船舶结构与消防安全.ppt
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1、船舶结构与消防安全,主讲:杨忠良,上海中远船务工程有限公司技术部,上海中远船务工程有限公司技术部,一、概述 船舶作为水上运输工具,承担着大量的货物运输,为社会经济的发展起着极其重要的作用。现代船舶随着技术的发展,规模更大,功能更齐全,船舶的种类多种多样,复杂的结构和众多的设备也给船舶带来了更多的火灾危险。国际海上人命安全公约(SOLAS 74)及其修正案设有专章(第II-2章)对船舶的结构、消防设备及脱险设施按客船、油船、一般货船等船舶种类分门别类作出了规定。与陆地建筑物相同,船上的防火安全遵循三大基本原则。火警预防措施(预防)。火警控制措施(火警探测及救火)。火警失控时的脱险措施(脱险)。,
2、上海中远船务工程有限公司技术部,船舶在建造过程中,通过结构和设备等防范措施,使船舶在航行或停泊时可以充分发挥自身的各种机能,达到安全防火目的。充分了解船舶的特殊性及船上的消防设备,对制定船舶防火安全措施十分重要,而且当火灾发生时也有助于灭火、脱险工作。普通货船结构有一个共同点,就是所用材料都是热传导系数较高的钢材。这意味着一旦发生火灾,火势很容易从一个舱室蔓延到另一个舱室,并且火灾区周边的通道温度会骤升,加剧灭火、脱险工作的难度。船舶结构形式不仅立体、多层,而且还属于封闭型,通道狭窄且复杂。要靠近火灾现场灭火或从外部灭火,行动会受到很大限制。救助工作的困难程度不言而喻,同时也给灭火、救助工作带
3、来极大的危险。,普通商船是从事人和物的海上运输工作,一般设有三种处所,动力供给、主机机舱(机器处所),居住生活区(起居处所)和装载货物区(装货处所)。以上三种处所由于结构不同、火灾性质不同,因此要采取不同的防范措施。,上海中远船务工程有限公司技术部,二、结构特征 船舶各处所内部结构会直接影响到火警探测、烟气流动、灭火、救助及脱险等各个方面。机器处所的特征 虽然机器处所由多层甲板构成,但并不是用甲板按水平方向分隔成小空间,中央部位从舱底一直通到顶(船楼及甲板室)。在这个没有隔断的空间安装着主机、发电机、锅炉、配电屏、油柜、油泵等诸多极易成为起火源及容易产生易燃气体的机器设备。为了帮助内燃机燃烧,
4、通常机舱内配有大功率鼓风机通风换气。因此,此处是船舶上最易发生火灾的区域。,上海中远船务工程有限公司技术部,起居处所的特征 起居处所由三方面组成。起居场所,指旅客及船员的起居室、餐厅等公共场所。服务场所,指仓库、厨房等服务场所。控制场所,指驾驶室、火警控制室等装有驾驶设备和遇险情时可以自始至终控制船舶的必要设备场所。各区域由甲板沿水平方向分隔为多层结构,各层甲板之间由梯道间垂直连通。每个甲板区(水平区间)又按其使用目的用舱壁、隔断分隔成多个房间,由通道按水平方向连接每一个房间。发生火警时,梯道、通道是救火、救助、脱险的通路,但同时也会促使烟气流动与扩散。,上海中远船务工程有限公司技术部,装货处
5、所的特征 装货处所是为存放货物(固态及液态)而设立的区域,内部可装载大量货物,结构比较简单。其内部结构因船而异,冷藏货物运输船由甲板分隔成多个空间,而油船、散装货船的货舱从船底一直通到上甲板。汽车运输船、滚装船没有垂直舱壁分隔,所以它的装货处所是沿船长方向长长的水平区间。该区域除装卸货、修理以外几乎无人进入。,上海中远船务工程有限公司技术部,三、船舶火灾的原因 不同类型的船舶火灾原因、起火时间、燃烧物质是不同的。Fire Triangle,燃料(Gas or Vapour),氧气(20%in air),火源,上海中远船务工程有限公司技术部,以货船为例分析一下船舶火灾的原因:1.随着船龄增长,火
