海洋科学毕业论文：海水在消防应用中的可行性研究.doc

1、 本科毕业论文 （ 20 届） 海水在消防应用中的可行性研究 所在学院 专业班级 海洋科学 学生姓名 学号 指导教师 职称 完成日期 年 月 - II - 目录 中文摘要 .错误 !未定义书签。 英文摘要 .错误 !未定义书签。 引言 .错误 !未定义书签。 1海水用作沿海、海岛地区消防供水的必要性 .错误 !未定义书签。 2海水用作消防供水的可行性 .错误 !未定义书签。 3海水用作消防供水存在的问题及解决方法 .错误 !未定义书签。 3.1 消防给水泵腐蚀严重 . 错误 !未定义书签。 3.2 给水泵、吸水 管易堵塞 . 错误 !未定义书签。 3.3 取水困难，取水设施不完善 . 错误 !

2、未定义书签。 3.4 海水消防体系管理不成熟 . 错误 !未定义书签。 4海水在消防工作中的主要应用 .错误 !未定义书签。 4.1 原油码头 . 错误 !未定义书签。 4.2 货运港口 . 错误 !未定义书签。 4.3 海运船舶 . 错误 !未定义书签。 4.4 海上采油平台 . 错误 !未定义书签。 4.5 冀东南堡油田人工岛海水消防 . 错误 !未定义书签。 4.6 海水作为沿海石化企业消防用水 . 错误 !未定义书签。 5海水消 防工艺技术研究 .错误 !未定义书签。 5.1 吸水口防泥沙堵塞 . 错误 !未定义书签。 5.2 吸水口防海生物附着 . 错误 !未定义书签。 5.3 海水

3、对各种材料的腐蚀 . 错误 !未定义书签。 5.3.1 海水对铸铁的腐蚀 . 错误 !未定义书签。 5.3.2 海水对碳钢的腐蚀 . 错误 !未定义书签。 5.3.3 海水对不锈钢的腐蚀 . 错误 !未定义书签。 5.3.4 海水对钢筋混凝土的腐蚀 . 错误 !未定义书签。 5.3.5 腐蚀防护措施 . 错误 !未定义书签。 5.4 海水消防泵站的设计思路 . 错误 !未定义书签。 - III - 5.4.1 海水泵出口管线设计 . 错误 !未定义书签。 6 展望 .错误 !未定义书签。 小结 .错误 !未定义书签。 参考文献 .错误 !未定义书签。 附译文 .错误 !未定义书签。 致谢 .

4、错误 !未定义书签。 5 I 摘要 消防作为水资源利用的重要环节，虽然滞后，但是政府和企业都愿意尝试，因为这能节约太多的淡水。至今未推广采用是由于技术不够和相对的成本过高，如若在技术上有所突破，降低成本，相信能很快推广。 本 论 文通过 实地考察及搜集资料，对于海水用作沿海、海岛地区消防供水的必要性，可行性进行研究探讨研究，提出海水用作消防供水存在的问题及解决方法，如消防给水泵腐蚀严重，给水泵、吸水管易堵塞，取水困难，取水设施不完善，海水消防体系管理不成熟。调查了现在海水在消防中和应用：原油码头，货运港口，海运船舶，海上采油平台，冀东南堡油田人工岛海水消防，海水作为沿海石化企业消防用水。海水消

5、防应用中最大的问题还是腐蚀，工艺折研究至关重要，本文对海水对各种材料的腐蚀也介绍的很全，如海水对碳钢的腐蚀，海水对铸铁的腐蚀，海水对不锈钢的腐蚀 ，海水对钢筋混凝土的腐蚀，及最后给出的腐蚀防护措施。防腐蚀在消防泵上显的尤其关键，本文提供了海水消防泵站的设计思路。 关键词 海水消防；消防泵； 海水腐蚀 II Abstract Fire as an important part of water use, although the lag, but the government and enterprises are willing to try, because it can save a lo

6、t of fresh water. Has yet to promote the adoption of technology is not enough due to the high cost and relative, should make a breakthrough in technology, lower costs, which will hopefully soon promotion. In this thesis, data collection through field visits and, for the water used for coastal and is

7、land areas the need for fire water supply, the feasibility study of proposed water supply for fire problems and solutions, such as fire to pump serious corrosion to the pump, suction tube easily blocked, water problems, inadequate water facilities, fire water system management immature. Investigatio

8、ns now in fire and water applications: oil terminal, shipping ports, shipping vessels, offshore oil platforms, artificial islands Jidong Oilfield fire water, water as a fire water coastal petrochemical enterprises. Fire water biggest problem is the application of corrosion process of folding is esse

