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  化工火灾中举高小型消防车供水作战效能讨论

  近年来,化工火灾频发,如“7·16”大连中石油七厂炼油装置爆炸事故、“7·18”山东潍坊青州天成化工有限公司火灾、“9·8”上海赛科化工装置火灾等。对于化工火灾,火势的控制极为重要,而消防队配备使用的消防水枪、泡沫枪难以近战冷却灭火,且无法达到冷却处置的水流量等,而举高小型消防车由于举升高度高、喷射流量大等特点,在石油化工火灾中发挥着重要作用。在起火点较高的情况下,举高小型消防车可以凭借其高空作战的能力更加高效、准确、省时、省力地扑救石油化工火灾。因此,发挥举高小型消防车的最大供灭火剂作战效能是保证有效控制火灾的前提。
化工火灾中举高小型消防车供水作战效能讨论
  1 举高小型消防车火场供灭火剂作业分析

  举高小型消防车是指具有举高灭火或举高灭火救援功能的小型消防车,主要有云梯小型消防车、登高平台小型消防车、举高喷射小型消防车。举高小型消防车在石油化工火灾中,以冷却、灭火为主,主要通过车载炮向火场输送水和泡沫,石油化工火灾中以使用举高喷射小型消防车为主。因此,笔者所述举高消防车指的是举高喷射小型消防车

  1) 举高小型消防车灭火剂喷射形式

  举高小型消防车主要从装置外部进行灭火或控制火势,当利用臂架炮进行外攻灭火时,主要将臂架举升至起火点附近高度利用车载炮进行外部灭火。化工火灾中,通过臂架顶端复合炮上安装的摄像头和探照灯,及时准确地观察火场实际情况,并据此合理选择不同的喷射灭火剂形式,对臂架顶端的复合炮实施遥控,调整灭火剂的喷射高度、角度和距离,提高灭火剂喷射的准确性,提高灭火效率。在火场高度较高、可控范围较大的情况下,需要调整臂架的高度以及臂架炮的喷射角度和范围。消防炮高速射流时若需调整臂架炮的角度,应缓慢操作以避免其传动机构损坏。另外,举高小型消防车在石油化工火灾作战过程中,当其臂架炮受到高温烘烤等威胁时,驾驶员应立即启动臂架炮自保系统进行保护。

  2 )举高小型消防车供灭火剂方式

  举高小型消防车车载炮主要靠自身泵系统提供压力灭火剂向火场喷射,而当举高小型消防车的消防泵系统、泡沫系统出现故障等情况时,可用水带将供水小型消防车出水口或消火栓与臂架炮外部供水阀可靠连接并打开臂架炮外部供水阀,直接向臂架炮供水,即外供水操作。通过对 32 m 举高喷射小型消防车射水操作应用性能测试分析,使用自身水泵系统供水,供水压力为 1.0 MPa 时,消防炮达到 35 m 射程;外供水时,供水压力 1.0 MPa 压力下,消防炮仅达到 30 m 射程。此测试说明,在使用举高消防车向火场供灭火剂时,本车有消防泵系统且能正常使用时,不要使用外供水方式。
化工火灾中举高小型消防车供水作战效能讨论
  2 举高小型消防车的供灭火剂能力

  举高小型消防车在进行消防作业时,臂架炮开启的瞬间对臂架施加一个反向瞬时冲击载荷,该载荷是非周期性的不规则曲线。对于一些特殊形式的冲击载荷可以采用矩形、三角形、正弦、抛物线等规则曲线进行描述,笔者分别采用三角形、半正弦、抛物线曲线模拟臂架炮开启和关闭的过程,,臂架炮突然开启对臂架的振动和应力波动产生很大的影响,会对结构造成一定程度的破坏。合理地控制消防炮开启、关闭时间,可有效减小臂架的振动,降低臂架的应力峰值。由于直曲臂举高小型消防车作业高度高、工作幅度大,当一节臂全伸、二节臂处于水平且达到最大作业幅度时,臂架的变形较大。特别是在水炮进行作业时,集中载荷使得臂架系统承受很大的弯矩,这时臂架系统的受力状况最为恶劣。因此,在臂架炮喷射灭火剂时,尽量不要出现二节臂处于水平时喷射灭火剂。

