一种集装箱船甲板堆箱区域消防安全系统及消防灭火方法与流程

1.本发明涉及船舶建造技术领域，尤其涉及一种集装箱船甲板堆箱区域消防安全系统及消防灭火方法。


背景技术：

2.集装箱船用来装载标准规格的集装箱，装载货物多，装载密度大。尤其近年来，集装箱船的尺度不断加大，超大型集装箱船货舱内和甲板上运载集装箱的数量呈指数级增长。装载货物多，装载密度大，装载高度也是越来越高的这种特有的装载情况就造成货物堆装区域通道狭小，人员操作不便，给集装箱船上消防安全带来一定的困难，且以当前运输的货量来看，集装箱火灾对于船员、货物和船舶的安全而言都构成了重大风险。如果船上货物发生火灾，产生的危害也就非常巨大。近几年，世界上排名前几位的几家大的集装箱船航运公司均出现货物发生火灾，来不及及时扑灭火灾从而造成巨大货损及经济损失的事故。
3.目前集装箱船甲板堆箱区域的常规消防系统配置是根据solas(海上人命安全公约)要求设计的消防水龙头(每只排量约25m3/h)，四只便携式消防水炮(每只排量约60m3/h)和一只便携式带穿刺功能的消防水枪。若发生火灾，均需要船员到火灾现场附近通过消防软管连接消防水后使用这几种消防工具灭火，且这几种消防工具的排量均较小,专利号cn111714810a公开了一种船舶消防系统，该消防系统用于对故障蓄电池进行消防控制，同时切除故障蓄电池，以解决故障蓄电池的火灾问题，从而提高船舶的动力安全和船舶安全。
4.为了能及时发现集装箱船上货物区域的火灾发生、延缓火势蔓延、在更短的时间里及时扑灭火灾，需要在集装箱船上配置新的系统来满足集装箱船自身要求并降低火灾风险。


技术实现要素：

5.为了克服上述现有技术的不足，本发明提供一种集装箱船甲板堆箱区域消防安全系统及消防灭火方法，本发明的消防安全系统及方法通过摄像头实时监测，降低火灾风险，及时发现甲板堆箱区域的火情，使用大排量的固定式水炮能在更短的时间里及时延缓火势蔓延和扑灭火灾，降低因火灾造成的损失。
6.为了达到上述目的，本发明采用的技术方案是：
7.一种集装箱船甲板堆箱区域消防安全系统，该消防安全系统包括烟囱部位消防模块、起居住所部位消防模块、海水供给模块和消防控制模块；所述烟囱部位消防模块和起居住所部位消防模块分别与海水供给模块连接，所述烟囱部位消防模块安装在船舶烟囱部位，所述起居住所部位消防模块安装在船舶起居住所部位，所述烟囱部位消防模块、起居住所部位消防模块、海水供给模块分别与消防控制模块连接；所述烟囱部位消防模块包括摄像头、固定式水炮、增压泵、观察保护棚、遥控阀、压力传感器、止回阀和消防管；所述烟囱部位消防模块中的摄像头安装在船舶烟囱顶部四角侧面上；所述烟囱部位消防模块中的固定式水炮安装在船舶烟囱顶部四角端面处；所述烟囱部位消防模块中的观察保护棚安装在每
个固定式水炮所在端面上；所述烟囱部位消防模块中的第一消防管一端分别与压载主管连接，所述第一消防管另一端分别与两个增压泵连接；两个增压泵出口分别连接到第二消防管同一端，所述烟囱部位消防模块中的第二消防管另一端分别与固定式水炮连接；在每个增压泵的进口和出口处分别安装压力传感器，在每个增压泵进口处安装遥控阀，在每个增压泵出口处安装止回阀和遥控阀，所述烟囱部位消防模块和起居住所部位消防模块中的增压泵分别安装在烟囱和起居处所所在位置的船舶主甲板处，在每个固定式水炮进口处安装压力传感器和遥控阀；所述起居住所部位消防模块和烟囱部位消防模块结构相同；所述海水供给系统包括压载泵、遥控阀、压力传感器、止回阀、压载主管和海水总管，所述压载泵共有两个，所述压载泵安装在船舶机舱底层处，每个压载泵分别与每个压载主管连接，所述压载主管共有两根，所述压载主管通过海水总管连接，所述压载主管安装在船舶底层甲板上，在每个压载泵的进口和出口处分别安装压力传感器，在每个压载泵进口处安装遥控阀，在每个压载泵出口处安装止回阀和遥控阀；所述消防控制系统包括消防安全系统监控箱；所述消防安全系统监控箱分别安装在船舶驾驶室和消防控制站。
