慧聰消防網訊 摘要：近年來，渦噴消防車作為一種新型的執(zhí)勤戰(zhàn)斗車，逐步投入到各級消防部隊的滅火救援戰(zhàn)斗中，渦噴消防車由于技術含量高，滅火救援性能強，受到各級消防部隊的廣泛關注，從2010年1月至今，曲靖支隊、特勤支隊、楚雄支隊、玉溪支隊分別購置渦噴消防車提升部隊滅火救援能力，本文結合玉溪支隊渦噴消防車的性能、特點，研討渦噴消防車在滅火救援實戰(zhàn)中的應用。
關鍵詞：渦噴消防車；滅火救援研究
隨著社會經濟的快速發(fā)展，城市規(guī)模的不斷擴大，石油化工、高層建筑、大型商場以及娛樂場所比較集中并且與日俱增，各種致災因素也急劇增多，消防部隊在政府履行社會管理和公共服務職能，加強社會應急救援、處置突發(fā)事件、危機管理等方面的作用日益凸顯。新修訂實施的《消防法》賦予了消防部隊防火、滅火、應急救援“三位一體”的法定職責，為更好地履行職責使命，服務地方經濟社會發(fā)展，玉溪支隊于2010年12月斥巨資購置了一輛江蘇卡威專用汽車制造有限公司生產的渦噴消防車，由于渦噴消防車價格昂貴，配備各級消防部隊后，如何發(fā)揮其最大的效能，為社會經濟發(fā)展服務，成為擺在消防官兵面前亟待解決的一個問題。
渦噴消防車的工作原理及滅火機理
渦噴消防車的工作原理
玉溪支隊購置的渦噴消防車采用航空渦輪噴氣發(fā)動機，架設于高性能汽車底盤，配裝常規(guī)消防車的容罐、消防泵，具有和常規(guī)消防車相同的高速行駛能力，具備裝備常規(guī)滅火和渦噴發(fā)射兩套滅火系統(tǒng)。渦噴消防車以殲5戰(zhàn)斗機WP—5型渦噴發(fā)動機為主動力，在發(fā)動機工作時，空氣進入壓氣機，在其中受離心力的作用經壓縮后的空氣進入燃燒室。當燃油經工作噴砠噴入燃燒室內的火焰筒中時，與進入燃燒室內的部分壓縮空氣混合并燃燒，其余壓縮空氣沿火焰筒側壁的進氣孔進入火焰筒內，以進行補充燃燒，并與燃氣混合，降低燃燒氣溫度，燃燒后的高溫高壓氣體以高速沖擊渦輪葉片，將滅火劑撞擊成霧狀顆粒，以巨大動能，遠距離，高強度，大范圍地噴射直接滅火。
滅火機理
渦噴發(fā)動機產生的高壓氣體將水撞擊后，改變了水的物理性能，變成了細水霧，提高了水的滅火效果，細水霧的粒徑一般在40微米至200微米范圍內，比表面積較一般水滴大1700倍，在火場中能完全蒸發(fā)，吸熱效率高，冷卻效果好，可以射入火區(qū)深部，滅火效果大大提高。細水霧滅火劑在滅火過程中具有以下特性阻止燃燒進行：
水霧冷卻氣態(tài)燃燒產物
水霧冷卻氣態(tài)燃燒產物主要是通過傳導和對流實現(xiàn)的。水霧在傳熱方面擁有巨大的優(yōu)勢在于其巨大的比表面積。水霧的蒸發(fā)涉及傳熱和傳質兩個過程，在這兩個過程中，熱量通過傳導和對流從周圍“煙氣”轉移到霧滴表面，同時水蒸氣通過對流和擴散逸入熱氣流中。
水霧冷卻固體可燃物表面
除了從熱煙氣吸熱外，水霧也從灼熱固體表面，包括難燒可燃物（A類火災），未燃可燃物和各種不燃物表面（如墻、金屬結構）吸收熱量。
水霧引起的熱輻射衰減
水有吸收熱輻射的能力,在消防中水霧的高密度沖擊中，極其迅速的蒸發(fā)，產生高強度的吸熱屏障，遮斷熱輻射的傳遞，降低對燃料的熱反饋。并且，水霧可以使消防隊員免受火場熱輻射的威脅。
