1、第三章 船 舶 系 統第一節 艙 底 水 系 統一、艙底水系統的用途艙底水是船舶在營行過程中，船體里經常積存的液體（主要是水或含有少量油的水）。艙底水的來源主要有： 主機、輔機、設備及管路接頭因密封不良滲漏的油或水； 尾管密封滲漏的油和水； 從舵機艙向機艙或軸隧泄放的艙底水； 從空壓機、空氣瓶中泄放出的凝水，蒸汽分配閥組及管路來的泄放水； 空調管路、風管的凝水以及鋼質艙壁及管壁的凝水； 清洗濾器、設備零件等的沖洗水； 在水線附近艙底及甲板的疏排水； 撲滅火災時的消防水、甲板沖洗水； 對有些特殊的艙室在緊急情況下的灌注水； 通過非水密部位滲入的雨水等。用來排除艙底水的系統叫艙底水系統。它是重要的

2、保船系統，它不僅要求在船舶正常航行時，對水密艙室內生成的艙底水有效地排除，而且在船體發生破損的緊急情況下，對進水艙室在有限進水情況下也能有效地排水。因此艙底水系統是保證船舶安全航運的系統。二、艙底水系統原理圖3.1.1為某散貨船艙底水系統圖（簡圖）。圖中機艙部分設置了三只污水井，一只位口于機艙的后部，二只位于機艙前部的左右舷；在主機下部一般設有凹坑，根據情況可以設置污水井，也可以不設；機艙艉部雙層底內還設有艙底水艙。貨艙內每一艙的后部左右舷也均設有二只污水井；艏部錨鏈艙內也設有污水井。艙底水吸入管末端都設有吸入口 在常規船舶的艙底水吸入處，污水井內或艙底水艙內均設有自動高位報警裝置，以便及時開

3、閥和泵排除艙底水。滿足規范無人機艙要求的船舶往往還裝有閥門遙控系統和艙底水自動排放設施。系統中還設有專門的艙底水泵和兼用的艙底總用泵、消防總用泵，為防止含油污水排至海水中，機艙內設有艙底水油水分離器。1. 系統工作原理艙底水泵或總用泵均可吸取各污水井內的污水。一般在每一路艙底水管的兩端都設有截止止回閥或止回吸入口，以防止艙底水的倒流。航行時，通過機艙艙底泵吸入的含油污水必須排至艙底水艙；當船舶靠碼頭時，可以再將艙底水排至岸上專門的艙底水接收裝置。如要排到舷外， 則通過艙底水油水分離器分離后，其含油量小于15ppm時才可排出。貨艙污水井內的艙底水或機艙內潔凈不含油的艙底水可以通過總用泵抽吸并直接

4、排舷外。船舶除在正常航行的狀態下，要及時排除貨艙、機艙內，特別是機艙內的艙底水外。為了在船舶發生破損的緊急情況下，對水密艙室在有限進水時也能迅速排水，規范要求在機艙最大排量的海水泵吸入管處安裝一只艙底水應急吸口。2. 艙底水泵的布置原則由于船舶的種類繁多，每種船舶的艙底水系統均有差別。但管路和水泵的布置都有一定的原則可以遵循，對于艙底水泵的布置原則有三條： 獨立原則 采用這種布置的系統適用于有幾個機艙、鍋爐艙和其他船艙的船舶上。且要求各艙必須保持其工作的獨立性。如圖3.1.2所示，每個艙均有自己的艙底水泵及系統。它的優點是保證系統每個區段的獨立性；可以避免管子穿過水密隔艙；管路設備安裝簡化。主

5、要適用于軍用船舶，一是軍船均設有機艙、前輔機艙和后輔機艙等。二是它要求各艙的獨立性較強。三是管路簡單，維修方便，重量也輕。 分組原則 船舶艏部的各艙的艙底水系統的管路和艉部各艙的艙底水系統的管路，分別都接到機艙內各自的艙底水泵，或者機艙內的艙底水管路、貨艙內左舷和右舷的管路分別接到機艙內各自的艙底水泵，在機艙內實行操縱。圖3.1.3所示的為前后分開的情況。為了減少機艙內的設備，方便操作，實際船舶上的艙底水泵均可互相備用，所以如圖3.1.3所示的布置是不存在的，兩臺泵的吸入總管是連接在一起的，但有閥門相互隔離。 集中原則 只在一個機艙，且船艙數較多的船舶，艙底水系統大多采用集中布置原則，如圖3.

6、1.1所示，整個系統共用一臺或二臺艙底水泵。這種布置原則的艙底水系統具有設備少、操縱方便、造價低廉等優點。民用運輸船舶都采用這種布置。3. 艙底水管路布置原則機艙或貨艙區域的艙底水管路的布置也有三種方式： 支管式 對各需要排水的艙室，從每個吸口引出支管，通過截止止回閥或截止止回閥箱，經艙底水總管接到艙底泵。其缺點是管路長，管材消耗量大，但所有操縱閥件均可安裝在機艙內，可不必設置閥門遙控系統。圖3.1.3所示的管路布置即支管式布置。 總管式 適用于設有管隧的大、中型船舶，即從各需要排水的艙室的吸口引出的支管通過截止止回閥接至管隧中的總管。該總管通至機艙內的艙底水總管與艙底泵連接。它的優缺點正好與

7、支管式相反。即管路簡單，管材耗量較少，但管隧內的閥件必須遙控。 混合式 介于上述兩種方式之間，例如把需要排水的艙室分成兩組或三組，由2根或3根分總管與艙底泵相連接。這種方式在民用船舶上采用得最多。圖3.1.1所示即為混合式布置。三、主要設備及附件1. 艙底水泵可以用來作為船舶艙底水泵的水力機械設備包括：噴射泵、離心式泵、活塞式泵、軸流式泵。其中離心式泵因其排量大、對水質的要求低和價格便宜而常用作艙底總用泵或消防總用泵；活塞式泵因能產生較高的真空度，故抽吸能力強，又不易使浮于水面的油滴粉碎而混入水中，增加分離的難度，故廣泛用于專用的艙底水泵；軸流泵很少用作艙底水泵，一般的艙底水所含雜質多，易引起

