方金珍
（福建省交通規(guī)劃設(shè)計(jì)院）

　　摘　要：本文結(jié)合福州江阻建滔五萬(wàn)噸級(jí)液體化工碼頭，對(duì)消防冷卻水量、冷卻花圍的計(jì)算公式進(jìn)行分析，重點(diǎn)探討船舶最大艙縱向長(zhǎng)度、拉大艙面積的確定方法。
　　關(guān)鍵詞：石油化工 碼頭消防 冷卻水量 計(jì)算探討在《裝卸油品碼頭防火設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTJ237—99）中，對(duì)碼頭防火設(shè)計(jì)作了許多具體的規(guī)定，但也存在一些問(wèn)題，如消防冷卻水量、冷卻范圍計(jì)算公式中的最大艙的縱向長(zhǎng)度、最大艙面積的確定方法未具體的規(guī)定，由此造成消防冷卻水計(jì)算值因人而異，數(shù)據(jù)相差很大。筆者結(jié)合福州江陰建滔5萬(wàn)噸級(jí)液體化工碼頭消防冷卻水量的計(jì)算分析，提出最大艙的縱向長(zhǎng)度、最大艙面積的確定方法，供參考。

1 工程概況：

　　福州江陰建滔5萬(wàn)噸級(jí)液體化工碼頭位于興化灣北岸的福清市江陰鎮(zhèn)壁頭村，是香港建滔化工集團(tuán)投資建設(shè)的專用化工碼頭，近期年設(shè)計(jì)吞吐量為90萬(wàn)噸，其中重油30萬(wàn)噸，由國(guó)外進(jìn)口；甲醇55萬(wàn)噸，近期由國(guó)外進(jìn)口，遠(yuǎn)期由海南進(jìn)口；甲醛5萬(wàn)噸，出口至鄰近沿海地區(qū)?？紤]江陰工業(yè)區(qū)的發(fā)展，遠(yuǎn)期年設(shè)計(jì)吞吐量為300萬(wàn)噸，裝卸的貨種還包括汽油、柴油、丙酮、苯粉、甲苯、二甲苯、液化氣等化工產(chǎn)品。設(shè)計(jì)代表船型尺度為船長(zhǎng)L×船寬B×型深H×滿載吃水T＝235×32×18.3×13.3（m）。消防設(shè)計(jì)主要依據(jù)（裝卸油品碼頭防火設(shè)計(jì)規(guī)范）（JTJ237－99）。

2 滅火方式：

　　根據(jù)規(guī)范本工程碼頭防火設(shè)計(jì)等級(jí)為一級(jí)，裝卸的貨種最高火災(zāi)危險(xiǎn)性為甲類，碼頭上消防設(shè)施按照固定式水冷卻和泡沫滅火方式設(shè)置，即碼頭上分別設(shè)置固定塔架式水炮和泡沫泡，由固定的水、泡沫液等供給設(shè)施分別通過(guò)固定的冷卻水管和泡沫混合液管供給冷卻水和泡沫混合液的滅火方式。碼頭消防炮的布置保證噴射范圍包絡(luò)整個(gè)船舶，消防炮的數(shù)量根據(jù)船舶的平面投影面積和選用消防炮的射程、流量確定，為避免消防炮塔對(duì)裝卸作業(yè)的影響，數(shù)量盡量少，一般由2門泡沫炮共同對(duì)著火艙進(jìn)行滅火，同時(shí)另2門水炮共同對(duì)冷卻范圍進(jìn)行冷卻。

3 冷卻水運(yùn)計(jì)算分析

　　規(guī)范6．2．6款要求當(dāng)船舶發(fā)生火災(zāi)時(shí)，應(yīng)對(duì)著火艙周圍一定范圍內(nèi)的貨艙甲板面進(jìn)行冷卻，冷卻水量、冷卻范圍按下列公式計(jì)算
　　　　　　　　Q＝qF，F(xiàn)＝3LpB-fmax
　　式中：Q——冷卻水流量（l/s）
　　　　　q——冷卻水供給強(qiáng)度（l／min．m²），
　　　　　P——冷卻范圍（m²）
　　　　　Lp——最大艙的縱向長(zhǎng)度（m）
　　　　　B——最大船寬（m）
　　　　　fmax——最大艙面積（m²）
　　公式中q為定值（規(guī)范規(guī)定為2.51／min．m²），B根據(jù)設(shè)計(jì)代表船型容易確定，而最大艙的縱向長(zhǎng)度Lp和最大艙面積fmax兩個(gè)數(shù)據(jù)卻難以查到，往往隨設(shè)計(jì)人員掌握的資料不同而不同，帶有隨意性和盲目性．由此計(jì)算出來(lái)的消防冷卻水量因人因異，相差較大，筆者通過(guò)查閱資料，對(duì)船艙結(jié)構(gòu)的分析，找出最大艙的縱向長(zhǎng)度和最大度艙的面積的確定方法。

