1、 1 毕业设计文献综述 海洋科学 海水在消防中应用的国内外趋势 摘要 本 论文通过 实地考察及搜集资料，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。 关键词 海水；消防 Application of water in domestic and international trends in fire Raymond East China Abstract In this thesis, data collection through field visits and, for the
2、 water when the water used for fire fighting, handling, anti-corrosion system to discuss issues, identify problems, propose solutions, to implement the use of water in the fire in the reference, water use for the sea to provide new ideas. Key Words water; Fire 2 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
3、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
4、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。 1. 海水消防在国内外的应用趋势 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
5、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。 冀东南堡油田位于河北省唐山市滦南县、唐海县和乐亭县境内的 0 5 m浅水海域 ,。由于人工岛距陆地较远 ,若采用清水
6、作为消防水源 ,就要建设陆上终端至人工岛海底管道，不但工程量巨大，投资也是很高的。所有费用加上敷设海底管道费用 1. 2亿元 ,建设总投资巨大。不论政府还 是企业都不愿意花那么多的成本。主要是利用 5个人工岛进行3 开发 ,目前已建成 3 个人工岛 ,分别为 NP1 1D、 NP1 2D和 NP1 3D。随着人工岛开发越来越快，岛上罐区、油气处理区的消防水配套设施的需求也越来越大，导致消防水源的选用成为重要难题。海水作为消防水源也是有其优势的，比如就近取水，不需要敷设海底管道，工程量比较小，所以重点只要放在吸水口的设置、消防泵和消防管网的防腐上。虽然采用海水作为消防水源其消防泵和消防管网的维护
7、费用比采用清水高，但综合比较，采用海水的维护费用还是比采用清水低，而且还能节约淡水资源 。不过采用海水的技术难度是要大大高于清水的。在维护方面：由于海底情况的复杂性和不可预见性，一旦海底管道出现问题，维护费用高且不好维修，难度相当大。 码头一般就近利用海水完成消防任务。采取自取水固定式海水消防系统的方案，就是在工作台前方建造海水消防泵房。由消防泡沫泵房和海水消防泵房合建的海水泵站分别把它们混合到液管道，然后送至装油码头及与油箱配套的消防喷洒环形水池、消防栓防拴。水炮射程可覆盖船舶全船范围，泡沫炮射程可覆盖船泊油舱范围， 通过安装在工作平台的控制设施， 消防人员可操纵消防炮迅速、准确地向起火点发
8、 射泡沫， 以及向起火点喷射冷却水。这是因为原油码头消防供水设计用量大、压力高， 炼油厂的消防系统不便于直接提供满足要求消防供水。 我国有些采油平台的钻采装置上都己配备了消防设备，若是在涨潮情况下是可以满足海上设施消防的要求的，但是在退潮的时候，由于没有海水补给，消防设备失去了灭火水源。如果此时发生灾害，就很难保证消防灭火的用水供给。因此需要在装置附近设置储水设施，以备灭火之用。建议可采用可移动驳船、沉箱等设施作为贮水设备。驳船在平时搁浅，它的尾部设动力装置，在驳船达到吃水深度时，可浮起并自航。可用管道直接连 接至平台，以备灭火时的供水之需 。沉箱贮水就是用拖轮把水拖运至现场。不过应预先在沉放