8、螺桿的磨損。船舶上如要使用軸流泵作為艙底水泵，均為單螺桿（蛇形）泵。噴射泵的結構部件中沒有運轉部件，它的動力是高壓的液體，也不帶有原動機。所以結構簡單，外形尺寸小，在船舶艙底水系統中應用較為廣泛。圖3.1.4為噴射式艙底水泵的示意圖。它由噴咀、混合室和擴壓管三部分組成。噴射泵的工作原理是利用高壓水作為動力來吸排液體的。從消防系統來的工作水通過噴咀1后以高速噴出，并且帶走噴嘴周圍的空氣而產生一定的真空，使艙底水從吸入口壓進混合室2。工作水和艙底水在混合室中不斷地相互碰撞、混合而進行動量交換。混合以后一起進入截面積逐漸擴大的擴壓管3，混合水在擴壓管中速度逐漸降低，靜壓逐漸升高，使泵出的液體建立起壓

9、頭，達到排出液體的目的。噴射泵的艙底水進出管路的安裝均有技術要求，即在與噴射泵艙底水進出口連接前后均應在一定長度的直管段，以減小阻力。為不影響其排量，須使出口的阻力減到最小為好。2. 艙底水油水分離器按照有關規范和國際公約的規定，船舶排出的艙底水（包括壓載水）的含油量應小于15ppm，即15毫克/升，故必須對含油艙底水進行油水分離后方可排出舷外。 艙底水油水分離器的作用就是將水中的油份分離出來。圖3.1.5是艙底水分離器的管路系統圖。該艙底水分離器采用將泵安裝在分離器出口的方式，它的好處是經過泵的水已經是分離過后的凈水，可延長泵的使用壽命。艙底水經過濾器1和截止止回閥2被吸入分離器，經過 粗分

10、離（重力分離）和細分離（聚合物體）后清水由排出泵7抽出，通過節流閥8和氣動三通閥9和舷旁排出閥排至舷外。節流閥8的作用是限制艙底水排出的流量，使含油艙底水在分離器中停留一定的時間，確保分離效果。艙底水分離器的工作原理是艙底水先經過若干噴嘴供入油水分離器內，由于噴嘴的擴散作用供入油水分離器內的艙底水迅即散開，其中粗大油粒被分離上浮進入上部的集油室，含有細小油粒的污水在分離器內部流動中經過聚合物體組成的濾網也被分離開來或形成較大顆粒的油滴后聚集到分離器的上部，達到油水分離的效果。當分離器上部的油量達到一定高度時，通過油位監測器12將信號傳至控制箱13，接通氣動閥11上的電磁閥，使閥11打開，同時，

11、排水泵7停止運轉，氣動閥6也同時打開，沖洗水通過截止止回閥3、減壓閥5與氣動閥6進入分離器，使分離器內的污油排至污油艙。同時對分離器進行反沖，將聚合物體上的污物沖洗下來，通過氣控閥11排至污油艙；當污油排出一段時間后，水位又升高到某一位置時，氣控閥11自動關閉，同時氣控閥10打開，繼續將含有少量油分的污水排到艙底水艙。根據設定的排油及排污水的時間，也即當分離器內充滿清水后，氣控閥6、10同時關閉，艙底水泵起動，重復以上的分離過程。即該分離器裝有時間控制及反沖裝置，沖洗水的壓力應1kgf/cm²。油份監測儀12通過三通考克與清水排出連通，當油份超過15ppm時，發出報警且輸出電訊號，接

12、通壓縮空氣，使三通閥轉換位置，讓分離出來的不合格水回流到艙底水艙。3 艙底水吸入口和泥箱圖3.1.6所示為艙底水吸入口，也稱為止回吸入濾網。圖3.1.7為艙底水吸入濾器，也稱泥箱。艙底水吸入口安裝在艙底水吸入支管的末端，而泥箱一般安裝管路中間，污水井的上方。兩者相同之處是都起到過濾的作用，不同的地方是艙底水吸入口能起到止回的作用，而泥箱無止回作用，因而泥箱之前 必須安裝一只截止止回閥。另外，艙底水吸入口必須安裝于艙的最低處或污水井內，因此一旦堵塞，清洗相當困難。且當止回閥芯不能就位時，維修也困難。但泥箱就不同，可以安裝在比較高的位置，清洗就比較容易。由于止回閥位于濾器與艙底泵之間，止回閥也不易

13、卡住。四、艙底水自動排放控制對于自動化程度較高的船舶，均要求在污水井高位時能將艙底水自動排放至艙底水艙或舷外。圖3.1.8是艙底水自動排至艙底水艙的系統圖。其工作原理如下 ：當污水達到高位時，浮子液位信號器1到達上方位置，氣源通過液位信號器到達氣動開關2，使氣動開關的電觸點接通電源。報警信號裝置3發出聲光報警信號，同時將電源送到二位三通電磁閥5。電磁閥通電后，達到下面方框的位置，氣源通過濾器4到達氣動艙底水吸入閥6，使該閥打開。當氣動閥全開時，氣源又被通至氣動開關7，接通電源。從氣動開關2、7來的電源使啟動控制箱8中的電路全部接通，艙底水泵啟動，開始將艙底水排至艙底水艙11。當水位降低至一定位

14、置時，液位信號器切換至下方，氣源被切斷，導至電源切斷，聲光信號消失，氣動閥關閉，泵停止工作。五、艙底水系統布置、安裝技術要求 1. 艙底水系統的布置原則艙底水系統布置的原則是除客船外，能保證船舶在正浮或橫傾不大于5º時能正常地排除積水。對于客船要求較高，無論船舶正浮還是在事故發生后，在實際可能產生傾斜的情況下，機器處所內的積水均應能排除。所以艙底水系統的各個吸入口必須安裝在各艙最低處，在有舭水溝的船舶中，可位于該艙兩舷的最低一端；無舭水溝時，則要在兩舷或船縱中剖面處設立一只污水井，以便于艙底水集中一處排出。機艙的艙底水系統，由于它們的重要性和積液的數量大，所以應與其它艙來的管路分開，