水霧的惰化作用
由于水霧的直徑較小，比表面積較大，吸收熱量后，迅速蒸發(fā)，變?yōu)樗魵�，體積能膨脹1700多倍。在這個過程中，惰化介質（水蒸氣）能限制火焰向外傳播，并且使被“包圍”的火焰窒息。對于有屏蔽空間而言，霧滴汽化前，氧含量為21%，氮含量為79%，隨著水的迅速汽化，水蒸氣含量將迅速增大，同時氧含量迅速減小，當氧含量在火源周圍空間減小到16～18%時，火焰將被窒息。
渦噴消防車的性能數據
玉溪支隊購置的渦噴消防車是由江蘇卡威專用汽車制造有限公司生產，車長11米，寬：2.5米，高：3.95米，滿載質量：24.6噸，水罐容量：4噸，泡沫罐容量2噸，渦噴發(fā)動機噴射功率≥6000kW、渦噴發(fā)動機的出口射流速度≥300m/s、出口溫度可以達到200～300℃，噴射水霧流有效滅火距離≥80m、撲滅80平方米油池火的時間≤10s。該車配有無線遙控控制車載炮，有效射程為60米。該車還加裝有線自動遙控系統(tǒng)，在30m范圍內,對渦噴滅火系統(tǒng)的旋轉、俯仰實行操作。
渦噴消防車的特點
渦噴消防車是將航空燃氣渦輪發(fā)動機作為噴射滅火劑的動力，渦噴發(fā)動機產生出4000千瓦的噴射功率，它以高速氣體射流為載體，使流量為80升/秒的直流水與高速氣體射流在加速器內發(fā)生撞擊，產生出大流量的“氣體-細水霧”射流（或“氣體-泡沫-超細干粉滅火劑”射流），實現(xiàn)了大比表面積滅火劑的遠距離、高強度的噴射，有效噴射距離可達60～80米，瞬間可覆蓋200平方米的火場面積，比常規(guī)消防車的滅火能力高出8～10倍，功率質量比大于100千瓦/噸。針對石油化工火災，在水中加入6％的水成膜泡沫劑，渦噴消防車高速氣體射流沖擊、剪切泡沫混和液時，由于空氣的體積流量是液體體積流量的幾十倍，在強氣流作用下所有的混和液均生成粒徑為2～3mm的沒有液態(tài)水存在的泡沫珠（“干泡沫”）。如噴射1分鐘，泡沫珠射流便能形成平均5厘米厚、覆蓋200平方米面積的泡沫層。泡沫珠墜地后沒有流動性，但卻有很好的附著力，直接吸附在形狀復雜的物體表面，形成穩(wěn)定的泡沫覆蓋層，免除了泡沫射流需經流淌才能形成均勻覆蓋層所需的時間，有強大的阻止油火復燃的能力。渦噴消防車是世界上具有高速行駛能力的噴射功率最大的噴射細水霧或復合滅火劑的消防車，已在機場和油田消防中發(fā)揮出巨大滅火威力，主要用于油田、石化工廠、天然氣泵站、機場等需要快速撲滅油氣大火的場所。
渦噴消防車在滅火救援實戰(zhàn)中的應用
滅火效能：
滅火：渦噴消防車在火災現(xiàn)場滅火時，渦噴滅火系統(tǒng)將滅火劑大流量、高速度、高強度沿水平方向射入，噴射距離遠，穿透火焰中心能力強，大幅度的提高了滅火效率，減少了水漬災害和環(huán)境污染，可達到短時間快速滅火目的。
冷卻：渦噴消防車的冷卻效能主要體現(xiàn)在水炮口徑大，流量高，滅火劑噴射后呈喇叭形擴散，經實地測試，最大擴散弧度達50米以上，可對需冷卻的部位進行全位、包裹式的冷卻，特別是針對石油化工火災對油罐的保護，效果較為明顯。
