全文总字数:4647字
1. 研究目的与意义(文献综述)
1. 目的及意义(含国内外研究现状分析)
1.1 目的及意义
船舶工业作为我国交通强国和《中国制造2025》的重要支撑倍受关注,船舶种类和数量日益增多,船舶火灾发生的机率大大增加。由于船舶所处的特殊环境,加上船体内部结构复杂、分舱多、通道狭窄、货物密集、消防设备有限等,使船舶火灾的施救工作效率大减折扣,所以船舶一旦失火,燃烧将会非常剧烈,火势蔓延将会十分迅速;同时又不能及时得到外界的救助,仅能依靠船上现有的人力和设备进行自救,更增加了扑救的难度,这无疑严重威胁到人员生命财产的安全。
表12012-2019年重大船舶火灾事故
| 时间 | 船型 | 事故地点 | 损失情况 |
| 2012年 | “MSC Flaminia”集装箱船 | 大西洋 | 3名船员丧生 |
| 2018年 | “Maserk Honam”集装箱船 | 印度洋 | 3名船员在这起事故中丧生,船体严重被烧毁,大量货物被烧毁 |
| 2019年 | “概念号”邮轮 | 加利福尼亚州 | 造成33名游客丧生,该邮轮也因火灾沉入海底 |
综上所述,火灾作为船舶安全的主要威胁之一,是船舶安全领域的研究重点和热点。
本课题致力于调研与分析国内外船舶火灾的研究现状,归纳总结船舶火灾的形成和蔓延机制以及预防处理措施等,并对相关试验和模拟手段方法进行分类比较,以为船舶火灾研究的开展提供重要支撑。
1.2 国内外现状的研究及分析
本文主要从船舶火灾缘由、船舶消防和封闭空间内的火灾研究三方面进行了总结。
1.2.1 船舶火灾缘由
电气类火灾:主要由于电线老化、受损裸露和老鼠破坏等导致短路;电气设备或者配电箱超负荷运行导致其产生高温这些都是引发火灾的重要因素[1]-[3]。油类火灾:机舱内油管泄露或者管路老化,锈蚀从而发生高压油管爆裂现象,这些油料一旦接触高温部位(主,副排气管、过热蒸汽管、锅炉外壳)就会引发火灾[4]-[5]。货物类火灾:集装箱(甲板与舱内集装箱温度升高导致非危险货物自燃;若集装箱困扎不牢,货物摇晃会造成危险货物包装损坏从而引起火灾[6]);滚装船(运载车辆移位发生碰撞摩擦可能会引起车辆油箱起火,以柴油为动力驱动的车辆若其燃油泄漏遇到高温甲板或者明火也会发生火灾[7]);化学品船、油船以及LNG船(这三类船舶所运载的货物均为易燃液体,其储存舱室是非常危险的区域极易发生火灾,若货舱或者货管发生泄漏从而接触高温表面也会引发火灾[8],还有一些特殊阀门损坏失效导致货物泄露以及管路超压也是引起火灾的重要因素[9][10])。人为因素:违章明火操作(油船等运载易燃货物空舱后要进行清舱,除气,测爆不可以盲目进行明火作业[11]),私接电线,对危险品误报瞒报现象(集装箱船),人为安全意识薄弱,对机器设备保养不佳[12]。
1.2.2 封闭建筑(仅顶棚开口)里的火灾国内外研究
1989年HISAHIRO TAKEDA [13]在舱顶中心有开口的缩比密封舱内对船舶火灾进行研究。研究表明开口对火灾影响因素有两个:一是阻碍热气层的发育;二是通风不良,这将使燃烧速率被抑制在较低的水平,因此封闭室内的火灾得到了很强的控制。2002年,JAMES G. QUINTIERE[14]通过分析公式,利用燃料特性、燃料配置(垛式和池式)和隔间效应的相互作用对着火过程和完全着火这两个现状做了研究,其结果表明:隔间的气流面积和隔间的通风系数控制着隔间里的氧气量,从而达到控制火焰状态。