海洋石油支持船海上应急消防能力分析及提升建议探讨
摘 要：
随着国家能源安全及七年海洋石油开发计划的实施，海上油田消防安全越来越被高度重视，但是，在实际消防中，暴露出目前油田区配备 的消防船舶存在着消防能力不足的问题。本文将通过对现有消防船舶的不足进行分析并提出建议，对油田区消防船舶的能力起到一定得参考作用。
关键词：
消防等级;DP船舶;消防壳块;消防能力提升
海上油气田生产的石油和天然气都是易燃易爆的产品，在生产储存、 转运等操作过程中都存在火灾、爆炸等巨大的消防安全隐患，因此，消防 船舶的配备数量和消防等级成为是否有效实施海上设施灭火的关键。目 前，中国沿海的油田区主要由油田支持船兼顾具备消防功能，因而，需要 对油田支持船的消防能力、存在不足、升级改造的可能性等進行分析，进 而提出建议和措施。
1 中国沿海船舶对外消防能力现状
目前，国内油田支持船船公司考虑到经营成本压力，近几年船舶建造 设计突出考虑经济性与适用性，以满足常规生产作业需求为主要目标，为 此，国内油田区配置的具有消防能力的船舶其消防等级多数为FiFi1，消防 泵排量为156-2400 m3/h，消防炮射程 ≥ 80-145m，其消防能力仅用于灭初 级火，消防能力有限。其总体消防能力对海上油田安全保障来讲存在一定的不足。
1.1 油田区消防船舶对外消防能力存在的不足
（ 1 ）未取得消防船级符号的船舶。该类船舶通常采用单独柴油机带动 或者配置消防撬块，其驱动消防泵的柴油机功率较小，排量通常为300m³/ h，最大射程不超过80米。（ 2 ）取得FiFi1船级符号的船舶。该类船舶通常 是由主机带动，其消防泵所消耗的功率在500-700KW以上，因而，会较大 程度的消耗主机功率，造成在启动消防泵的情况下，船舶抵抗外来风流影 响的操纵能力显著下降，特别是配备DP2动力定位系统的船舶，在灭火过 程中其操纵能力下降表现突出。由于消防等级仅为FiFi1，其能力只能用于 扑救初期火灾， 喷射距离为120-150米，因而， 会距离火灾设施较近， 在 海上设施发生严重火灾时，消防船舶面临平台爆炸、设施物品坠落及高温 受损害的风险。目前，海洋石油支持船的消防仅作为辅助功能，缺少船体 降温喷淋系统，因而，海上设施发生火灾时其接近距离受限。
2 原因分析
2.1 直接原因
FIFI1级船舶消防能力设计初衷就是扑灭初期火，
FIFI2&3级才能扑灭 大火和油类火。在实际消防过程中，配置FIFI1级消防能力的船舶，突出表 现在消防水可以打到平台上，但水流分散，无法有效扑灭现场大火。主要 是如下因素所导致：（ 1 ）由于船舶驾驶台受火场高温的影响明显，为了 保证船舶自身安全，船舶距离平台较远。（ 2 ）受现场其他船舶位置、涌 浪、流向等影响，船舶无法保持在最佳灭火位置，消防水受风力影响明 显，进一步加剧了水流分散的情况。客观原因是消防炮安装位置影响高 （驾驶台顶部）不利于扑灭平台低处的火灾。
3 现有船舶消防能力评价
目前， FIFI1级别消防能力的船队规模覆盖到国内海域，可以扑灭初 期火灾。但由于自身消防级别限制，即FIFI1船舶通常额定射程为120— 150米，使用过程中，受外部环境影响，实际射程与额定理论射程误差在 ±10%。在使用“直流”模式时，水柱前约80米水柱较为集中， 80米以外 受环境、风向、风速影响有不同程度扩散。对于海上设施发生的大型火灾 则无法起到有效控制作用。只有将船舶对外消防级别从FIFI1提升到FIFI2/3 或者配置额外消防装置才能提升灭火能力和效果，进而提升海上设施消防 风险防控水平。
3.1 DP船舶消防能力提升可行性分析