通風、排煙：渦噴消防車對火場實行正壓通風，排除濃煙，提高火場的能見度，減少“轟燃”的可能，便于組織消防人員的進攻和掩護撤退。在撲滅火災后的火場及大型石油化工企業(yè)的泄露現(xiàn)場，可以實行正壓送風，能迅速的冷卻降溫，稀釋有毒有害氣體，保護消防人員和搶救受害群眾。
分隔火場：充分利用渦噴消防車的巨大動能，從著火部位一側進行噴射，可阻止火勢越過噴射區(qū)域，有效防止蔓延，對鄰近建筑進行保護，避免火災造成更大的損失。
救援效能：
洗消：針對化學危險品泄漏事故，渦噴消防車利用渦噴發(fā)動機噴口噴出的燃氣射流的高溫、高速效應，對大型裝備的表面連續(xù)噴吹，使毒劑蒸發(fā)和分解，生物戰(zhàn)劑失效，放射性污染消除，使其達到允許劑量范圍之內。渦噴消防車進行洗消時，還可以將需要進行中和的原料放入車載水罐，利用渦輪發(fā)動機將其噴謝出來，從而達到大面積、快速洗消的目的。
掃雪、除冰：由于渦噴發(fā)動機出口溫度高，可以利用高溫、高速效應，實施掃雪、除冰、等社會公眾服務相關工作。還能利用渦噴發(fā)動機的高溫、高速效應，施放屏蔽煙霧，（在風速為3m/s的等溫條件下）屏蔽長度不小于1km,寬度不小于100m。
改變風向：化學危險品泄漏后，風向對救援人員及附近居民的安全影響較大，渦噴消防車可以利用近4000千瓦的噴射功率，將高速氣體對危險品附近的部分風向進行改變，從而利用救援工作的開展。
控制爆燃：渦噴消防車可以用產生的細水霧來惰化、稀釋燃氣混合氣,減少火焰的傳播速度，降低燃氣爆燃的壓力。在一個封閉空間中，通過加入細水霧可以使燃氣的可燃極限濃度范圍變小,而在敞開空間中，通過高動量的細水霧的卷吸作用可以將空氣卷吸進燃氣中，從而非常迅速地將燃氣濃度稀釋到可燃極限之下。在伴隨有沖擊波的高速火焰情況下,由于沖擊波能將細水霧的霧滴粉碎為特性粒徑為0.1～1μｍ的超細水霧,可以降低爆燃壓力,同時超細霧滴能在極短的時間內迅速蒸發(fā),吸收爆燃過程中釋放的大量燃燒熱量,從而將火焰撲滅。在低速到中速燃燒情況下,細水霧的作用效果不太明顯。
渦噴消防車在滅火救援中的戰(zhàn)斗編成及戰(zhàn)勤保障
渦噴消防車功率大，油耗高，出水量快，在滅火救援現(xiàn)場，如果只憑渦噴車單獨處置災情，其作用在短時間內就會停止，根據渦噴車性能及工作原理，需對渦噴車滅火救援進行戰(zhàn)斗編成才能發(fā)揮其更大的作用。以渦噴車出水量80升/秒計算，其每分鐘用水量為4800升，如需不間斷工作5分鐘，用水量為24000升，除去渦噴車自身所載的4噸水，還需要2輛載水量10噸的消防車對其供水，才能滿足滅火救援需要。根據計算可知，渦噴車要保持不間斷作業(yè)，必須安排大功率消防車對其接力供水，或采用市政消防栓不間斷供水。渦噴車在滅火救援現(xiàn)場，除去供水是必須亟待解決的問題外，還必須做好渦噴發(fā)動機油料的補給，渦輪發(fā)動機油耗為1000升/小時，滅火救援時戰(zhàn)勤保障加油車必須在現(xiàn)場隨時進行油料補給。
結束語
渦噴消防車作為一種新型的滅火裝備，各級消防部隊如果能將其發(fā)揮到最大的效能，真正將利器用在刀刃上，消防部隊的職能作用將發(fā)揮得更加突出，才能為地方經濟發(fā)展作出新的、更大的貢獻。 |