6、灾危险增大。一方面电线老化,绝缘电阻明显下降,容易引起过载或短路;另一方面由于设备(电的或机械的)故障;第三方面的原因在于船舶建造时安全公约对消防的要求比较低,甚至有些消防措施考虑不周。2.商船中,货船的火灾艘数最多。一方面由于货船在整个商船中所占的比例高,数量大;另一方面,至74年安全公约生效前,货船的消防要求一直很低,远低于客船、油船。3.随着商船吨位增加,火灾危险增大,要特别注意大吨位船舶的消防措施。4.从船舶火灾艘数可以发现,发生在起居处所的火灾最多,其次是机舱和货舱,如果这些处所无法控制,将蔓延成全船大火。这些处所起火的原因如下:,上海中远船务工程有限公司技术部,(1)在起居和服务处
7、所等处 吸烟者乱丢未熄灭的烟头是造成起居处所和服务处所失火的主要原因。由于电气短路或使用电气设备不当也是引起火灾的重要原因。在厨房内使用油灶不当引起火灾的事例也不少。(2)在货舱内 装卸货物时吸烟是引起火灾的主要原因。对于可能自燃的物品,由于通风不良,舱内闷热或受潮,将导致自燃。装卸遇水起化学反应的物品,在货物包装破损又遇水时也会起火。,上海中远船务工程有限公司技术部,对于滚装船,因货舱通风不良,造成油气积聚,遇到电气故障或其他火花则可能引起爆炸。在港修理冷藏货船,因热工作业(如电焊、气割)的高温点燃了绝缘物而起火。(3)在机舱内 机舱内由于燃油及润滑油等可燃液体的存在,且设有锅炉、发动机及电
8、机等设备,还有排气管及过热蒸汽等灼热表面,同时因修理等的需要在机舱内进行热工作业,因此火灾危险较大,所占比例较高。在港装油时,由于机舱双层底油舱测量管口自闭旋塞失灵,管口在开启情况下加油,油溢溅出至排气管及过热蒸汽管未绝缘或绝缘损坏的表面,从而引起火灾。这种情况也为,上海中远船务工程有限公司技术部,数不少。对燃油锅炉应特别注意锅炉油头的漏油问题,由于油头漏油,锅炉熄灭后燃油将慢慢漏入炉膛,由于炉膛内的高温使燃油汽化,点火时如果前扫气不够致使点火引爆,甚至引起火灾。主、辅机运转中,燃油、润滑油管破裂或接头泄露等原因溅落至排气管等热的表面而引起火灾。电气设备过载,电缆绝缘老化也会引起火灾。,上海中
9、远船务工程有限公司技术部,四、船舶耐火分隔的定义,标准燃烧曲线:1.不燃材料,指加热至约750时,既不燃烧,也不放出足量能自燃的易燃蒸汽的材料。这是按照耐火试验程序规则确定的。任何其他材料均为可燃材料。,上海中远船务工程有限公司技术部,2.标准耐火试验,指将需要试验的舱壁或甲板的试样置于试验炉内,加温到大致相当于标准时间温度曲线的一种试验。试验应按照耐火试验程序规则规定的方法进行。标准时间温度曲线指下式定义的时间温度曲线:T=345lg(8t+l)+20式中 T 平均炉温,;t 时间,min。3.A级分隔,指由符合下列要求的舱壁、甲板、天花板或衬板所组成的分隔:(1)它们应以钢或其他等效的材料
10、制造;(2)它们应有适当的防挠加强;(3)它们应用经认可的不燃材料隔热,使在下列时间内,其背火一面的平均温度,较原始温度增高不超过140,,上海中远船务工程有限公司技术部,且在包括任何接头在内的任何一点的温度,较原始温度增高不超过180:A 60 级别 60 min A 30 级别 30 min A 15 级别 15 min A 0 级别 0 min(4)它们的构造应在1h的标准耐火试验至结束时能防止烟及火焰通过。,上海中远船务工程有限公司技术部,A-60“防火窗”的火灾示意图:4.B级分隔,指由符合下列要求的舱壁、甲板、天花板或衬板所组成的分隔:(1)它们应以认可的不燃材料制成,制造和装配中
11、B级分隔所用的一切材料均为不燃材料,但是并不排除可燃装饰,上海中远船务工程有限公司技术部,镶片的使用,只要这些材料符合有关要求。(2)它们应具有这样的隔热值,使在下列时间内,其背火一面平均温度,较原始温度增高不超过140,且在包括接头在内的任何一点温度,较原始温度增高不超过225:B 15 级别 15 min B 0 级别 0 min(3)它们的构造应在最初半小时的标准耐火试验结束时,能防止火焰通过。5.C级分隔,指应以认可的不燃材料制成,它们不必满足有关烟和火焰通过,以及限制升温的要求,允许使用可燃装饰镶片,只要这些材料符合有关的要求。6.连续B级天花板或衬板,指只终止于A级或B级分隔处的,