15、應設專閥且必須有干管直接與機艙的艙底水總管和艙底水泵相接。2. 艙底水系統的安裝要求 艙底水系統只允許將艙底水排出舷外，而不允許舷外水或任何水艙（柜）中的水經過該系統進入艙內。所以在吸入管路上的閥門和接艙底水泵的艙底水總管上的所有閥門都應使用截止止回閥。各個吸入支管的吸口處都要有止回裝置（止回閥或止回吸入口）。 由于艙底水是含有油和各種雜質的污液，為了防止艙底污物堵住吸入口、在艙底水吸口處裝有過濾網或泥箱。機艙和軸隧內的艙底水吸口均應設置泥箱，泥箱應設置在花鋼板附近的地方，并引一直管至污水井或污水溝。直管的下端或應急艙底吸入口不得裝設濾網箱。 艙底水管一般均應布置在機艙的最下層，并盡量保持管路

16、的平直，不允許有過大的起伏，以免形成氣囊或存積垃圾。 艙底水泵必須具有自吸能力或裝有獨立的自吸裝置。六、艙底水總管、支管內徑的計算方法1. 按規范要求進行管徑的計算方法各船級社對艙底水管內徑的計算都有自己的計算公式，但不全相同。不過大部分船級社的計算方法都與CCS船級社相同，現介紹如下： d1=1.68Lpp(B+D) + 25 mm d2=2.15l (B+D) + 25 mmd3=3l1 (B+D) + 35 mm 其中：d1艙底水總管和直通艙底水泵的艙底水管的計算內徑（mm）； Lpp船舶垂線間長（m）；B船寬（m）D至艙壁甲板的型深（m）； d2艙底水支管的計算內徑（mm）； l 艙室

17、長度（m）；d3油船艙底水總管及直通艙底泵的艙底水管計算內徑(mm)；l1 油船機器處所的長度（m）； 以上計算公式中，BV、ABS的艙底水支管的計算內徑公式為d2=2.16l (B+D) + 25 mm。艙底水支管的內徑一般不應小于50 mm，總管的內徑不應小于支管的內徑。根據計算公式計算出管子的最小內徑后，應選擇相近通徑的管子，其內徑一般應大于計算內徑，特殊情況應得到船級社的認可。2. 按規范要求進行艙底泵排量的計算為使艙底水總管內的水流速度不低于2m/s，可由前述計算求得的艙底水總管的內徑算出艙底泵的排量，每一艙底泵的排量應不小于下式的計算量： Q=5.66 d1²310

18、79;其中：Q每一艙底泵計算排量（m³/h）； d1艙底水總管計算內徑(mm)。例：某船廠建造的50000噸散貨船的垂線間長為182米，船寬為32.26米，型深為17米，機艙長度為22.9米，請計算艙底水總管和機艙內艙底水支管的內徑及艙底泵的排量。解：已知 Lpp=182m，B=32.26m，D=17m，l=22.9m 因此： d1=1.68Lpp(B+D) + 25 =1.681823（32.26+17）+25=184 .07（mm） d2=2.15l (B+D) + 25=2.1522.93（32.26+17）+25=97 .2（mm） Q=5.66 d1²310

19、79;=5.663184 .07²310³=191.8（m³/h）答：艙底水總管和機艙內艙底水支管的計算內徑分別為184 .07mm和97 .2mm，艙底水泵的計算排量為191.8m³/h。在實際船舶上，艙底水總管的規格為219313 mm，機艙內艙底水總管的規格為11439 mm，艙底泵的排量為200 m³/h。可以看出總管的實際內徑比計算內徑大，而支管的實際內徑比計算內徑略小，但在規范允許范圍之內。第二節 壓 載 水 系 統一、壓載水系統的用途船舶滿載航行時,由于燃料、淡水、食物等不斷消耗，使船舶吃水深度逐漸減小，導致船體的受風面積增大，螺

20、旋槳浸水深度減小，這種情況在空載航行時尤為明顯。此外，貨物在各艙配載不均勻時也要引起船舶的縱傾和橫傾。此時會導致螺旋槳效率降低，主機功力消耗增加，船舶穩性和操縱性變差。壓載系統的用途就是用來調整船舶的吃水，適應各種裝載情況；保持適當的排水量、吃水、縱傾和橫傾，保持一定的航行性能，如機動性和螺旋槳效率等；同時保持恰當的穩性高度（GM），獲得適當的復原力；壓載水系統可以根據船舶的具體情況，將舷外水（壓載水）泵入任何一個壓載艙或排出任何一個壓載艙內壓載水，也可以將各壓載艙內的壓載水進行前后、左右的調駁來達到上述的目的。壓載水艙可設置在雙層底艙、深艙、艏艉尖艙和邊水艙等。雙層底艙、深艙主要用以改變船舶

21、的吃水、艏艉尖艙主要用以調整船舶縱傾，邊水艙主要調整船舶的橫頃。在某些特種用途的工作船上，壓載水還有其特殊的作用，火車渡輪的壓載水起著裝卸車廂時的平衡作用；打樁船上的壓載水起著保證打樁方向正確的作用；破冰船上的壓載水起著壓碎冰的作用；潛水艇上的壓載水起著使艇沉浮和保持各種狀態的作用；浮船塢上壓載水起著使船舶能進出船塢和抬起船舶的作用等。二、全船壓載水管的布置方式所謂全船壓載水管即貨艙及艏艉部分的壓載水管系。根據不同的要求，可以有以下幾種布置方式：1. 支管式這是一種各壓載艙能獨立注排水的方法，見圖3.2.1。這種布置方式適用于雙層底內壓載艙，且壓載管徑較小，壓載艙數不多的小型船舶。采用這種方式

22、時，壓載泵設在機艙內，集合管設于機艙前壁或后壁，集合管至壓載泵用總管連接，集合管至各壓載艙用支管連接。所以該方式的特點是總管短支管長。2. 總管式采用這種方式時，沿船長方向敷設總管，由總管向各壓載艙引出支管，在支管上安裝閥及吸口。閥門一般采用遙控閥門，目前大部分船舶均采用液壓或氣動遙控閥門，但也可以是小軸傳動，總管式布置方式也有幾種不同的方式。如圖3.2.2（a）所示的為一根總管方式，適用于1000噸以下的小型船舶。如圖3.2.2（b）所示的為雙總管方式，適用于稍大一些的船舶，載重量（DW）一般不超過5000噸。對于更大的船舶因壓載水量大，壓載管直徑也大，不容易將艙內的水抽吸干凈，一般需設掃艙