  3 小型消防车供水保障

  石油化工火灾扑救过程中对灭火剂的需求相当大,持续的灭火剂保障是扑救过程中最重要的环节,也是保障举高小型消防车发挥最大作战效能的前提。

  举高小型消防车臂架炮流量一般可达 50~70 L/s,若按每台举高小型消防车的水炮流量为 60 L/s,则 1 h 的用水量高达216 t。举高小型消防车上一般配有水罐,但水罐容量太小,通常为 4~7 t,远远不能满足灭火救援任务的需求,如果配套车辆装备跟不上,举高小型消防车则难以发挥作用。为保证消防车能连续作业,驾驶员在小型消防车出水后应观察泵室显示屏水位指示,水位下降时,应立即依靠专门的消火栓、供水小型消防车或远程供水系统进行补水操作。

  (1)消火栓供水。石油化工火灾中,消火栓以 65 mm口径水带供水时,基本需要两个消火栓才可以满足一台举高喷射小型消防车的作战需求,而石油化工装置区一定范围内的消火栓数量是有限的,在前期指挥中心未到达现场前,参战力量难以统筹在一起协同作战,形成不了稳定的供水线路,就不能保障举高喷射小型消防车的用水需求。一旦供水得不到保障,将会使举高喷射小型消防车成为摆设,还会成为障碍,阻碍其他小型消防车的通行。

  (2)水罐小型消防车供水。通过对车辆的实际射水测试,按照举高喷射小型消防车额定流量为 60~75 L/s 时,需配 4辆供水车辆运水供水。对于石油化工装置区火灾,道路为环形小型消防车道,供水小型消防车选择停靠的位置少,小型消防车辆作业空间小,很难采用运水供水的方式,这时需要数量众

  多的水罐小型消防车串联供水,采用接力供水的方式,但接力供水小型消防车的流量不能小于举高小型消防车的射水流量。例如,举高喷射小型消防车水炮流量达 60 L/s 时,在装置区火灾扑救中需要水罐小型消防车利用口径 80 mm 水带双干线给其供水,每条干线流量不能小于 30 L/s。需要注意的是:供水车辆压力不得大于 1.2 MPa,当需要供水加压或减压时,应缓慢进行,防止水锤作用而导致人员伤亡、器材损坏。

  (3)远程供水系统供水。大多扑救成功的案例中,都是在科学合理的火场供水方法的指导下,保证火场不间断供水,为扑救火灾奠定了基础,漳州古雷火灾总共用了三套远程供水系统保障火场供水。远程供水系统是举高消防车的有力供水支撑。以某远程供水系统为例,可以将 3 000 m 以外的天然水源以 200~500 L/s 的流量长时间运送至火场。前文介绍了举高小型消防车的臂架消防炮的供水流量一般在 60~80L/s,可以选消防炮为 70 L/s 的水流量或 50 L/s 的混合液流量,远程供水系统的流量为 500 L/s。这种情况下,远程供水系统能够支持 7 门水炮或 10 门泡沫炮,即能够支持 7~10 辆举高小型消防车
化工火灾中举高小型消防车供水作战效能讨论
  通过以上分析可得出如下结论:一是水源距离举高消防车 20~200 m 范围内时,适宜采用直接供水或接力供水方式;二是水源距离举高小型消防车 200 m 以上时,可以采用传统供水方法和远程供水系统相结合的供水方式;三是石油化工装置区火场 3 000 m 范围内有充足的天然水源,且有足够的作业空间时,可采用大功率远程供水系统进行供水,而天然水源距离火场在 3 000 m 以上时,需要根据距离来增加加压泵的数量。

  决定举高小型消防车外部灭火能力主要因素有三项,分别是实际供水高度、供水量和供水保障体系。通过分析可得出以下结论:

  (1)根据装置着火和冷却部位,使用举高小型消防车自带泵系统,调整臂架高度、灭火剂的喷射角度和距离,提高灭火剂喷射的准确性。

  (2)在举高小型消防车的工作压力范围内,按照火场需求,提高臂架炮的压力和流量,且尽量不要出现二节臂处于水平时喷射灭火剂。

  (3)举高小型消防车在允许靠近着火装置、消防炮能达到其所需压力流量的情况下,JP32 型举高喷射小型消防车基本满足普通化工装置的灭火需求,JP56、JP72 型举高喷射消防车可以将灭火剂喷射到 90 m 高度的装置部位。

  (4)举高小型消防车到达火场后,必须在 5~10 min 的时间内将外部水源连接到位。可选用消火栓、水罐小型消防车及远程供水系统进行供水保障,在天然水源充足的条件下,优先选择远程供水系统。


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