（ 1 ）现有船舶消防能力提升（改造）分析思路。（ 2 ）符合CCS规范要 求。（ 3 ）船舶具有船位控制能力的最低冗余度标准。主机功率的冗余度 最低要求以不低于主机总功率的60%为标准。通常条件天气海况：风力不 大于≤6级、有义波高≤2.5米、流速≤1节。消防泵驱动设备功率的冗余 度分析。 DP船舶，根据船舶动力模式的不同，对消防泵的驱动分为下述两类情况。第一类：电力推动型船舶，柴油机驱动消防泵，即由发电机原动 机来驱动消防泵。其功率通常在4000-7000KW，仅能匹配现有消防泵的需 求，如提升为FiFi2 ，并满足主机功率的冗余度不低于主机总功率的60%， 则无法满足消防泵2X1700KW的功率需求，因而，没有提升空间。第二 类：主推进柴油机（主机）推动型船舶，由主机驱动消防泵，即由主机的 自由端来驱动消防泵。针对目前的船舶主机功率配置，如消防等级提升为 FiFi2 ，即满足消防泵2X1700KW及主机功率的冗余度不低于主机总功率的 60%的标准，则主机功率至少在8820KW （12000马力）及以上。
3.2 改造空间分析
（ 1 ）建造工艺造成结构更加紧密，空间受限。目前，海洋石油支持 船业内普遍采用单烟囱设计，因此，船舶建造完成后，机舱棚内主辅机烟 囱、消防等管线等排列非常紧密，使改造和操作空间受到限制。机舱内， 设备、结构布置紧密，使空间受限。（ 2 ）机舱内设备、结构布置紧密， 充分利用空间，以便使船舶拥有更多空间用来提供液货及散料的舱容，提 升供给能力，如提升消防能力，则需要增大消防泵的排量，消防泵体、管 线据需要同时增大，亦即需要更大的空间，同时，齿轮箱也需要改造。居 于现有结构会面临空间限制和改造工艺复杂。（ 3 ）提升消防等级所产生 的影响分析。
3.3 对DP船舶PMS （动力分配及管理系统）的影响
（ 1 ）其中，需要特别保证出现单点最大故障情况时，即失去一半的 动力时，能够保证DP系统的动力需求。 PMS系统是经过船级社进行认证 的。（ 2 ）如将消防等级升级为FiFi2 ，则将增加动力消耗约20%以上（如 前面动力分析所述），在此情况下，无法保证船级社要求的最大故障情 况下的动力要求。（ 3 ）消防泵排量增大，造成负荷加大，使柴油机受到 超出其原始安全设计的扭振，不利于设备安全运转。（ 4 ）工程复杂。 升级消防等级需要消防泵泵体增大，整个的消防管线需要换新、增大直 径，海底门吸口直径也需要加大，其改造工程复杂、工作量巨大，现有 船体设计缺少充足的空间，并且，需要重新设计和CCS审图。（ 5 ）增大 消防泵的排量，会对船舶稳性产生影响，需要进行核算，以保证船舶具 有足够的稳性。（ 6 ）消防能力提升改造将使控制船位的动力冗余度减 少，降低了控制能力。
4 海上消防能力提升建议方案
近期工作方案以快速提升船舶消防能力为主，建立综合消防网络，按 照不同海域平台规模、数量及基地的距离等因素在码头和油田区配置相相 应等级的撬块，可以随时安装上船，及时实施灭火。长期计划-建造消防船 彻底弥补海上设施火灾抢险能力短板。新造油田支持船舶考虑配置FIFI2级 对外消防配置。建造FIFI3级专用消防船
5 结束语
海上油田区根据自身海上设施的数量、布置及结构等进行消防资源需 求的评估，提出消防船舶等级和数量需求，作为油田支持船船公司进行消 防船舶等级提升的依据，通过合理规划建设海上高级别消防船数量，科学 的四海布局，使消防船队可以快速响应、有效处置的海上设施火灾险情。
为海上安全生产提供可靠的装备支持。
参考文献：
[1]钢质海船入级规范， 中国船级社，2018年7月1 日生效.
作者简介：李延东，男，汉族，1965年12月15 日，天津市蓟县，本科，中 级工程师，中海油田服务股份有限公司船舶事业部，作业主管，主要从事 海洋石油支持船船舶作业与安全管理研究。