23、吸口。如圖3.2.2（c）所示的為另設兩根掃艙總管的方式 ，而圖3.2.2（d）所示的為不另設掃艙總管、掃艙吸口直接接在壓載總管上的方式。雙總管式一般均設有兩臺壓載泵。3. 環形總管式這種方式在大中型船舶上被廣泛采用。實質上是雙總管式，只是把兩根總管首端連接起來而已。這種方式一般配有兩臺壓載泵。支管的布置可以如圖3.2.3(a)所示的對稱布置，也可以如圖3.2.3(b)所示的不對稱布置。與總管式布置一樣，也需另設掃艙總管或將掃艙吸口接到環形總管上。4. 管隧式和半管隧式對總管式及環形總管式壓載管路，壓載管和閥都浸沒在雙層底壓載水艙內，維修保養很不方便。所以很多大中型船舶均采用管隧式或半管隧式布

24、置。這就是在船的雙層底內設一管隧，一般設在船縱中部位。壓載總管就布置在管隧內，可以是總管式，但大多為環形總管式，如圖3.2.4所示。如果在船長方向，只有一部分設管隧，則稱為半管隧式。如圖3.2.5所示5. 各種全船壓載系統的特點前述5種不同的布置方式為全船壓載管系的基本形式，它們各自的特點見表3.2.1表3.2.1 各種全船壓載管系的特點序號型 式特 點操 作維修保養1支管方式總管長度短，支管長度長。支管數僅和艙數有關在閥安裝位置處可進行集中操縱，不必遙控閥維修保養方便，而艙內管子多，較麻煩2總管方式和1相反，總管長，沿船長方向布置，由總管就近引出支管至各艙。閥必須遙控，采用油壓或氣壓作為閥開

25、閉的動力閥、管均位于艙內，故較麻煩3環形總管方式實質上和方式2中兩根總管相同4管隧方式以船體一部分作管隧，在管隧內以方式2、3布置管子，因設管隧壓載艙容減少容易5半管隧方式為方式4和1的組合，壓載艙艙容減少較4少基本與4相同6. 頂邊水艙的注排水方式某些船舶如運木船、散貨船，液化氣船等通常在貨艙內設有頂邊水艙。所謂頂邊水艙，即該水艙設置在貨艙兩舷的上部，主甲板下方。故其注排水與一般的壓載艙不同。 頂邊水艙的注排水方式見圖3.2.6所示。其中(a-1)、(a-2)采用一根管進行注排水的布置方法。管系本身布置為總管方式或環形總 管這方式。(a-3)為頂邊艙和雙層底艙聯通為一個艙，頂邊艙（實際上已不

26、存在頂邊水艙，只不過是該壓載艙的上部。這種結構形式，隨規范要求散貨船也要設雙層殼體時會經常采用。）不設壓載管，而在頂邊艙下部裝一只舷側閥，使該閥以上的壓載水能籍重力排出。而(b-1)、(b-2)和(b-3)為注排水分開的方式。(b-1)為壓載水由艙頂部注入，壓載水總管設在主甲板上方，艙口圍的兩側。壓載水可由舷側閥藉重力排出也可以由壓載泵抽出。這種注排水方式和管系布置方式目前在散貨艙上使用最為廣泛。(b-2)與(b-1)的區別僅僅是總管的布置不同，一般只適用于甲板上不宜布置壓載水總管的場合。(b-3)為上下艙用連接管連接，注水時上下艙同時注水，但因連接管伸到艙的上部，故排水可分別進行，從而縮短了

27、排水的時間。(a-1)、(b-2)和(b-3)三種注排水方式由于部分壓載水管敷設在貨艙內，萬一發生破損時會產生嚴重的后果，因而很少采用。三、機艙壓載水系統除油船和化學品船的專用壓載泵外，一般壓載泵均安裝在機艙內。壓載泵的配置根據不同的船型有所不同。對小型船舶，壓載水量不多，一般不設單獨的的壓載泵，而由消防泵、總用泵、主機冷卻海水泵或其他適用的泵來兼用。中型船舶也可只設一臺壓載泵，但大型船舶均設兩臺壓載泵。同時由于這些泵的排量很大，要將艙內的水吸干是困難的，所以往往還配有掃艙泵。掃艙泵可以是活塞泵，也可以是噴射泵。兩者比較，后者簡單得多，施工方便、節約費用，所以目前被廣泛采用。下面圖3.2.7是

28、某船機艙壓載水管系統圖，采用兩臺壓載泵。其特點是平時使用時左、右壓載泵分別實施左、右舷壓載艙的注排水，且當一臺泵發生故障時，另一臺可以備用。這種型式既縮短了注排水時間，又降低了電動機單機功率，還提高了使用可靠性。該系統采用海水自海水總管和壓載艙內吸入，直接排至壓載艙或舷外的方式。當壓載艙內的水位降至低位，壓載泵抽吸困難時，可以用噴射器進行掃艙。至頂邊水艙的總管布置在甲板上方，且采用單總管形式。1#壓載水泵的吸入總管上還設有應急艙底水吸入口。該系統的大部分閥件均采用液壓遙控閥，可以在專門的控制室內操縱閥門的開閉。四、橫傾平衡系統 集裝箱船、火車渡船和特種船舶，在作業時應時時保持左右平衡。為此須設

29、置橫傾平衡水艙，左右對稱。該艙一般設在船舶的中部，但從接管考慮，最好盡可能靠近機艙。當船舶發生左傾時可以將水從左艙駁至或右艙，右傾時從右艙駁至左艙。可以設置專用的橫傾平衡水泵，也可以用機艙內的主冷卻海水泵或其他排量較大的水泵兼用。橫傾平衡系統的控制方式有：1. 四通閥控制系統 該系統用機艙內的泵，如主海水泵，作為橫傾平衡水泵，用一只四通閥控制水的流向。四通閥有幾種形式，一種是圓柱形的閥芯上下移動的四通閥；還一種是四通球閥，旋轉90º就可改變水流的流向，轉動到45º位置為停止位置。閥的控制一般為電動或氣動。如船上有適用的液壓源也可采用液動。圖3.2.8就是該系統的典型原理圖。