8.上述摄像头的监测信号输送到所述消防安全系统监控箱，所述摄像头具有红外热成像功能，所述摄像头在白天和晚上均能监测甲板堆箱区域。
9.上述烟囱部位消防模块、起居住所部位消防模块和海水供给模块中安装的压力传感器＝的监测信号输送到甲板堆箱区域消防安全系统监控箱，所述烟囱部位消防模块、起居住所部位消防模块和海水供给模块中安装的遥控阀均通过消防安全系统监控箱控制。
10.上述固定式水炮通过甲板堆箱区域消防安全系统监控箱远程遥控控制，当固定式水炮远程控制功能出现故障时，可通过手动操作控制固定式水炮喷射海水覆盖到着火的甲板堆箱区域，所述固定式水炮水平可旋转360
°
，上下方向可抬起至 75
°
或下低至-55
°
，所述固定式水炮将海水喷射覆盖到其保护的集装箱船甲板堆箱区域，排量可达200～250m3/h，射程可达110～120米。
11.上述观察保护棚为一侧面无盖的长方体空箱形状，所述观察保护棚一侧面中部上布置有玻璃观察窗，所述观察保护棚带有玻璃观察窗的侧面朝向甲板堆箱区域方向，每个固定式水炮旁安装观察保护棚。
12.上述海水供给模块中每个压载泵的排量可供给2个增压泵正常工作和4个固定式水炮正常工作；烟囱部位消防模块和起居处部位消防模块中分别有两个增压泵，所述增压泵以并联的方式安装在烟囱部位消防模块和起居处部位消防模块中，每台增压泵的排量可供给2台固定式水炮正常工作。
13.一种集装箱船甲板堆箱区域的消防灭火方法，包括如下步骤：
14.第一步，将集装箱船甲板堆箱区域消防安全系统安装在集装箱船上，该消防安全系统包括烟囱部位消防模块、起居住所部位消防模块、海水供给模块和消防控制模块；所述烟囱部位消防模块和起居住所部位消防模块分别与海水供给模块连接，所述烟囱部位消防模块安装在船舶烟囱部位；所述起居住所部位消防模块安装在船舶起居住所部位，所述烟囱部位消防模块、起居住所部位消防模块、海水供给模块分别与消防控制模块连接；所述海水供给模块安装在船舶底层甲板处；所述消防控制模块包括消防安全系统监控箱；所述消防安全系统监控箱分别安装在船舶驾驶室和消防控制站；
15.第二步，在驾驶室或消防控制站中，通过消防安全系统监控箱监测火情信号由摄
像头采集到的集装箱船甲板堆箱区域火情监测信号；
16.第三步，当在驾驶室或消防控制站中通过消防安全系统监控箱监测到有火情时，通过在驾驶室或消防控制站的消防安全系统监控箱遥控开启压载泵处的遥控阀，启动压载泵从海水总管抽取海水到压载主管中；若是烟囱后甲板堆箱区域有火情，开启烟囱主甲板处增压泵和烟囱顶部的固定式水炮；若是起居处所前甲板堆箱区域有火情，开启起居处所主甲板处增压泵和起居处所顶部的固定式水炮；若是烟囱和起居处所之间甲板堆箱区域有火情，可开启烟囱主甲板处增压泵和烟囱顶部的固定式水炮或开启起居处所主甲板处增压泵和起居处所顶部的固定式水炮，也可同时开启烟囱主甲板处增压泵及烟囱顶部的固定式水炮和起居处所主甲板处增压泵和起居处所顶部的固定式水炮；
17.第四步，根据火情分布情况在驾驶室或消防控制站通过甲板堆箱区域消防安全系统监控箱遥控旋转固定式水炮角度和倾角以便高效喷射海水覆盖到着火的甲板堆箱区域；
18.第五步，当通过甲板堆箱区域消防安全系统监控箱遥控固定式水炮的遥控功能出现故障时，根据火情出现区域，固定式水炮操作人员到达烟囱顶部和起居处所的顶部手动操作旋转固定式水炮角度和倾角喷射海水覆盖到着火的甲板堆箱区域。调整好固定式水炮角度和倾角后，固定式水炮操作人员可躲藏在观察保护棚内通过观察窗观察着火的甲板堆箱区域火灾情况，调整固定式水炮方向及时灭火；
19.第六步，当甲板堆箱区域灭火结束后，通过消防安全系统监控箱遥控关闭压载泵、增压泵和固定式水炮，完成甲板堆箱区域灭火。
20.上述第三步中的固定式水炮、压载泵和增压泵均通过固定式水炮、压载泵和增压泵处分别安装的遥控阀控制，所述遥控阀通过甲板堆箱区域消防安全系统监控箱远程遥控控制。