表1 貨油艙的許用長(zhǎng)度

縱艙壁數(shù) 1（中縱部面處） 2 3（一道在中縱部面處） 無(wú)從艙壁 邊艙長(zhǎng)度L邊 (0.25bi/B+0.15)Li 0.2Li 0.2Li (0.5bi/B+0.1)Li但不超過(guò)0.2Li 邊艙長(zhǎng)度L中 bi≥0.28B(m) ... 0.2Li 0.21Li bi＜0.28B(m) ... (0.5bi/B+0.1)Li (0.25bi/B+0.15)Li

　　3．1 最大艙的縱向長(zhǎng)度Lp的確定油船的貨艙通常由多個(gè)縱向和橫向油密艙分隔成的，各油艙由管路聯(lián)通起來(lái)，根據(jù)船型載重噸的大小，可設(shè)0——3個(gè)縱向艙壁?！秶?guó)際航行海船法定檢驗(yàn)技術(shù)規(guī)則》對(duì)貨油艙的長(zhǎng)度和容積都作出了限制，即任何一個(gè)中間貨油艙的容積不得超過(guò)50000m3，任何一個(gè)邊油艙的容積不得超過(guò)30000m3，每一個(gè)貨油艙的長(zhǎng)度按表（1）的數(shù)值確定，對(duì)裝載同一品種的貨油艙，盡可能使每一個(gè)貨油艙的容積相等或相近。
　　注：Li——為量自龍骨上面型深85％處水線總長(zhǎng)的96％，或?yàn)樵撍€處自首柱前緣至舵桿中心線的長(zhǎng)度（m），取兩者中之大值；
　　B——船舶型寬（m）；
　　bi——指在相應(yīng)于勘定的夏季干舷水平面上，自舷側(cè)向艙內(nèi)垂直量取的，從船側(cè)到所考慮的貨艙縱向艙壁外側(cè)之間的最小距離（m）。
　　表中bi值，MARPOL（73/78b國(guó)際防止污染海洋公約）13F附件工規(guī)則規(guī)定為0.5+DWT/20000或2.0m（取兩者中較小值），最小值1.0m，即當(dāng)船舶噸級(jí)DWT≤10000時(shí)）時(shí)，bi≤1，取1；當(dāng)船舶噸級(jí)DWT≥30000）時(shí)，bi≥2，取2。
　　從上表可見(jiàn)，不論設(shè)置幾個(gè)縱艙壁，不論bi≥0．2B或bi＜0.2B，不論邊船或中艙，其長(zhǎng)度最長(zhǎng)不超過(guò)0.2Li，故設(shè)計(jì)時(shí)，通常最大艙的縱向長(zhǎng)度Lp按0.2Li計(jì)算。對(duì)于Li值，筆者通過(guò)請(qǐng)教專家，通常取近似值，即按設(shè)計(jì)代表船型長(zhǎng)度的93％考慮。
　　3.2 最大艙面積fmax的確定
　　　　　　　　　　　　　　　　fmax=Lp×Bp（m²）
　　Bp為最大艙的寬度(m)。
　　雖然最大艙的縱向長(zhǎng)度Lp可簡(jiǎn)化為0．2Li，而計(jì)算數(shù)值相差不大，但最大艙的寬度Bp卻因縱艙壁數(shù)的不同而差距較大，由此計(jì)算出的最大艙面積fmax相差較大。
　　（1）無(wú)縱艙壁時(shí)
　　　　　　　　　　　　　　　　Bp=B-2bi；Lp=0．2×0.93L
　　　　　　　　　　　　　　　　fmax=Lp×（B-2bi）0.2×0.93L
　　（2）1個(gè)縱艙壁時(shí)
　　　　　　　　　　　　　　　　Bp=（B-2bi）/2，Lp＝0.2×0.93L
　　　　　　　　　　　　　　　　fmax=[(B-2bi)／2]0.2×0.93L=fmax0/2
　　（3）2個(gè)縱艙壁時(shí)
　　　　　　　　　　　　　　　　Bp=(B－2bi）/3，Lp＝0．2×0.93L
　　　　　　　　　　　　　　　　fmax2=Lp×Bp=[（B－2bi）／3]0.2×0.93L=fmax0/3
　?。?）3個(gè)縱艙壁時(shí)
　　　　　　　　　　　　　　　　Bp=（B－2bi）／4，Lp=0.2×0.93L
　　　　　　　　　　　　　　　　fmax＝Lp×Bp=［（B－2bi）／4]0.2×0．93L=fmax0/4
　　貨艙結(jié)構(gòu)分隔不同，決定消防冷卻水量的不同。據(jù)調(diào)查，一般10萬(wàn)噸級(jí)以下的船，為了減少貨艙內(nèi)液貨對(duì)船艙結(jié)構(gòu)的晃蕩負(fù)載，滿足穩(wěn)定性要求，常在船縱中心上設(shè)置一道縱隔壁。江陰建滔液體化工碼頭船舶噸級(jí)為50000DWT，按1個(gè)縱向隔壁艙考慮，則
　　　　　　　　　　　Bp=0.5×(B－2bi）=0.5×（3－2×2）=14（m)
　　　　　　　　　　　Lp=0.2Li=0.2×0.93×235≈43（m）
　　　　　　　　　　　fmax=LpBp=43×14=602（m²）
　　3.3 冷卻范圍。
　　　　　　　　　　　F＝3Lp×B-fmax＝3×43×32－602＝3526(m²）
　　3．4 冷卻水量 Q
　　　　　　　　　　　Q＝F×q=3526×2.5/60147（l/s）
　　按照上述方法，筆者列出了10萬(wàn)噸級(jí)以下原油船（1個(gè)縱艙壁）的Lp、Bp、fmax、F和Q值，見(jiàn)表（2）