30、 圖3.2.8所示的四通閥位置就是橫傾水泵從右舷平衡水艙將水駁至左舷水艙的狀態。如果把閥轉動90度，則水流的方向相反。電動四通閥是由安裝在平衡水艙上的液位傳感器通過橫傾平衡控制箱來控制的。2. 4個遙控閥的控制系統本系統的實質是用4個遙控閥代替一只四通閥。四通閥外形比較大，價格貴。所以設計時可用4只普通的遙控蝶閥代替四通閥。圖3.2.9 中，當V1和V3打 開時，水從右艙駁至左艙；當 V2和V4打開時，水從左艙駁至右艙。3. 雙向泵控制系統本系統的水流方向控制是通過改變泵的轉向來實現的。因而需設置一臺雙向的水泵，一般為軸流泵。所以總的說來比上面所述兩種系統費用要貴一些。但很明顯，其管路極其簡單

31、。如有可能，該泵還可設置在兩個貨艙之間的空艙內，管路不必接到機艙。控制也最簡單，只要改變泵的轉向，即可改變水的流動方向。這種系統適用于中小型集裝箱船，泵的排量一般為300m³/h350m³/h，壓力為0.2MPa，管徑為200mm。見圖3.2.10。五、布置和安裝技術要求1. 壓載水管系布置和壓載艙吸口的數量，應使船舶在正常營運條件下的正浮或傾斜位置均能排除和注入各壓載艙的壓載水。2. 當壓載艙的長度超過35米時，一般應在艙的前后端均設置吸口。3. 壓載管系的布置必須避免舷外水或壓載艙內的水進入貨艙、機器處所或其他艙室。4. 壓載水管不得通過飲水艙、鍋爐水艙或滑油艙。如不可

32、避免，則在飲水艙、鍋爐水艙或滑油艙內的壓載管壁厚應符合各有關船級社的要求，并不應有可拆接頭。5. 壓載管系不應與干貨艙及機爐艙的艙底水管和油艙管系接通，但泵與閥箱之間的連接和泵的排出舷外管除外。 6. 根據CCS規定，干貨艙或油艙（包括深艙）可能用作壓載艙時，壓載管系應裝設盲板或其他隔離裝置。飲用水艙兼作壓載水艙時，為避免兩個系統相互溝通，也應符合這個要求。但4000DWT及以上的非油船和150總噸及以上的油船，不得在任何燃油艙內裝壓載水。7. 壓載水系統的水源管路必須直接從海水總管引出，在任何一管路的中間不能有止回裝置，也不應與任一無關管路連接。8. 壓載艙內的吸入管不允許有氣囊存在，以防止

33、吸入困難。9. 壓載水管穿越艏、艉防撞艙壁時，CCS規定：低于干舷甲板的防撞艙壁只允許通過一根管子，以處理艏、艉尖艙內的液體。而且該管子通過艙壁處必須設置一只能在干舷甲板（客船為艙壁甲板）以上操縱的截止閥。該閥閥體應直接安裝在艏尖艙內的艙壁上，但除客船外的船舶也可以裝在防撞艙壁后側，其條件是在一切營運情況下該閥應易于接近，其所在處所不是裝貨處所，且不必設置在干舷甲板以上進行控制的機構。該閥的材料一般為鑄鋼或青銅。10. 根據經驗，壓載水吸入口與艙底之間的間隙取值范圍為：對管子通徑在200mm以下的吸口，安裝間隙取20mm，對管子通徑在200mm以上的吸口取3050mm。11. 壓載水管路一般使

34、用滑動式膨脹接頭或彎管式膨脹接頭。應注意船級社規范對滑動式膨脹接頭的使用場合的限制。六、船舶壓載水的控制和管理為了防止排放船舶壓載水和沉淀物傳播有害水生物和病源體，國際海事組織IMO已在1997年批準了為減少有害生物和病源體傳播的船舶壓載水控制和管理導則。目前，作為一種限制通過壓載水傳播淡水或海岸水生物種的可行手段是在深海或公海更換壓載水。在海上更換壓載水的方法有兩種：1. 將壓載艙排空再注入新水排空式更換法。2. 對壓載艙用泵以新水同時注入和排出徑流式更換法。但在海上更換壓載水應考慮下列影響船舶安全的因素：1. 壓載艙超壓或負壓。2. 自由液面、液艙晃動載荷。3. 天氣狀況、海況。4. 完整

35、穩性。5. 船體結構強度。6. 船體振動。為達到上述要求，壓載水管系有可能改變“一艙一管一吸口”的方式，以使壓載水以徑流法更換。同時還要注意航行工況時的電力負荷，因壓載水泵將兩臺同時工作。第三節 消 防 系 統一、消防系統的用途和種類消防系統的用途是撲滅船上發生的火災。船上發生火災是十分危險的，它會給全船的生命財產帶來巨大的損失。為此，一發現火情，就必須能及時撲滅。船舶消防系統的設置是根據船舶的用途和動力裝置的種類決定的。一般均要求采用兩種以上的消防方式。A類機器處所或機器處所內具有高度著火危險的區域應設置水滅火系統和CO2滅火系統、壓力水霧滅火系統或高倍泡沫滅火系統中任選一種；散貨船的裝貨處

36、所應設置水滅火系統和CO2滅火系統；油船的貨油艙及其甲板區域應設置水滅火系統、甲板泡沫滅火系統和惰性氣體系統，泵艙內可設置CO2滅火系統或高倍泡沫滅火系統或壓力水霧滅火系統；液化氣船的液貨艙及其甲板區域應設置水滅火系統、壓力水霧滅火系統和干粉滅火系統，液化氣壓縮機室和液貨泵艙應設置水滅火系統和CO2滅火系統；化學品船的液貨艙及其甲板區域應設置水滅火系統和甲板泡沫滅火系統，液貨泵艙應設置水滅火系統和CO2滅火系統；所有貨船的上層建筑區域可僅設置水滅火系統。1. 水滅火系統水滅火的原理是降低燃燒的三個要素之一的燃燒溫度。水與燃燒物接觸時，蒸發成蒸汽，從而吸收大量的熱量，使燃燒物溫度降低以至熄滅。同

