浅谈沿海燃煤电站海水消防系统(1).doc

浅谈沿海燃煤电站海水消防系统 内容提要通过对某国沿海部分电站给水排水系统设计经验的总结，阐述了海水作为消防水源所面临的问题及海水消防系统在设计中的重点及防护措施。 关键词海水消防；消防水泵；海生物；防腐；管材选择 Abstract based on a coastal part water power station system design experience summary, expounds the sea water for fire water source, the problems of water and fire protection system in the design of the key and protective measures. KeywordsSeawater fire; Fire pump; sea creatures; Corrosion; Pipe choice 中图分类号 U464.138.1 文献标识码 A 文章编号 1海水作为消防水的设计思路 在参与某国沿海部分电站的给水排水工程设计时，经常遇到水源为海水的设计工程，如果用淡化水作为消防水源势必会增加电站海水处理站的产水能力，投资也会加大，另外，对于附近没有市政消防设施的电站，当发生较大火灾时，规范规定2小时的消防储存水量就会有不够用的可能。本人有幸参与了几个工程的方案及施工图设计，这几个工程均以海水作为电站消防水源，投资也不会增加太多，且一直能保证发生火灾时有足够的水源用来灭火，系统大概设计思路为电站消防系统共设计1台电动消防水泵、1台柴油机消防水泵、1套消防稳压设备，三套设备与电站循环水泵一块布置在海边取水泵房，2台主消防水泵输送介质均为海水，而1套稳压设备输送的介质则为淡水，系统正常靠稳压设备加压淡水维持系统压力损失。 2 海水消防工艺技术研究 2.1消防水泵吸水口的设置 2.1.1 吸水口防泥沙堵塞 沿海海水泥沙量高，若不作处理直接取水进行消防，有可能会堵塞消防水泵吸水口，同时还会冲击水泵叶轮，磨损十分严重。因此，必须解决泥沙堵塞吸水口的问题。消防水泵吸水口防泥沙堵塞有以下几种措施吸水口安装过滤网，以便对较大颗粒泥沙进行拦截，定期对泥沙进行清理；吸水管安装套管，海水通过套管壁上的入水口进水；在吸水管上安装浮筒，保证了吸水口与海底的距离，一定程度上防止了泥沙堵塞。 2.1.2 吸水口防海生物附着 海生物附着在消防设施上会造成腐蚀、堵塞等危害。消防水泵吸水口防止海生物附着的方法有多种，目前常用的方法有涂刷防污涂料法和电解防污法。从防污的效果、环境保护和工程造价来看，电解防污法最优。 所谓电解防污就是通过电化学反应产生的离子杀死海生物。目前常用的电解防污法有电解海水制氯法、电解铜-铝阳极法、电解氯-铜联合法。 （1）电解海水制氯法。是将海水电解产生氯气和次氯酸钠，防止海生物在系统中附着、繁殖、生长，达到防污目的。其优点是防污效果较好，能杀死宏体和微体两类海生物。缺点是装置管路阀门多，设备组成复杂，投资大，管理要求高，装置中的电解槽易堵塞和损坏，需经常清洗和维护，电解液对装置管路阀门有腐蚀性，需经常更换，电解液稀释进入生产系统后，若浓度掌握不好，对系统管路也会产生腐蚀。 （2）电解铜-铝阳极法。是将铜铝合金作为阳极，被保护的设备作为阴极。电解铜阳极得到的铜离子具有毒性，与海水混合后，形成有毒的环境。铜离子具有很高的吸附性，散布开来进入海水流动较缓、海生物可能栖息的区域，抑制海生物的生长。其优点是既能杀死海生物又具有防腐蚀作用，对管路系统无腐蚀，装置组成简单，一次投资较小，管理方便。缺点是只能杀死宏体海生物，不能杀死微体海生物，需定期更换阳极，运行费用高，对水质的要求也高。 （3）电解氯-铜联合法。主要由三个电极组成（防污铜电极、防污氯电极、防腐蚀电极），在外加电源的作用下，电解产生铜离子和氯，加大了灭杀海生物的效果，同时也可起到防腐蚀的作用。其优点是防污效果较好，能杀死宏体和微体两类海生物，具有防腐蚀作用，对管路系统无腐蚀，装置组成简单，一次投资较小，管理方便，缺点是需定期更换阳极，运行费用高。 