期设计院就采取了以下措施尽量减少危险区域对船舶整体状态的影响：

（1）用液舱或者隔离空舱将浮油回收舱包围起来，这样可以最大限度的避免机械处所变为1类危险区域，从而降低船舶设备采购的成本和建造难度;

（2）在泵舱与隔离空舱的通道之间设置了两扇自闭式且没有门背钩装置的气密钢制门，同时在两道门之间设置了气闸与大气相连，使这两扇门之间的空气相较隔离空舱多了正压机械通风。这样就保证了隔离空舱与泵舱的空气完全隔离开来，从而避免了泵舱也成为1类危险区域。具体的舱室布置如图1所示;

（3）当燃油舱或沉淀舱作为隔离舱时，隔离舱与回收油贮存舱之间只能设有一个共同限界面，且共同限界面的舱壁板应采用连续对接焊;如果是舱壁与甲板连接的部位，其角焊缝的焊接方式应是全焊透焊接方式。

3.2.2  危险区域对管路设计的影响

根据CCS钢规，除隔离舱以外，回收油输送系统所配备的软管和阀、回收油贮存舱开口以及回收油泵舱或隔离舱等1 类危险处所的开口3 m 以内的开敞甲板处所，包括半围蔽处所，也都属于1类危险区域。这就意味着为了不扩大危险区域，浮油回收系统相关软管、阀、浮油回收舱及其隔离舱的透气、测深管应尽量集中布置（见图2）：

（1）先确定主甲板面上外置回收油设备以及设备作业完后软管及阀堆放区的布置。堆放区周边3 m内，都属于1类危险区域;

（2）再确定浮油回收舱的注入管位置。该连接注入管与外置回收油设备的软管布置得以确定，以软管为中心周围3 m范围内，都属于1类危险区域;

（3）确定浮油回收舱的透气管位置。透气管的出气口周围5 m范围内，都属于1类危险区域，同时此出口气需距主甲板2.4 m高。此危险区域的范围需尽量与上述（1）（2）所画出的危险区域相重合;

（4）确定浮油回收舱周边隔离舱的透气管位置。透气管出气口周围3 m范围内，都属于1类危险区域。此危险区域的范围也需尽量与（1）（2）（3）所划出的危险区域相重合。

从图2可以看出：初版危险区域图是优先考虑集中危险区域的，但这种布置方式使得营救通道的路径被透气管头挡住，且剩余的隔离舱的透气管头基本上都需布置在营救及逃生主通道上，从而导致营救通道不顺畅，这样的设计虽然有效减小了危险区域，但会给营救作业和逃生带来麻烦。

为保证营救通道畅通，只能选择重新布置浮油回收舱及其隔离舱的透气管头。但是这样肯定会导致1类危险区域扩大，若危险区域被扩大至有电气设备安装的地方，则电气设备需升级配置至满足CCS钢规对危险区域内电气设备具有防爆功能的要求，这就意味着部分电气设备需要重新订货，从而增加了电气设备的订货成本以及安装难度。为了解决这个难题，船东、设计院、船厂经过多次协调，最终对透气管头的布置达成一致，危险区域被局域性扩大，但没有对已订货的电气设备造成太大的影响，仅有部分照明灯需改为防爆式。设计院也以此重新绘制了危险区域划分图（见图3）。

由于该船属于多用途浮油回收船，浮油回收舱由柴油舱兼顾。根据CCS钢规，浮油回收舱的透气管可做成可移式透气管。当浮油回收舱作为柴油舱使用时，透气管头距主甲板仅760 mm，当用于浮油回收时，则需先在现有透气管上增加一段，将透气管头引至他处，具体见图4所示。

在确定了危险区域后，还需考虑舱底水系统受到的影响。根据CCS钢规要求，危险区域隔离舱的舱底水应由单独设置的动力泵或喷射泵排放，此泵需独立于安全处所的舱底水系统。结合本船实际情况，在隔离空舱配备了单独的舱底水泵（电动泵，防爆型）以及喷射泵，用于浮油回收作业时危险区域内的舱底水排放。

3.2.3  危险区域对电气设备的影响

根据CCS钢规，危险区域内的电气设备需是防爆电气设备，至少应达到温度组别T3、设备类别ⅡA，这意味着采购电气设备的成本变高。类似浮油回收舱的隔离舱这种已确定了一定属于危险区域的地方的电气设备无法再降配，那么对于因管路布置导致的扩大的危险区域部分，可以选择对电气设备重新布置，尽量避开危险区域，从而达到降配的标准。总体来看，由于主甲板面上有关危险区域所属各液舱及隔离空舱透气管的重新布置，使得主甲板面危险区域扩大，导致了甲板面上一部分电气设备由非防爆型改成了防爆型，而隔离空舱内的所有电气设备，都采用了满足CCS规范要求的防爆式。整体来看，本船危险区域的扩大是增加了电气设备采购成本的。

3.2.4  危险区域对通风系统的影响

根据CCS钢规，对于0类和1类危险区域中人员不经常进出的处所，如果在此处所内所安装的电气设备已满足了相关防爆要求，则可不必设置通风系统;如果是人员经常进出的处所，则应设置带抽吸功能的通风系统，且需保证此通风系统有不低于8次换气/小时的功能。本船由于隔离空舱内设有单独的舱底水泵，且布置了大量需手动操作的阀件，属于经常进出的处所，故设置了一台流量为800 m3/h的抽风机以及伸至主甲板与大气相连的风管。

通过上面的分析可以看出：危险区域的划分涉及到船舶的纵多方面，对于船舶的设备订货、设计、建造都有较大的影响。相较于用于隔离0类危险区域从而形成1类危险区域的隔离舱，各隔离舱以及浮油回收舱的开口（主要是透气管）对1类危险区域的大小有着更加直接的影响。设计院的详细设计决定了危险区域能有多小，船厂生产设计的透气管布置决定了危险区域能有多大，如何在危险区域大小和设计建造之间找到平衡点，是值得船东、设计院、船厂三方共同探讨的问题，也是必须在船舶设计阶段就确认清楚的问题。

4    结束语

对船舶入级规范不太熟悉的设计人员，很容易忽视危险区域划分对生产设计的影响，如果等到船舶建造阶段再由船检提出整改的话，将会给船舶的建造周期造成极大的影响，同时也会对船厂造成经济损失。本文希望通过对4 000 KW海洋救助船的案例分析，能为其他设有危险区域的船舶设计和建造提供一些值得借鉴的地方。

参考文献

[1] 中国船级社. 钢质海船入级规范2018[M]. 北京：人民交通出版社，2018.