21.上述第三步中的增压泵和固定式水炮开启的数量根据火情大小和分布情况选择开启数量，同时通过压载泵进出口压力传感器信号监测压载泵的工作状况，通过增压泵进出口压力传感器信号监测增压泵的工作状况，通过固定式水炮的进口压力传感器信号监测固定式水炮的工作状况。
22.上述第三步中的压载泵将海水从海底门通过海水总管输送到压载主管，再通过消防管和增压泵送到船舶主甲板高度，所述增压泵将海水二次增压后送到固定式水炮的进口处。
23.基于上述方案，本发明的系统和方法经过实践取得了如下积极有益效果：
24.1.本发明通过在驾驶室和消防控制站安装甲板堆箱区域消防安全系统监控箱，在驾驶室和消防控制站及时发现和监测甲板堆箱区域的火灾发生及蔓延情况，通过甲板堆箱区域消防安全系统监控箱遥控操作烟囱部位消防系统、起居住所部位消防系统和海水供给系统，及时喷射足够水量的消防海水水覆盖到着火区域，延缓火势蔓延，在更短的时间里及时扑灭火灾。
25.2.本发明通过集装箱船甲板堆箱区域消防安全系统将用于消防使用的固定式水炮安装在烟囱以及起居住所顶部区域避开了集装箱船因装载货物多、装载密度大以及装载高度高的这种特有的装载情况所造成的货物堆装区域通道狭小，人员操作不便等消防安全困难。
26.3.本发明通过在每个固定式水炮附近安装观察保护棚，可在手动操作固定式水炮
时，方便操作人员观察火情发生区域同时调整固定式水炮喷射角度，保护操作人员的安全，提高操作安全性。
27.4.本发明作为solas(海上人命安全公约)规范规则要求的消防措施的补充，进一步加强了船上船员和货物的安全，降低了集装箱船火灾货损所造成的经济损失的风险。
附图说明
28.图1是本发明一种集装箱船甲板堆箱区域消防安全系统中的集装箱船甲板堆箱区域消防安全系统布置主视图。
29.图2是本发明一种集装箱船甲板堆箱区域消防安全系统中的集装箱船甲板堆箱区域消防安全系统布置俯视图。
30.图3是是本发明一种集装箱船甲板堆箱区域消防安全系统中的集装箱船甲板堆箱区域消防安全系统图。
31.图4是是本发明一种集装箱船甲板堆箱区域消防安全系统中的集装箱船甲板堆箱区域消防安全系统电气控制示意图。
32.图5是本发明一种集装箱船甲板堆箱区域消防安全系统中的观察保护棚结构示意图。
33.图中标注的含义为：
34.1.集装箱船；2.烟囱；3.起居处所；4.摄像头；5.固定式水炮；6.压载泵；7.增压泵；8.观察保护棚；9.遥控阀；10.压力传感器；11.止回阀；12.压载主管；13.消防管；14.消防安全系统监控箱；15.甲板堆箱区域；16.观察窗；17.海水总管。
具体实施方式
35.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面通过附图中示出的具体实例来描述本发明。但是应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。下面通过具体的实施例并结合附图对本技术做进一步的详细描述。
36.在本技术的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“第一”、“第二”仅用于描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性；除非另有规定或说明，术语“多个”是指两个或两个以上；术语“连接”、“固定”等均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