9、ntial, the paper seawater corrosion of various materials are presented is very wide, such as sea water corrosion of carbon steel, seawater corrosion of cast iron, stainless steel seawater corrosion, seawater corrosion of reinforced concrete and corrosion protection is given. Corrosion of the fire pu

10、mp was particularly critical, the paper provides the fire water pump station design ideas. Key Words Fire water， Fire Pump, Seawater Corrosion 1 引言 消防工作需要消耗大量的水资源。对于水资源缺乏的沿海及海岛城市来说，利用海水作为消防供水可以缓解淡水紧缺带来的压力。对海水用于消防工作的必要性、可行性以及存在的问题和应对方法进行探讨，以其对于沿海及海岛的消防工作提供新的思路。 水是生命的基础。公认水参与人体的生理功能，水是人体内含量最多的成分，体液占人体

11、重 70左右， 这 是维持正常生理机能所必需 的 。只要失 去 15%的水，生命就会 有危险。在我们经由口所摄 取的饮食上，没有那种具有比水更重要的作用。根据生理学家的研究， 如果 人不吃东西， 估计 还 有 四个星期 可以活 ，甚至二个 多 月 ， 但 不喝水 ，在常温下最多 也就坚持 三天 ，更何况夏天，估计 连一天 都难以忍受 。人在困境中，只要有水生命就会维持较长时间；生病时若无法进食，需要补充的首先 也 是水。 海水中化学元素的含量差别 非常 大 ， 成分 也 是很复杂的 。 除氢和氧外，每升海水中含量在 1 毫克以上的元素有 Cl、 Na、 Mg、 S、 Ca、 K、 Br、 C、

12、 Sr、 B 和 F 11 种，一般称为 “主要元素 ”。每升海水中含量 不到 1 毫克的元素，叫 “微量元素 ”或 “痕量元素 ”。有时，后两类也通称微量元素。每升海水 拥用 100 毫克 以上 的元素称为常量元素。最主要的常量元素有氧、钠、镁、硫、钙、钾、溴 、碳、鳃、硼、氟 11 种，约占化学元素总含量的 99.8 99.9 。其他化学元素含量极少，其中，每升海水含有 1100 毫克的元素 。 称为微量元素。海水的常量元素之间的浓度比例几乎不变具有恒定性，这对于研究海水浓度具有重要意义 。 本文对于海水用作消防用时的取水、处理、防腐蚀问题进行系统讨论，找出存在的问题，提出解决的方法，为实

13、现海水在消防中的利用提供参考，也为海水资源利用提供新的思路。 2 1 海水用作沿海、海岛地区消防供水的必要性 据 资料 报道，我国有近 80 的城市由于工业生产发展、人口增长 和经济发展 ，都存在 不同程度的缺水问题。 消防 水源是防灭火工作中的重要 环节 之一。可利用的非市政给水有天然水体、 建筑 中水、工业 废水 处理后达标排放水等 。目前在消防中采用较多是天然水体，包括河流、湖泊、人工水库及海水等 。 对于沿海和海岛地区来说，陆地面积相对较少，植被也不好，集水面积不多，蓄水能力薄弱。因而自然淡水储存和供应的严重不足。中国是个缺水的地方，舟山又是一个缺水的城市，但是舟山的海水资源却是用之

14、不尽的。 要节约供水又要保证 消防 水源的可靠性，利用非市政给水作 消防 水源成为 目前消防工作考虑的热点之一 。 特别是消防水源问题，就更为突出。为缓解淡水资源不足、充分发挥得天独厚的沿海优势，开发利用海水替代部分谈水，是一项行之有效的可行的战略措施。2 海水用作消防供水的可行性 3 以海水作为消防水源，采用泵抽送的方式时，若是长时间把海水储存于管道内是不合适的；首先还是要考虑海水对管网材质的腐蚀是否严重。主要影响海水腐蚀材质的因素有：材料：现在常用的海水材质有：钢、镀锌钢、铝黄铜、铜镍合金、 70 30铜镍合金，这也是它们的耐蚀性能递增顺序。气蚀的影响：由于气泡的破裂使管壁，保护膜会遭到破

15、坏从而形成气蚀。硫酸盐还原菌腐蚀和有机物的沉积和海水污染，加速了腐蚀。管道结构。海水流动不稳定的位置最容易发生冲刷腐蚀，如分流处、汇流处、弯管处、管径变化处等。海水的流速。由于海水的流动使空气中的氧气扩散到金属表面的速度也相对加快，再加上冲刷作用会破坏金属表面的保护膜。随着海水流速的越来越快，水流就会出现紊流的状态，能充分供应管壁处的氧，导致腐蚀电流变大，腐蚀速度也会随着变大。海生物的影响。海生物的存在会使海水中 的氧量增加，海生物的活动还会放出二氧化碳或海生物分解析出硫化氢，这样会使海水酸化，也会导致海水腐蚀速度加快。现在的消防设备与管道大部分为金属材质，按照现在的规范，管网中平时应储存有一