12、上海中远船务工程有限公司技术部,B级天花板或衬板。7.钢或其他等效材料,指遇有“钢或其他等效材料”字样的材料。“等效材料”指任何不燃材料本身或由于设置隔热保护,经过标准耐火试验规范的相应爆火时间后,在结构性和完整性上与钢具有等效性能的材料,例如设有适当隔热材料的铝合金。8.低播焰性,指所述表面能有效地限制火焰的蔓延,这是按照耐火试验程序规则规定确定。9.不可燃的材料主要有:玻璃,混凝土,陶瓷制品,天然石块,石制物品,普通金属,合金物品。,上海中远船务工程有限公司技术部,10.对石棉的使用的要求SOLAS公约II-1章3-5条规定:对于所有船舶,新加材料(结构,机器,电气和设备)中严禁包含石棉。
13、以下几项例外:叶轮式压缩机和叶轮式轴孔泵的叶片;有火灾,腐蚀,毒性等危害,温度大于350度或压力大于70bar的水密接头和衬套。温度大于1000度的柔性保温绝缘装置。,五、货船的结构防火 1.防火区域的划分和分隔 对于500吨以上的国际货船,其起居处所和服务处所应采取C、C、C 法中的任何一种方法予以保护。三种方法的主要要求见表1-1。,上海中远船务工程有限公司技术部,表 1-1 C、C、C 法的主要要求,对于4000吨及以上的国内货船,要求其起居处所和服务处所采用以下两种之一予以保护:任一起居、服务处所内用A级或B级分隔的处所总面积不得超过50,对于公共处所该面积不得超过75;对起居处所和服
14、务处所的内部分隔不予限制,但应装设固定探火和失火报警系统(留空处所、卫生处所除外)。对于4000吨以下的国内货船,没有类似C、C、C法的要求。除上述要求外,船上各处所之间的分隔尚需按相应的“分隔相邻处所舱壁/甲板的耐火完整性表”确定耐火等级。对于500吨以下的国际货船及1000吨以下的国内货船,只要求走廊舱壁为钢质或不燃材料,其上的门应是不燃的;A类,上海中远船务工程有限公司技术部,机器处所和厨房的限界面应为钢质,其上的门应用钢质或不燃材料制成,对于其他限界面没有提出要求。2.保持耐分隔的完整性 在耐火分隔上开孔安装门、窗、各种管路、电缆和其他结构件时,应采取措施保持耐火分隔的完整性。B级舱壁
15、一般要求从甲板延伸至甲板,并延伸至船体外板或其他限界面。但如果在B级舱壁的两侧设有连续B级天花板或衬板,则此舱壁可终止于连续天花板或衬板。3.限制可燃材料的使用 国际货船按其采用的保护方法,国内货船按其吨位决定可燃材料的限制使用,详见表1-2、1-3。,上海中远船务工程有限公司技术部,上海中远船务工程有限公司技术部,表 1-2 不燃材料的使用,除装货处所、服务处所的冷藏室外,隔热物应为不燃材料。用于冷却设备的隔热物连同防潮层和黏合剂,以及管系装置的隔热物不必为不燃材料,但其外露表面应具有低播焰性。对1000吨以下的国内客船使用的隔热物不作要求。,上海中远船务工程有限公司技术部,表 1-3 表面
16、具有低播焰特性材料的使用,4.梯道保护和围壁通道 对于国际货船和4000吨及以上的国内货船,仅穿过一层甲板的梯道应至少在梯子的上端或下端用B 0级分隔将该梯道与所在处所分割开来,并用自闭门保护;穿过多于一层甲板的梯道,应至少用A 0级分隔环围,并用自闭门保护;对于4000吨及以上的国内货船,若起居处所的居住人员等于或小于12人,则该环围可降低为B 0级。对于10004000吨的国内货船,穿过多于一层甲板的梯道,应至少用B 0级分隔环围,并用自闭门保护。对于1000吨以下的国内货船,这些处所内的航行梯道没有环围或分隔要求。,上海中远船务工程有限公司技术部,对于连续两层或数层甲板的直梯或踏步,一般
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