37.如图2和图3所示，一种集装箱船甲板堆箱区域消防安全系统，该消防安全系统包括烟囱部位消防模块、起居住所部位消防模块、海水供给模块和消防控制模块；所述烟囱部位消防模块和起居住所部位消防模块分别与海水供给模块连接，所述烟囱部位消防模块安装在船舶烟囱2部位，所述起居住所部位消防模块安装在船舶起居住所3部位，所述烟囱部位消防模块、起居住所部位消防模块、海水供给模块分别与消防控制模块连接；所述烟囱部位消防模块包括摄像头4、固定式水炮5、增压泵7、观察保护棚8、遥控阀9、压力传感器10、止回阀11和消防管13；所述烟囱部位消防模块中的摄像头4安装在船舶烟囱2顶部四角侧面上；所述烟囱部位消防模块中的固定式水炮5安装在船舶烟囱2顶部四角端面处；所述烟囱
部位消防模块中的观察保护棚8安装在每个固定式水炮5所在端面上；所述烟囱部位消防模块中的第一消防管131一端分别与压载主管12连接，所述第一消防管131另一端分别与两个增压泵7连接；两个增压泵7出口分别连接到第二消防管132同一端，所述烟囱部位消防模块中的第二消防管132另一端分别与固定式水炮5连接；在每个增压泵7的进口和出口处分别安装压力传感器10，在每个增压泵7进口处安装遥控阀9，在每个增压泵7出口处安装止回阀11和遥控阀9，所述烟囱部位消防模块和起居住所部位消防模块中的增压泵7分别安装在烟囱和起居处所所在位置的船舶主甲板处，在每个固定式水炮5进口处安装压力传感器10和遥控阀9；所述起居住所部位消防模块和烟囱部位消防模块结构相同；所述海水供给系统包括压载泵6、遥控阀9、压力传感器10、止回阀11、压载主管12和海水总管17，所述压载泵6共有两个，所述压载泵6安装在船舶机舱底层处，每个压载泵6分别与每个压载主管12连接，所述压载主管12共有两根，所述压载主管12通过海水总管17连接，所述压载主管12安装在船舶底层甲板上，在每个压载泵6的进口和出口处分别安装压力传感器10，在每个压载泵6进口处安装遥控阀9，在每个压载泵6出口处安装止回阀11和遥控阀9；所述消防控制系统包括消防安全系统监控箱14；所述消防安全系统监控箱14分别安装在船舶驾驶室和消防控制站。
38.上述摄像头4的监测信号输送到所述消防安全系统监控箱14，所述摄像头4具有红外热成像功能，所述摄像头4在白天和晚上均能监测甲板堆箱区域15，摄像头4如图1所示，所述烟囱部位消防模块和起居处部位消防模块中的摄像头4用以监测烟囱2后甲板堆箱区域15、烟囱2和起居处3所之间甲板堆箱区域15和起居处所3前甲板堆箱区域15是否有火情。
39.上述烟囱部位消防模块、起居住所部位消防模块和海水供给模块中安装的压力传感器10的监测信号输送到甲板堆箱区域消防安全系统监控箱14，所述烟囱部位消防模块、起居住所部位消防模块和海水供给模块中安装的遥控阀9均通过甲板堆箱区域消防安全系统监控箱14控制，压力传感器10和遥控阀9如图3所示，压力传感器10用于监测压载泵6、增压泵7和固定式水炮5是否正常工作，遥控阀9用于实现通过甲板堆箱区域消防安全系统监控箱14控制压载泵6、增压泵7和固定式水炮5的开启与关闭，提高消防系统工作效率。
40.上述固定式水炮5通过甲板堆箱区域消防安全系统监控箱14远程遥控控制，当固定式水炮5远程控制功能出现故障时，可通过手动操作控制固定式水炮5喷射海水覆盖到着火的甲板堆箱区域，所述固定式水炮5水平可旋转360
°
，上下方向可抬起至 75
°
或下低至-55
°
，所述固定式水炮5将海水喷射覆盖到其保护的集装箱船甲板堆箱区域15，排量可达200～250m3/h，射程可达110～120米，固定式水炮5如图3所示，固定式水炮5可通过调整喷射角度准确喷射海水到发生火情的甲板堆箱区域，提高灭火的效率和准确度。
41.上述观察保护棚8为一侧面无盖的长方体空箱形状，所述观察保护棚8一侧面中部上布置有玻璃观察窗16，所述观察保护棚8带有玻璃观察窗16的侧面朝向甲板堆箱区域方向，每个固定式水炮5旁安装观察保护棚8，观察保护棚8如图5所示，观察保护棚8有遮挡火焰和烟尘的作用，方便操作人员观察甲板堆箱区域火情。
42.上述海水供给模块中每个压载泵6的排量可供给2个增压泵7正常工作和4个固定式水炮5正常工作；烟囱部位消防模块和起居处部位消防模块中分别有两个增压泵7，所述增压泵7以并联的方式安装在烟囱部位消防模块和起居处部位消防模块中，每台增压泵7的排量可供给2台固定式水炮5正常工作，增压泵7如图3中所示，烟囱部位消防模块和起居处