16、定压力的水，则必须解决管道、设备的防腐问题；或者平时有足够的淡水充满管道，当火灾发生时，泵抽海水灭火。若不能满足这些条件，海水也就不可能作为消防水源了。从消防的实际意义上讲，凡是可用以扑救火灾的水体都可以作为消防水源。当然对消防水源的水质也是有相关规定的：一般消防供水对水质并没有什么特殊要求。天然水源包括江、河、湖、海均可，工 业后经过处理的给水或城市水厂的水也可作为消防供水。因此，消防规范中有明确规定：消防供水可以由天然水源、给水管网或消防水池提高。在消防工作的实际操作中由于需要借助一定的设施，消防供水若采用天然水源，要考虑消防水带、消防水枪和消防泵对水质的要求。例如不要使用水质较差的，这样

17、会产生锈蚀使得泵轴灵活性变差，受污染严重的海水和天然水源容易腐蚀消防管道等等。因此，天然水源用于消火栓系统的是要满足有关指标和一定的条件的。表 1中列出了城市污水再生利用城市杂供水水质中规定的用于城镇消火栓系统的水质要求以及平均大洋海水的水 质范围。 表 1 城 镇消火栓系统的水质要求及平均大洋水水质 参数 城镇消火栓系统的水质要求 平均大洋海水水质条件 pH 6 9 7.9 8.2 色度 /倍 30 20 LAS/mg L-1 1 0.02 氨氮 /mg L-1 10 0.5 DOmg L-1 1 3 4 BOD5/mg L-1 15 5 TSS/mg L-1 1500 150 由表 1 可

18、以看出，一般海水的水质主要的各项指标都是符合城镇消火栓系统的基本水质要求，这说明将海水用作消防供水是可行的。对于沿海及海岛地区来说 ，海水作为消防系统的水源，最大的优点是水源充足，若是能加以利用能很好节约淡水资源。除此之外，海水水源稳定，水温适宜，耗能低，受季节影响小也是它的优势。若能克服海水用作消防供水时产生的一些问题，将大大推进海水在消防中应用的进度。 5 3 海水用作消防供水存在的问题及解决方法 在中国 ， 海水作为消防水源 ,除了在海洋平台上应用较多外 ， 在沿海城市的市政消防和石油系统的油库消防中也有应用。深圳和厦门都有利用海水作为市政消防水源的工程实例 ,茂名石化、大连石化的油库也

19、有用海水作为消防水源的案例 。 在国 外 ， 日本的沿海城市也在积极应用海水作为消防水源。海水 作为消防系统的水源 ,其最大的优点是取之不尽。同时也有以下几点问题亟待解决。 (1) 给水泵吸水管容易堵塞。每当海水涨潮退潮时 ,海浪会夹带着海沙和海藻等进入消防泵吸水管 ， 吸水管被堵塞或被深埋 ， 清理工作量大 ， 维护费用也很高。所以设计消防系统不但要安全稳定，也要考虑经济性。 (2) 海水较浅区域的取水问题。海边水位会随着时间、季节而不断变化，这使得海水泵吸水口的位置设置有了困难。吸水管若是离海岸近了，当潮退或冬天时由于水位较低而难以吸水 ， 大量的泥沙随着海水 冲进吸水管造成堵塞 ;吸水管

20、若距离海岸远了 ，那么 施工、维护困难都会增加 ，随之 成本费用便会提高 ， 而且海水泵容易产生汽蚀现象，系统将无法正常使用。 (3) 海水带来的腐蚀问题。这也是最大的问题。海水对消防泵、管线及阀门都有很强的腐蚀作用 。 3.1 消防给水泵腐蚀严重 对 于消防工作来说，由于供水量大，为了减轻腐蚀而对海水进行处理是一种不经济的。所以海水消防的防腐蚀工作重点就该集中在对消防设施和设备的改进上。 采用淡水冲洗的方法并不能很好的改善腐蚀情况。主要因为 海水中富含 MgCl2、 CaCl2，此类物质在水解过程中生成 HCl， 形成很强的酸性环境，对消防泵、管线以及阀门等消防系统的设备产生腐蚀作用。防腐蚀工作一般分为改变防护对象和改变腐蚀环境两个方面。 海水环境中金属防腐蚀技术的发展与防腐蚀材料的开发给海水消防带来了新的希望。例如电化学保护、合金处理以及刷涂防护材料等都能够大大延长消防设备的使用寿命。