37、時，水蒸氣也有隔絕氧氣的作用。壓力大的水柱不僅能冷卻燃燒物的外部，而且能穿透它，使之不會發生再燃燒的現象。水滅火系統用來撲滅機艙、干貨艙、居住艙室和公共艙室內的火災；撲滅甲板、平臺、上層建筑等露天部分的火災和撲滅其他船和碼頭建筑物的火災。但水滅火系統不能撲滅油類的燃燒，因為油比水輕，油會在水的自由液面上蔓延，隨著在水的流動使火勢擴大。正在工作的電器設備艙室的滅火，也不宜用水，因為水能導電，可能導致短路。水滅火系統也可以用于沖洗甲板、艙室和灑水降溫。2. 二氧化碳滅火系統二氧化碳滅火的原理是在封閉的艙室內，比空氣重的二氧化碳氣體包圍著燃燒物，使其周圍形成不能維持燃燒的氣層，燃燒物在空氣供應不足的

38、情況下，自行熄滅。二氧化碳滅火系統主要用于干貨艙、燃油柜、貨油艙、柴油機的掃氣箱和消音器等處的滅火。二氧化碳滅火系統的主要優點是不僅能撲滅一般火災，而且能撲滅油類和電器設備的火災；同時對設備無損害，但是二氧化碳對人有致命的危險（若艙室中含有6%8%二氧化碳氣體的成分，人在內停留30分鐘以上者就有中毒的可能），因此在使用時要特別小心。3. 泡沫滅火系統泡沫滅火的原理就是在燃燒物上覆蓋一層一定厚度的二氧化碳泡沫，使燃燒物與空氣中的氧隔離而撲滅火災。泡沫滅火系統按取得的方法和它的成分，可分為化學和空氣-機械兩種。化學方法得到的泡沫是酸和堿反應的產物：2HCl+Na2O3NaCl+H2O+CO2，在此

39、種泡沫的空泡中藏有二氧化碳氣體。化學的泡沫滅火系統是在泡沫滅火站內，利用高壓水經過泡沫發生器或泡沫容器，將酸和堿（均用粉末）反應后的泡沫通過管路送到發生火災的艙室去滅火。空氣-機械的泡沫滅火系統，不需要專門的泡沫滅火站和泡沫發生器，泡沫就在管路末端的空氣-泡沫噴頭中產生，管路所輸送的是水與泡沫形成的混和物。用空氣-機械式形成的泡沫，耐久性比化學的泡沫差，用它作覆蓋物的泡沫層要厚一些，通常比化學泡沫厚一倍左右。泡沫滅火系統主要用于撲滅運油船、駁油船和干貨船的油類火災。4. 鹵化物滅火系統鹵化物滅火劑是一種對可燃氣體和電氣非常有效的滅火物體。這種滅火劑的分子中，含有一個和多個鹵族元素的原子，如氟、

40、氯和溴等。它能與燃燒產生的活性氫基結合，使燃燒的連鎖反應停止，所生成的化合物中，由于鹵族元素的存在，增加了化合物的惰性、穩定性、不燃性，所以成為有效的滅火劑。例如易燃氣體甲烷（CH4）和乙烷（CH3）等氫化合物中的氫原子，若被鹵族元素原子取代后而生成的化合物它的物理化學性質都發生了顯著的變化，如四氟化碳（CF4）是一種惰性、不燃和低毒和氣體；而四氯化碳（CCL4）是一種不可燃、易揮發的液體，具有很大的毒性。船舶滅火用的鹵化物滅火劑可以采用二氟一氯一溴甲烷（1211）或三氟一溴甲烷（1301）。鹵化物滅火劑的特點是高效、腐蝕性小、貯存壓力低、時間長、絕緣性能良好、使用安全方便和滅火后不留痕跡，它

41、對貨物和機械設備無損失。但四氯化碳（CCL4）具有較大的毒性。故盡管其滅火性能很好，在民船上幾乎沒有應用，僅用于軍船的滅火系統。5. 干粉滅火系統干粉滅火劑是一種粉狀混合物的滅火劑，它的主要基料是碳酸氫鈉、碳酸氫鉀、氯化鉀、尿素-碳酸氫鉀和磷酸-銨，再加入各種添加劑。干粉儲存在50度以下是穩定的，可允許短時間內達到66度。注意不要把不同的干粉混合，以防止產生危險的化學反應。使用時將粉末噴灑到著火處即可。干粉的滅火是由于以下幾個作用的綜合結果：窒息作用：干粉中的碳酸氫鈉被火加熱后釋放C02起窒息作用，同時干粉分解的磷酸-銨在燃燒物表面留下粘附的殘留物（偏磷酸）亦將燃燒物與氧氣隔絕。冷卻作用：干粉

42、受熱分解需吸熱，從而起到冷卻作用。輻射的遮隔作用：干粉云霧把燃料與火焰輻射的熱量遮隔。試驗證明這種遮隔作用相當重要。連續中斷反應：燃燒區中游離基團之間的相互反應是維護燃燒的必要因素，而干粉的撒入可中斷這些反應。研究揭示這種作用是干粉滅火的主要原因。干粉主要用于撲滅易燃液體表面火災。干粉不導電，所以也適于撲滅電氣設備火災。即可用于液化氣船的貨物區域和帶燃料庫的直升飛機平臺的滅火。6. 水霧滅火系統水霧滅火系統中的水霧是以專用的噴嘴將水噴成預定形狀和顆粒大小、預定速度和密度的水霧。自動噴水系統與水霧系統的原理是相同的，但噴頭不同。水霧的滅火也是由幾個作用綜合而成的：冷卻作用：水霧的蒸發，吸去大量熱

43、量，使燃燒物迅速降溫。水滴顆粒越小則越能迅速蒸發，滅火效果越好。但水滴也必須克服空氣阻力和一切氣流，到達燃燒點。所以水滴也不能太小，直徑在0.31mm較適宜。太大的水滴會使燃燒液體飛濺，增加燃燒危險，而且易下沉到液面以下使冷卻作用不大。窒息作用：利用水蒸氣在燃燒液面上全部覆蓋以隔絕空氣的補充。乳化作用：水對某些液體有乳化作用，某些化學品要求用水霧滅火。稀釋作用：對某些燃燒液體可進行稀釋而滅火。水霧除了起到滅火作用外，他還能起到燃燒控制和保護的作用。如材料的燃燒不易被水霧撲滅，如閃點低于水霧溫度的液體，可用水霧控制燃燒，限制火勢蔓延；水霧或噴淋形成的水幕在火災現場可保護暴露在火焰前的物體，如未燃