部位消防模块均有两个并联的增压泵7，降低了消防系统故障率。
43.一种集装箱船甲板堆箱区域的消防灭火方法，包括如下步骤：
44.第一步，将集装箱船甲板堆箱区域消防安全系统安装在集装箱船上，该消防安全系统包括烟囱部位消防模块、起居住所部位消防模块、海水供给模块和消防控制模块；所述烟囱部位消防模块和起居住所部位消防模块分别与海水供给模块连接，所述烟囱部位消防模块安装在船舶烟囱2部位；所述起居住所部位消防模块安装在船舶起居住所3部位，所述烟囱部位消防模块、起居住所部位消防模块、海水供给模块分别与消防控制模块连接；所述海水供给模块安装在船舶底层甲板处；所述消防控制模块包括消防安全系统监控箱14；所述消防安全系统监控箱14分别安装在船舶驾驶室和消防控制站；
45.第二步，在驾驶室或消防控制站中，通过消防安全系统监控箱14监测火情信号由摄像头采集到的集装箱船甲板堆箱区域15火情监测信号；
46.第三步，当在驾驶室或消防控制站中通过消防安全系统监控箱15监测到有火情时，通过在驾驶室或消防控制站的消防安全系统监控箱14遥控开启压载泵6处的遥控阀9，启动压载泵6从海水总管17抽取海水到压载主管12中；若是烟囱2后甲板堆箱区域15有火情，开启烟囱2主甲板处增压泵7和烟囱2顶部的固定式水炮5；若是起居处所3前甲板堆箱区域15有火情，开启起居处所3主甲板处增压泵7和起居处所3顶部的固定式水炮5；若是烟囱2和起居处所3之间甲板堆箱区域15有火情，可开启烟囱2主甲板处增压泵7和烟囱2顶部的固定式水炮5或开启起居处所3主甲板处增压泵7和起居处所3顶部的固定式水炮5，也可同时开启烟囱2主甲板处增压泵7及烟囱2顶部的固定式水炮5和起居处所3主甲板处增压泵7和起居处所3顶部的固定式水炮5；
47.第四步，根据火情分布情况在驾驶室或消防控制站通过甲板堆箱区域消防安全系统监控箱14遥控旋转固定式水炮5角度和倾角以便高效喷射海水覆盖到着火的甲板堆箱区域15；
48.第五步，当通过消防安全系统监控箱14遥控固定式水炮5的遥控功能出现故障时，根据火情出现区域，固定式水炮5操作人员到达烟囱2顶部和起居处所3的顶部手动操作旋转固定式水炮5角度和倾角喷射海水覆盖到着火的甲板堆箱区域15，调整好固定式水炮5角度和倾角后，固定式水炮5操作人员可躲藏在观察保护棚8内通过观察窗16观察着火的甲板堆箱区域15火灾情况，调整固定式水炮5方向及时灭火；
49.第六步，当甲板堆箱区域15灭火结束后，通过消防安全系统监控箱14遥控关闭压载泵6、增压泵7和固定式水炮5，完成甲板堆箱区域15灭火。
50.上述第三步中的固定式水炮5、压载泵6和增压泵7均通过固定式水炮5、压载泵6和增压泵7处分别安装的遥控阀9控制，所述遥控阀9通过消防安全系统监控箱14远程遥控控制。
51.上述第三步中的增压泵7和固定式水炮5开启的数量根据火情大小和分布情况选择开启数量，同时通过压载泵6进出口压力传感器10信号监测压载泵6的工作状况，通过增压泵7进出口压力传感器信号10监测增压泵7的工作状况，通过固定式水炮5的进口压力传感器10信号监测固定式水炮5的工作状况，所述压力传感器信号10的检测信号输送到消防安全系统监控箱14进行监测压载泵6、增压泵7和固定式水炮5是否正常工作。
52.上述第三步中的压载泵6将海水从海底门通过海水总管17输送到压载主管12，再
通过消防管13和增压泵7送到船舶主甲板高度，所述增压泵7将海水二次增压后送到固定式水炮5的进口处。
53.最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解；依然可以对发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。