表（2） 原油船的消防設(shè)計(jì)參數(shù)

船舶噸級(jí)DWT 載重量 設(shè)計(jì)船型尺度（m） 最大艙寬Bp(m) 最大艙縱長(zhǎng)Lp（m) 最大艙面積fmax(m2) 冷卻范圍F（m2) 冷卻水流量Q（L/s） 總長(zhǎng)L 型寬B 型深H 滿載吃水T 100 1000-1500 70 13.5 5.2 4.4 5.5 13 71.5 455 19 200 1501-2500 86 13.5 5.9 5.1 5.5 16 88 560 23 300 2501-4500 96 15 7 5.9 6.5 18 117 693 29 500 4501-7500 116 17.5 8.5 7 7.5 21 157.5 945 39 10000 7501-12500 131 20.2 10.7 8.4 9 24 216 1238 52 20000 12501-27500 164 25.8 13.7 10 11.5 30.5 350.75 2010 84 30000 27501-45000 186 32 17.2 11.9 14 34.5 483 2829 118 50000 45001-65000 229 32.3 19.1 12.8 14.5 42.5 616 3502 146 80000 65001-85000 243 42 20.8 14.3 19 45 855 4815 201 100000 85001-105000 247 42.7 20.9 14.4 19.5 46 897 4996 208

4 結(jié)語(yǔ)

　　船舶最大艙的縱向長(zhǎng)度和最大艙面積是決定消防冷卻用水量的重要因素，在缺乏設(shè)計(jì)資料的情況下，可參照上述方法確定。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，能源等基礎(chǔ)設(shè)施如大中型油庫(kù)、化工庫(kù)的興建此起彼伏。碼頭是水陸交通的樞紐，是?？看?、裝卸貨物的設(shè)施。石油、化工碼頭一旦發(fā)生火災(zāi)，往往造成很大的損失，希望有關(guān)部門能根據(jù)《海港總平面設(shè)計(jì)規(guī)范）（JTJ211-99）修訂的各種噸級(jí)船型尺度列出相應(yīng)的Lp值和fmax值，以確保消防冷卻水量計(jì)算的合理性。