44、之部分艙室。可以保護消防船自身和避免救火員受輻射熱的灼傷。固定式壓力水霧滅火系統可用于機器處所，特種處所（如滾裝船的車輛甲板等）、油船的貨泵艙、液化氣船貨艙區、化學品船裝載某些危險化學品（二硫化碳、黃磷、白磷等）時。二、水滅火系統1. 水滅火系統布置原理水滅火系的布置形式是由它的用途、區域以及對船舶生存力的作用來決定。水滅火系統的布置形式按總管布置形式分為直線形和環形兩種。直線形總管適用于小型船舶或大型船舶的寬敞甲板上和機艙內，而環形總管適用于大型船舶或上層建筑區域。圖3.3.1所示的為水滅火系統環形總管布置圖。消防總管由機艙內的消防泵引至上甲板的上方（一般在貨艙區域）或第一層艙室甲板的下面，

45、隨后沿艙口圍或上層建筑組成環形總管。在總管上裝有若干截止閥，以增加其生命力。而位于艏艉兩端的艙室，則由環形總管接出支管來照看。 在客船和大型船舶上，為了提高系統的生命力，不僅要采用環形總管，而且還裝有橫向連通管，接通兩舷的總管，并在總管上裝若干截止閥，分成幾個小的環形管路，甚至在船舶中央縱向引出一直線總管，再分出若干支管。 環形總管的優點是能增強系統的生命力。當某一段環形總管發生故障時，則可以通過關閉附近的截止閥，切斷對該段管路的供水，而其他消防管路能繼續發揮作用。它要求總管上配有足夠的截止閥，因而閥件多、管路比較復雜，安裝的工作量也大。圖3.3.2所示的為水滅火系統直線形總管布置圖。機艙內設

46、有兩臺消防泵1（其中一臺可以為總用泵），機艙外設有一臺應急消防泵3，它們可分別從海水總管2和獨立的海水門及通海閥4吸入海水；經消防總管5通往機艙、甲板及上層建筑等處。在需要的地方開出支管，設置消防閥，以便在火災發生時與消防水管和水槍連接。其實，船舶上水消防系統的布置均采用混合布置的形式，即既有環形布置也有直線形布置。一般貨船的機艙或甲板上為直線形布置，而上層建筑為環形布置；客船采用環形布置。不管哪種布置，船上甲板的兩舷各設有一只國際通岸接頭6，在發生火災時，也可由其他船上或岸上的消防管通過消防水帶與本船的接岸裝置相。，供水作為滅火之用，或輸出消防水供其他船舶或岸上使用。 2. 設備及附件 消防

47、泵 每艘船均應按要求配置獨立驅動的消防泵，消防泵一般為離心泵或往復泵。衛生水泵、壓載泵、艙底泵或總用泵如符合消防泵的有關要求，均可兼作消防泵。對于6000總噸以上的貨船或油船，消防泵的壓力應確保在兩臺消防泵同時工作，經消防總管通過規定的水槍，從任何兩只相鄰的消火栓（消防閥）輸送確定的水量時，在所有消火栓上都應維持0.27MPa的壓力。消防泵的排量按規范要求計算，但貨船、油船的消防泵總排量不必超過180m³/h。任何船舶的每一臺消防泵的排量均不得小于25m³/h。但油船設有甲板泡沫滅火系統時，其由消防泵供的水量應另外加入。 應急消防泵 船舶均需設置一臺固定式獨立驅動的應急消防

48、泵。應急消防泵應有自吸能力，設有獨立的海底閥、海水箱。應急消防泵安裝在機艙外的安全處所，并盡可能設在輕載水線以下，若高于輕載水線，則泵應能有效地吸水。大型船舶還設有專門的應急消防泵室，且應與機艙相隔離。應急消防泵可以由柴油機、電動機或液壓驅動，常用為電動機。當應急狀態電流切斷時，能由應急電源供電。應急消防泵的排量應消防泵總排量的40%和25m³/h。應急消防泵的吸入海水閥的操縱應根據規范的要求延伸到一定的高度。 消火栓 消火栓的規格有DN40mm、DN50mm、DN65mm三種。一般居住艙室為DN40mm和DN50mm，外部空間或機艙處所為DN50mm和DN65mm。消火栓由截止閥、

49、內扣式接頭和保護蓋組成。消火栓的數量和位置，應至少能將2股不是由同一只消火栓射出的水柱，其中有1股僅使用一根消防水帶，射至人員經常到達的任何部分或裝貨處所。特種處所每股都只能用一根水帶就能達到。 消防水帶和水槍 消防水帶應由不易腐爛的材料組成，一般為帆布。并具有足夠的長度射出一股水柱至可能需要使用的任一處所。但最大長度應取得船級社的同意。例如CCS船級社沒有規定具體的長度，而ABS船級社要求23米、LR、DNV船級社要求18米、GL船級社要求20米，但機器處所和鍋爐艙應15米。每根水帶應配有一支水槍和必要的接頭，并一起放于消火栓附近的水龍帶箱內。對于客船，每只消火栓應至少備有一根消防水帶。所有

50、的水槍應為認可的設有關閉裝置的兩用型水槍（水霧和水柱）。標準水槍的口徑為12mm、16mm和19mm或盡可能與之相接近。水槍、水帶和消火栓的配合要求見表3.3.1。水槍的射程達12m時，對應的各種口徑水槍前端壓力見表3.3.2。表3.3.1 水槍、水帶和消火栓的配合 消火栓口徑/水帶直徑mm405065水槍口徑 mm1212161619表3.3.2 各種口徑水槍前端壓力水槍口徑d (mm)191612水槍前端的壓力P（kpa）108118127 國際通岸接頭 任何遠洋船舶均應備有國際通岸接頭，并能用于船舶的任何一舷。國際通岸接頭一端為符合圖3.3.3所示的平面法蘭，另一端為配合船上消火栓和消防

