方金珍
（福建省交通規(guī)劃設計院）

　　摘　要：本文結合福州江阻建滔五萬噸級液體化工碼頭，對消防冷卻水量、冷卻花圍的計算公式進行分析，重點探討船舶最大艙縱向長度、拉大艙面積的確定方法。
　　關鍵詞：石油化工 碼頭消防 冷卻水量 計算探討在《裝卸油品碼頭防火設計規(guī)范》（JTJ237—99）中，對碼頭防火設計作了許多具體的規(guī)定，但也存在一些問題，如消防冷卻水量、冷卻范圍計算公式中的最大艙的縱向長度、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算值因人而異，數(shù)據(jù)相差很大。筆者結合福州江陰建滔5萬噸級液體化工碼頭消防冷卻水量的計算分析，提出最大艙的縱向長度、最大艙面積的確定方法，供參考。

1 工程概況：

　　福州江陰建滔5萬噸級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投資建設的專用化工碼頭，近期年設計吞吐量為90萬噸，其中重油30萬噸，由國外進口；甲醇55萬噸，近期由國外進口，遠期由海南進口；甲醛5萬噸，出口至鄰近沿海地區(qū)。考慮江陰工業(yè)區(qū)的發(fā)展，遠期年設計吞吐量為300萬噸，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。設計代表船型尺度為船長L×船寬B×型深H×滿載吃水T＝235×32×18.3×13.3（m）。消防設計主要依據(jù)（裝卸油品碼頭防火設計規(guī)范）（JTJ237－99）。

2 滅火方式：

　　根據(jù)規(guī)范本工程碼頭防火設計等級為一級，裝卸的貨種最高火災危險性為甲類，碼頭上消防設施按照固定式水冷卻和泡沫滅火方式設置，即碼頭上分別設置固定塔架式水炮和泡沫泡，由固定的水、泡沫液等供給設施分別通過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整個船舶，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門泡沫炮共同對著火艙進行滅火，同時另2門水炮共同對冷卻范圍進行冷卻。

3 冷卻水運計算分析

　　規(guī)范6．2．6款要求當船舶發(fā)生火災時，應對著火艙周圍一定范圍內的貨艙甲板面進行冷卻，冷卻水量、冷卻范圍按下列公式計算
　　　　　　　　Q＝qF，F(xiàn)＝3LpB-fmax
　　式中：Q——冷卻水流量（l/s）
　　　　　q——冷卻水供給強度（l／min．m²），
　　　　　P——冷卻范圍（m²）
　　　　　Lp——最大艙的縱向長度（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)設計代表船型容易確定，而最大艙的縱向長度Lp和最大艙面積fmax兩個數(shù)據(jù)卻難以查到，往往隨設計人員掌握的資料不同而不同，帶有隨意性和盲目性．由此計算出來的消防冷卻水量因人因異，相差較大，筆者通過查閱資料，對船艙結構的分析，找出最大艙的縱向長度和最大度艙的面積的確定方法。

表1 貨油艙的許用長度

縱艙壁數(shù) 1（中縱部面處） 2 3（一道在中縱部面處） 無從艙壁 邊艙長度L邊 (0.25bi/B+0.15)Li 0.2Li 0.2Li (0.5bi/B+0.1)Li但不超過0.2Li 邊艙長度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 最大艙的縱向長度Lp的確定油船的貨艙通常由多個縱向和橫向油密艙分隔成的，各油艙由管路聯(lián)通起來，根據(jù)船型載重噸的大小，可設0——3個縱向艙壁。《國際航行海船法定檢驗技術規(guī)則》對貨油艙的長度和容積都作出了限制，即任何一個中間貨油艙的容積不得超過50000m3，任何一個邊油艙的容積不得超過30000m3，每一個貨油艙的長度按表（1）的數(shù)值確定，對裝載同一品種的貨油艙，盡可能使每一個貨油艙的容積相等或相近。
　　注：Li——為量自龍骨上面型深85％處水線總長的96％，或為該水線處自首柱前緣至舵桿中心線的長度（m），取兩者中之大值；
　　B——船舶型寬（m）；
　　bi——指在相應于勘定的夏季干舷水平面上，自舷側向艙內垂直量取的，從船側到所考慮的貨艙縱向艙壁外側之間的最小距離（m）。
　　表中bi值，MARPOL（73/78b國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，即當船舶噸級DWT≤10000時）時，bi≤1，取1；當船舶噸級DWT≥30000）時，bi≥2，取2。
　　從上表可見，不論設置幾個縱艙壁，不論bi≥0．2B或bi＜0.2B，不論邊船或中艙，其長度最長不超過0.2Li，故設計時，通常最大艙的縱向長度Lp按0.2Li計算。對于Li值，筆者通過請教專家，通常取近似值，即按設計代表船型長度的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度Lp可簡化為0．2Li，而計算數(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，由此計算出的最大艙面積fmax相差較大。
　　（1）無縱艙壁時
　　　　　　　　　　　　　　　　Bp=B-2bi；Lp=0．2×0.93L
　　　　　　　　　　　　　　　　fmax=Lp×（B-2bi）0.2×0.93L
　　（2）1個縱艙壁時
　　　　　　　　　　　　　　　　Bp=（B-2bi）/2，Lp＝0.2×0.93L
　　　　　　　　　　　　　　　　fmax=[(B-2bi)／2]0.2×0.93L=fmax0/2
　　（3）2個縱艙壁時
　　　　　　　　　　　　　　　　Bp=(B－2bi）/3，Lp＝0．2×0.93L
　　　　　　　　　　　　　　　　fmax2=Lp×Bp=[（B－2bi）／3]0.2×0.93L=fmax0/3
　　（4）3個縱艙壁時
　　　　　　　　　　　　　　　　Bp=（B－2bi）／4，Lp=0.2×0.93L
　　　　　　　　　　　　　　　　fmax＝Lp×Bp=［（B－2bi）／4]0.2×0．93L=fmax0/4
　　貨艙結構分隔不同，決定消防冷卻水量的不同。據(jù)調查，一般10萬噸級以下的船，為了減少貨艙內液貨對船艙結構的晃蕩負載，滿足穩(wěn)定性要求，常在船縱中心上設置一道縱隔壁。江陰建滔液體化工碼頭船舶噸級為50000DWT，按1個縱向隔壁艙考慮，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10萬噸級以下原油船（1個縱艙壁）的Lp、Bp、fmax、F和Q值，見表（2）

表（2） 原油船的消防設計參數(shù)

船舶噸級DWT 載重量 設計船型尺度（m） 最大艙寬Bp(m) 最大艙縱長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 結語

　　船舶最大艙的縱向長度和最大艙面積是決定消防冷卻用水量的重要因素，在缺乏設計資料的情況下，可參照上述方法確定。隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展，能源等基礎設施如大中型油庫、化工庫的興建此起彼伏。碼頭是水陸交通的樞紐，是停靠船舶、裝卸貨物的設施。石油、化工碼頭一旦發(fā)生火災，往往造成很大的損失，希望有關部門能根據(jù)《海港總平面設計規(guī)范）（JTJ211-99）修訂的各種噸級船型尺度列出相應的Lp值和fmax值，以確保消防冷卻水量計算的合理性。