2010年,我国黎昌海[15]在只有一个顶棚开口的封闭空间内,对火焰高度特性,脉动特性,自熄灭特性,燃烧速率特性和气体温度特性等火焰特征进行比较,得出了以下结论:顶棚开口大小对封闭空间中的池火行为起到决定性的作用。当燃料充足时,只有开口大于临界开口时,燃料才能耗尽。按照熄灭时油池里是否有剩余燃料可以分为燃料剩余区和燃料耗尽区,两区之间的临界开口的大小随着油池的增大而增大。在燃料剩余区,开口较小时熄灭时间和燃料消耗与无开口时差别不大,而开口较大时熄灭时间和燃烧消耗率随着开口的增大而增大;在燃料耗尽区,熄灭时间随开口的增大先急剧减小后趋于稳定。2018年,我国的苏石川等人[16]研究封闭舱室内氧浓度的不同对油池火燃烧的影响,通过实验和计算的方法研究不同氧浓度对气体流速的影响和燃料燃烧时不同区域的温度变化,发现初始氧浓度的降低会使油池火的燃烧速率降低。
通过以上国内外研究现状发现,国内外大部分都是研究油池类火灾,然而机舱火灾的类型包括油池火灾和喷射火灾等,国内外对喷射类火灾研究甚少,这样难以总结影响机舱火灾的因素。
1.2.3 船舶火灾灭火技术研究
2013年Shichuan Su等人[17]通过对多层结构船舶机舱火灾的三维重建发现多层结构不仅可以提高燃烧强度,而且可以增强机舱内各区域的热流运输,有效防止燃烧,从而达到控制火灾蔓延目的。2019年,郭晨宇[18]对船舶机舱含添加剂水雾对抑制油池火灾进行研究,通过对比不同添加剂(KCl,NaCl,CaCl2)在不同质量分数(5%、10%、15%、20%)和不同喷嘴压力(0.2MPa、0.4MPa、0.6MPa)的低压细水雾对抑制油池火的特性得出以下结论:三种添加剂下的整体火焰高度随着质量分数提高的变化趋势是:下降(KCl)、上升(NaCl)、下降(CaCl2);火焰燃烧随着压力变化开始衰减时刻NaCl:120s(0.2MPa)、110s(0.4MPa)、40s(0.6MPa);KCl:120s(0.2MPa)、90s(0.4MPa)、60s(0.6MPa),CaCl2火焰形态变化受压力影响太小。综上所述,20%质量分数的KCl溶液在0.6MPa喷嘴压力的条件下抑制油池火效果最好。2019年崔海滨[19]研究不同垂直喷射角度(30°、80°和110°)和不同燃油使用量(20ml、30ml和40ml)时,纳米MgO对烟雾的吸附量。研究表明:小角度喷射更有利于纳米MgO的快速吸附烟碳颗粒;低燃油量的条件下更利于烟雾的吸收。
通过以上国内外研究研究现状发现,船舶消防的研究是通过改变不同因素来观察火焰现象,但是很少有专家针对不同船舶、不同类型火灾的扑灭方法进行研究。在不同类型的火灾其最有效的扑灭方法也是不同的,因此要针对不同类型火灾其扑灭方式进行研究。
2. 研究的基本内容与方案
2.1 基本内容
1. 通过网站查阅相关文献,了解船舶火灾的定义和界定。
2. 统计和分析不同类型船舶火灾发生的主要原因。
3. 研究计划与安排
第1周:完成外文文献翻译初稿,查阅文献,撰写文献综述和开题报告;
第2-3周:完成文献翻译终稿,完成开题报告初稿;
第4周:制作ppt,进行开题报告汇报;
4. 参考文献(12篇以上)
[1]吕镇洋.海事调查官现场说案之涉客船舶火灾事故[j].中国海事,2019(09):23-24.
[2]徐子强.浅谈船舶火灾成因及扑救对策[j].水上消防,2018(01):36-39.
[3]刘萧.滚装船火灾事故高发背后[j].中国船检,2017(04):68-70.