9、地点铺设 0.5 m厚的碎石层。然后打开沉箱的进水孔，沉箱便会灌水下沉。当沉箱定位后，关闭进水孔，这样沉箱的就位便完成了。为以防泥沙等杂质进到贮水舱，贮水舱在灌满水后就马上密闭。待发生火灾时，将沉箱提起，其贮存的海水可以用于应急灭火。 冀东南堡油田位于河北省唐山市滦南县、唐海县和乐亭县境内的 0 5 m浅水海域 ,。由于人工岛距陆地较远 ,若采用清水作为消防水源 ,就要建设陆上终端至人工岛海底管道，不但工程量巨大，投资也是很高的。所有 费用加上敷设海底管道费用 1. 2亿元 ,建设总投资巨大。不论政府还是企业都不愿意花那么多的成本。主要是利用 5个人工岛进行开发 ,目前已建成 3 个人工岛 ,
10、分别为 NP1 1D、 NP1 2D和 NP1 3D。随着人工岛开发越来越快，岛上罐区、油气处理区的消防水配套设施的需求也越来越大，导致消防水源的选用4 成为重要难题。海水作为消防水源也是有其优势的，比如就近取水，不需要敷设海底管道，工程量比较小，所以重点只要放在吸水口的设置、消防泵和消防管网的防腐上。虽然采用海水作为消防水源其消防泵和消防管网的维护费用比采用清水高，但综 合比较，采用海水的维护费用还是比采用清水低，而且还能节约淡水资源。不过采用海水的技术难度是要大大高于清水的。在维护方面：由于海底情况的复杂性和不可预见性，一旦海底管道出现问题，维护费用高且不好维修，难度相当大。 中国石化一些
11、企业位于沿海地区，消防水源也是一个要解决的难题。沿海石化企业的海水是取之不尽、用之不竭的。而淡水资源确稀缺，可以就地取材利用海水作为消防水，在增加消防用水的情况下。再说现在的石化企业也要求节能减排，用海水消防主要还可以节约成本和淡水资源。无论是从形势上还是从经济上来看，采用海水作为消防用水，都是有很重大的意义的。海水还有它很多的优势，海水传热快、导热性好等。然而，现在淡水作为消防水源还是大多数的石化企业和油库的主流，即使有的消防水是海水，也是由于紧急情况才使用的，所以想要让海水能够完全作为消防水，仍需要在研究工作上做些努力。 2.存在的问题 腐蚀问题：对 于消防工作来说，由于供水量大，为了减轻
12、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。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。在实际工作中要结合当地实际情况及社会经济效益选择适宜的海水防腐措施。此外，在闲置期给消防设备装好 淡水，消防时启动海水消防泵 ，腐蚀的情况也能大大改善。 当海水作为消防用水时，消防系统可以采取以下防腐措施： (1) 采用内衬加了碳钢的管道，内衬材
13、料要有水泥砂浆、塑料、橡胶、涂层等。 (2) 合理防腐蚀设计，如：做好防腐蚀的选材工作，尽量不要让不同的金属的直接接触等。 (3) 阴极保护与涂层一起使用，防止内衬被破损或局部缺陷而引起碳钢的腐蚀。 (4) 消防设备要涂上适合海洋环境的防腐涂层，例如：氯化橡胶涂料、乙烯型涂料、聚氨酯涂料、环氧富锌涂层等，一般会选用超重型防腐涂料。 (5) 海生物的附着会引起生化腐蚀和污损，要定期地清洗处理易附着的区域，选择合适的防污损技术也是可以的，如涂防生物污损涂料、施加液态氯、电解防污等。 (6) 改善腐蚀环境，例如减少介质的浓度，控5 制环境温度，除去介质中的氧等。 (7) 形状简单、位置孤立并且易更换