51、水帶的接口，并能承受1.0MPa的工作壓力。除了通岸接頭外，船上應將能承受1.0MPa壓力的任何材料（除石棉外）的墊片一只，以及長度為50mm，直徑為16mm的螺栓，螺母各4只和墊圈8只與接頭放在一起。 水滅火系統的布置安裝要求 水滅火系統的工作壓力一般為0.8MPa，靠近泵的附近必須裝有截止閥和安全閥。 水滅火系統管路在通過容易被碰壞的地方，應加以保護。在居住艙室、廁所及潮濕地方的管路 ，需作絕緣包扎，防止凝水及腐蝕。 消火栓均須涂以紅漆，管子墊片必須用耐火的材料（不燃材料）組成。 對于油船應在艉樓前端有保護的位置和油艙甲板上相隔不大于40米的消防總管上設置隔離閥，以便在失火或爆炸時能保持水

52、滅火系統的完整性。 對機艙處于舯部的船舶，消防總管上應設有截止閥。使艏、艉消防總管能分別供水或同時供水。 消防總管如敷設在上甲板上，則應考慮配有膨脹接頭，接頭的填料應能承受熱的影響。在管路適當位置上應設置放泄管路內殘水的閥。 消防泵為離心泵時其出口應設截止止回閥后并聯。 消防管應采用內外鍍鋅的鋼管，一般為無縫鋼管。不能使用鑄鐵等易損或不抗熱的材料。 在機器處所內設有1臺或數臺消防泵時，則應在機器處所之外易于到達的適當位置裝設隔離閥，使機器處所內的消防水管能與機器處所外的消防總管隔斷。消防總管應布置成當隔離閥關閉時，船上的所有消火栓（上述機器處所內的除外）能由置于該機器處所外的一臺消防泵通過不進

53、入該處所的管子供給消防水。但若不能安排管路布置在機器處所之外，允許一短段應急消防泵的吸入管和排出管穿入機器處所，并用堅固的鋼質罩殼覆蓋管子，以便維持總管的完整性。三、CO2滅火系統常溫下CO2是無色氣體，其密度是空氣的1.5倍，所以能下沉覆蓋在燃燒物的表面，隔絕火焰和空氣。由于隔絕空氣的時間較短，所以只能撲滅表面的火焰，CO2須配以水滅火以徹底撲滅火災。同時它也有一定的冷卻作用，特別適用于可燃性液體引起的火災。CO2滅火系統廣泛使用在各類船舶的機艙、鍋爐艙、貨艙、貨油泵艙等處。在發生火災的艙室里，若噴進艙室容積28.5%的CO2氣體，艙室中的氧氣能立即減少到15%以下，從而有效地控制火勢。 1

54、 CO2滅火系統原理圖3.3.4所示的為典型的CO2滅火系統原理圖。本系統在CO2室和消防控制站內各設置一只主控制箱，用于機艙失火時遙控操作，每只主控制箱均設有驅動氣瓶、施放報警裝置和兩路控制閥，其中一路控制閥用于將CO2從氣瓶中施放，另一路控制閥用于打開CO2施放至機艙的管路上的閥門。 系統的工作原理是當機艙失火時，可以在CO2室或消防控制站內打開主控制箱的門，此時施放報警裝置立即通過繼電器箱使機艙內的聲光報警發出報警，通知人員撤離。同時機艙風機關閉，必要時應通過設于消防控制室內的控制閥箱將所有燃油箱柜的出油閥關閉。在確認失火區域內所有人員均撤出后，關閉所有的透氣口、機艙門和艙蓋。然后依次打

55、開主控箱內控制閥和驅動氣瓶瓶頭閥，確認驅動氣體的壓力為2.0MPa，驅動氣體通過控制管路去打開至機艙施放管路上的氣動閥和CO2氣瓶上的瓶頭閥，CO2瓶內的氣體就經過高壓軟管和豎形止回閥進入總管內，使規定容量的CO2氣體噴入指定地點，達到滅火的目的。在至氣動閥的控制管路上還設有一只時間延遲繼電器，其作用是使機艙內的人員有一定的時間撤離；當貨艙內失火時，首先確認失火的是哪個貨艙。本系統設有兩臺風機和煙霧探測裝置，當風機通過設于貨艙內煙霧探頭和管路抽出空氣時，煙霧探測裝置就能測出空氣中煙霧的含量。煙霧達到一定含量時,煙霧探測裝置會發出報警并顯示發生火災的地點。因此根據煙霧探測裝置上的顯示就可確定失火

56、艙室。然后在CO2室內先打開相應的施放閥，從手柄上拉出安全插銷，手動推動與CO2氣瓶相連的氣缸上的拉桿，打開CO2氣瓶上的瓶頭閥，將CO2氣體施放到失火艙室。施放的CO2氣瓶的數量根據置于CO2室內指示牌進行。2. 主要設備和附件 二氧化碳站（室）二氧化碳站一般應設在上層建筑或開敞甲板上的單獨艙室內，并應位于安全和隨時可到達的地方，最好應能從開敞甲板進入。室內應保持干燥和良好的通風，出入口的門應為向外開啟，所有開口均為氣密。站室要有足夠的通道面積，以便操作、維護和檢驗，適當的通道寬度為500mm800mm。 室內應備有準確的衡量設備，以便船員能安全地檢查容器內的滅火劑數量。如稱重裝置或超聲波檢

57、測裝置。站室還應敷設隔熱層，使站室內溫度不超過船級社所規定的溫度。例如GL要求不超過45，CCS指明應考慮站室在營運中可能會遇到的最大溫度。站室還應符合下列要求：站室內只能用于存放CO2容器以及與系統有關的部件及設備；站室應有與駕駛室或控制站直接聯系的通訊設施；站室或控制站門的開啟鑰匙，應置于有玻璃面罩的盒子內，該盒子應設在門鎖附近明顯而易于接近的地點；站室內應設有清楚而永久性的示意圖，以表明與CO2的施放及分配直接有關容器、總管、支管和附件等的布置，并對系統的操作方法作簡要的說明。 二氧化碳鋼瓶用于高壓CO2系統（一般為15MPa）的CO2容器應為無縫鋼瓶，瓶的試驗壓力為24.5 MPa；國產的鋼瓶容積為40升和68升，進口鋼瓶為40升、65升和80升，鋼瓶的充裝率不應大于0