以上三种电解防污法各有不同的特点，在实际工程中可根据工程实际加以灵活应用。 2.1.3 吸水口防海水腐蚀 对于长期接触海水的吸水口，必须采用有针对性的防腐措施，一是从吸水口本身材质上考虑铜合金、塑料、橡胶、不锈钢（316L）比普通碳钢更耐海水腐蚀；二是涂刷防腐涂料可采用水泥沙浆、环氧沥青漆、环氧玻璃鳞片、环氧陶瓷涂料等。 2.2 消防水泵吸水口水源地设计 水源地的设计与电站循环水泵一并要考虑吸水口的防止泥沙堵塞、海生物附着等因素。根据工程实际设计经验，可以采用如下方案在海边挖建蓄水池吸水，池底超过3m，以降低泥沙影响。蓄水池设置闸门，闸门平时关闭，池内平时满水，并添加药剂（次氯酸钠）抑制海生物生长。一旦发生火灾，蓄水池内干净的水将作为第一批消防水源供应，同时打开闸门进水。 2.3 消防管材及消防水泵的优化 2.3.1 消防管材 在消防管材的选择上有金属管材（普通碳钢、镀锌碳钢、不锈钢、铜镍合金）和非金属管材（玻璃钢和塑料管）两大类。为了合理选择消防管材，应考虑以下因素火灾持续性、机械强度、抗侵蚀/腐蚀的能力、点烛持续性、使用寿命、重量、安装费用、压降/流速、紫外线引起的材质性能衰竭、与其他设备的兼容性和抗水生物附着的性能。 针对海水消防系统，不同位置的消防管道可选择不同的管材，比如吸水管长期浸泡在海水中，管道内外壁均受到海水的严重腐蚀，吸水管可采用耐海水腐蚀的塑料软管或不锈钢（316L）；而泵房外及整个电站消防管道可以采用普通碳钢管道，正常情况下系统由消防稳压设备向管网补给淡化水，只有发生火灾时才启动主消防水泵，消防结束后再用淡水冲洗消防管道即可，保证消防系统回到原来的状态。 2.3.2 消防水泵 海水消防泵常见的腐蚀形式有均匀腐蚀、锈蚀、异种金属接触腐蚀、通气差腐蚀、间歇腐蚀剂孔蚀、应力腐蚀裂纹、不锈钢的晶间腐蚀等。消防泵的防腐可从两方面着手解决，一是泵体本身材料；二是采取刷涂防腐涂料的方法进行防腐。选择耐海水腐蚀性较强的材料做泵的叶轮和导流叶片是防止腐蚀的根本方法，但叶轮加工的特殊性和其性价比等因素又限制了选择范围。铜基合金是用来加工叶轮最常用的材料，采用镍铝青铜可提高泵的耐腐蚀性能，但国内此种材料价格较高。因此目前条件下通过提高海水泵材质来达到延长使用寿命的方法并不是最经济的实用的。在原有泵体材质的基础上，选择耐磨、耐海水腐蚀的防腐涂料对海水泵进行防腐蚀，既不会大幅提高成本，又能使海水泵获得较好的抗海水腐蚀性能，是目前比较合适的延长海水泵使用寿命的途径。 2.4 消防作业后消防对象的防腐 消防作业后，消防海水附着在消防对象上，会对消防对象造成严重腐蚀。应用淡水对消防对象进行充分冲洗，防止海水对消防对象的腐蚀。 2.5 消防废水的后处理、排放 一般岛屿电站面具狭小，设备密集，消防废水收集、处理困难。针对海水消防废水的特点，提出了消防水的后处理、排放方案设置消防废水收集池，可以考虑和雨水收集池合建。收集池设计成罐状，以减少占地面积。罐体从地面往下挖掘而成，收集池靠近池底设置一阀门，阀门之后管道接两出水口，分别接雨水排放系统和废水处理系统，两者之间可以相互切换。当消防废水没有被污染时，直接通过雨水排放系统排入大海，否则通过废水处理系统进行处理后再排放。 3 结论 （1）海水水源地采用蓄水池。 （2）消防泵的吸水口采用耐海水腐蚀的塑料软管或不锈钢（316L）并安装在带有过滤装置的套筒内。 （3）吸水口防海生物附着采用电解氯-铜联合法。 （4）消防管材根据不同区段分别选择塑料管、普通碳钢管、镀锌无缝钢管，消防泵选择耐磨、耐海水腐蚀的防腐涂料进行防腐蚀，消防设施的防腐蚀从材质和防护层的选择加以解决。 （5）在地面下设收集池解决消防废水的后处理问题。 参考文献 1 曾文庆，孙兆海.海水消防泵站的设计思路，安全、健康和环境，2002，（7）12～15 2 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）.塘沽中国石油集团工程技术研究院，2007 3 赵胜，孙光明，薛荣俊.电解防污装置在海上油田油气工程中的应用.海洋技术，1999,18（3）50～54 4 DL/T 5339-2006 火力发电厂水工设计规范 5 GB 50049 – 2011小型火力发电厂设计规范