14、的小型设备或部件可采用牺牲阳极保护的方法，既经济又 实用。 (8)向海水介质中添加合适的缓蚀剂，利用缓蚀剂能防止和减缓特定条件下的腐蚀。 吸水管和水泵容易堵塞问题： 海水潮涨潮退时，海浪会夹带着海沙以及海藻等海上生物进入吸水管，海沙有可能会把吸水管埋得很深，吸水管堵塞，系统不能使用。即便在设计海水消防泵的吸水管时靠近海湾，风浪相对较小，吸水管也采取了虹吸功能，但这仍然存在些问题。比如 有的海域水体淤泥堆积，水质浑浊，有大量的浮游生物，消防设备在取水供水时容易堵塞。 在实际使用过程中基本 每 3 个月就要对吸水管进行清理，不然吸水管就会被堵，而吸水管清理的工作量大，费用非 常高，长期维护使用，成
15、本太大。 消防给水泵吸水口防泥沙堵塞有以下几种措施 :(1) 设置浮筒。吸水口距离海底越远，泥沙发生堵塞的可能性就越小。海水水位会随着时间、季节的不同而变化，设置浮筒的目的是最大程度保持吸水口与海底之间的距离，把吸水口安装在浮筒上。这样，既能保证取到水，又保证了吸水口和海底之间的较远距离，一定程度上防止泥沙堵塞。 (2) 吸水口安装过滤网。采用过滤网防泥沙堵塞要注意以下几点：过滤网形式以锥形或篮式为宜；对较大颗粒泥沙要优先进行拦截；在吸水口过滤网前安装格栅；定期要对过滤网进行清洗。 (3) 设置套管。泵的套管要沿着泵轴方向设置，套管内完成吸水过程，通过套管壁上的入水口进入海水。根据海水淡化装置
16、的经验，吸水口和套管底部高度高于 1 m能防止泥沙的吸入。 消防系统不够成熟： 海水作为消防水源是在最近这几年才渐渐发展起来的。起步是比较晚的，所以通常在管理上会存在很多问题。目前大部分沿海城镇没有消防取水口和统一通行的道路，消防车无法直接取水，间接取水不但增加了人力和经济的投入，而且影响消防工作的效率。海岛城镇由于受地理环境的影响，在气候、建筑、交通运输、文化传播以及经济发展等方面，往往都与陆地城市有着一 定的区别。海岛城镇的建筑密度高，基础设施建设弱，尤其是消防基础设施的建设非常落后。首先是水系规划不健全。海岛集水面积小，淡水严重缺乏，城镇供水紧张， 24 小时不间断供水的消防供水要求就无
17、法满足。但目前规划中也没有明确将海水贮备作为沿海城镇建设的一部分，所以现在大规模消防用海水水体存在的稳定性和持久性都是不能保证的。 鉴于这种状况，针对沿海和海岛城市中可作为消防用途的海水进行统一规划，明确取水点的 .布局。在沿岸修建固定的消防取水口和可靠的取水通道，要保证消防车可以取水，并清除通道两侧的障碍物。这样可以充分利用 海水资源，在规划中明确要求建设部门在兴建客货运码头、消防专用码头时建造好专用的海水消防取水埠，并配备好取水6 设施，保证消防取水需要时能够很好的供给。1 3.未来的方向 利用海水作为城市消防水源，对淡水资源紧缺的沿海、海岛城市的消防工作具有重大的意义。其一可以减少对市政
18、的给水量；其二，海水属于天然水体，利用方便，不会会因消防用途而破坏环境以及对生活用水造成影响；其三，在发生自然灾害时，天然水体作为珍贵的备供水源，在抗灾救火中的作用也是很重要的。 政府和企业都希望海水在消防上的应用研究上能有所突破，这样不但节约了淡 水资源，也节约成本，还就地取材，方便快捷。 结束语 全球淡水资源状况不容乐观，水资源短缺， 我们该珍惜水源。所以研究海水在消防上的应用也是节约淡水资源的一种方法。尤其是沿海城市和人工岛等地理条件好的地方。 加大对其应用技术的研究和科技投人力度，为人类的可持续发展作出贡献。 2 参考文献 【 1】 肖健钦 ; 浅谈消防水泵的选型与设置 J. 消防技术与产品信息 2003 年 01 期 【 2】 封丹 ; 消防水泵的日常保养 J. 工程质量 2002 年 11 期 【 3】 郑观雄 ; 消防水泵的日常保养 J. 消防技术与产品信息 1994 年 01 期 【 4】 陈忠良，张良 .在船舶港口消防设施检查中的思考 J.水上消防， 2010(01) 【 5】 曾文庆，孙兆淘，海水消防泵站的设计思路，安全，健康和环境， 2002（ 7）： 12-15. 【 6】 韩文礼。李爱贵，邵怀启。人工岛消防及配套工艺技术研究：（研究报告 I，塘浩：中国石油集团工程技术研究院， 2007.
