水灭火森林消防设备系统研究

水灭火森林消防设备系统研究

hc360慧聪网消防行业频道2004-10-08 09:24:52

摘要用水灭火是林业发达国家首选的

林火扑救方法，然而水灭火在我国森林防火

中至今未能普及. 该文分析了其中的原因，

并介绍了作者和他的研究集体针对我国林

区特点的一系列研究成果，包括轻型消防

泵、车载可卸式森林消防装置、轮式和履带

式森林消防车，以及便携式长距离山地供水

灭火系统等一系列用水灭火的森林消防设

备.这些成果代表了我国森林消防中水灭火

技术的发展. 提出了更新现有装备模式，加大力度推广和普及水灭火森林消防技术的几点建议.

关键词林火扑救，消防设备，用水灭火技术

1 林火扑救中水灭火技术现状

水的比热容量[4.1868kJ/(kg.C)]和汽化潜热（(2256.9kJ/kg)大，在升温和汽化时可吸收大量的热；水在常压下汽化时体积膨胀约1603倍，水蒸气可有效地稀释燃烧区域内可燃气体和氧气的浓度；水膜对可燃物的覆盖能阻止氧气参与燃烧反应，这些性质使水成为理想的天然灭火剂. 水灭火是当今许多发达国家首选的林火扑救方法[1-3]，消防水泵、水罐消防车、水罐灭火飞机等是这些国家必备的森林消防设备.平均每次火灾受害森林面积是综合反映一个国家火灾预防措施和扑救能力的一个重要指标，这一指标先进的国家如德国为

1.03hm2,瑞典1.1hm2日本1.86hm2,美国15.6hm

2.水灭火技术的普遍应用使得这些发达国家的消防队伍具有较强的火场控制能力，从而减少了森林火灾的损失.

由于水并非随处可得，在解决我国林区特定条件下水的载运、输送和喷洒配套设备的问题之前，水灭火技术便难以推开. 中国在20世纪90年代以前就处于这种状态.我国是森林火灾损失严重的国家，目前全国林区有森林警察部队和地方专业扑火人员数十万人，手持式风力灭火机、二号工具和背负式手动灭火水枪等小机具是他们的主要扑火装备. 由于这些装备在技术性能得到充分发挥时也只能直接扑灭中等强度的地表火，多年来形成的风力灭火机加二号工具的扑火模式已不能适应扑救森林大火的需要.1987年以前，我国平均每次火灾受害森林面积为55.37hm2,高居世界第三位[4]. 专业扑火队伍快速反应能力差和火场控制能

力薄弱，是我国平均每次火灾面积较大的重要原因.从长远看，发展航空灭火和化学灭火是国际上的成功经验，但其受到我国基础设施和林区经济条件的制约，需要经历相当漫长的道路.作者认为，在林火扑救中发展和推广水灭火配套技术以替代现有的扑火模式，是短期内迅速提高专业扑火队伍火场控制能力、减少火灾损失的现实而又可行的技术路线.

2 水灭火森林消防设备研究

近10年来，在国家森林防火灭火技术研究开发基金和“九五”攻关等项目资助下，作者和他的研究集体就轻型森林消防泵、轮式森林消防车、车载可卸式森林消防装置、履带式森林消防车和便携式长距离山地供水灭火系统等森林消防设备进行了一系列的研究和开发，比较系统地解决了我国不同林区条件下用水扑救森林火灾的设备和应用技术问题.

2.1 轻型森林消防泵[5]

消防泵是用水灭火必不可少的设备，我国消防工业原来已有10多种不同型号和规格的手抬式消防泵产品，主要用于城市和工矿消防，在森林消防中不能引用的原因是流量偏大、扬程偏低、尺寸和重量不便于携带（其质量最小者也达55kg）. 一般情况下，需要控制的林火燃烧强度远低于城市和工矿火灾，还由于野外火场水的来源困难，往往需要长距离输水，所以适用性好的林用消防泵应当采用相对较低的流量和较高的扬程；此外，林用消防泵还必须尽可能重量轻、体积小以便于携带. 研制森林消防泵的关键技术一是针对扑救林火的需要，优化选择最佳的性能参数；二是在较小的比转数下获得较高的离心泵效率；三是小尺寸和轻量化. 通过研究，我们比较满意地解决了这些问题，为森林消防而研制的BJL5和

BJL4, 两种消防泵和国外一些同类产品主要技术性能比较如表1所示.

2.2 CGL25/5型轮式森林消防车[6]

轮式森林消防车主要在平原和丘陵林区道路沿线或部分无路地带进行灭火作业，也可用于扑救草原火，车辆的越野性能越好，其适用地区也越广泛.普通城市消防车对越野性能没有很高的要求，一般采用4*2或6*4后轴驱动的底盘，配备大流量主消防泵（流量30-50L/s,扬程110m左右），通常用主发动机全功率驱动.因此灭火作业时车辆不能行驶，这些特点使城市消防车不宜用于林火扑救.森林消防车是为满足扑救蔓延中的野外火作业需要而设计的，整车外形如图1所示，采用EQ240型越野货车底盘，6*6全轮驱动；水箱容量2500L，车用主消防泵流量为5L/s，扬程为200m，较高的扬程可满足远距离供水的需要；主泵所需功率为30kW，动力取自汽车主发动机，约占发动机全功率的1/3，因此消防系统可在车辆低速行驶时工作.此外，车上还配有轻型消防泵、水龙带、直流水枪、风力灭火机和一些灭火手工具等辅助消防器材，以备车辆不能靠近火线时利用这些器材灭火。

2.3 车载可卸式森林消防装置[7]

森林消防车是高效扑救森林火灾的大型设备，但因其价格昂贵并且一般为季节性使用，有些林业企业很难按需要配备.整体可卸式森林消防装置（见图2）可以方便地装载在林区

已有的车辆上，其灭火功能与森林消防车大体相当，制造成本仅为专用森林消防车的

10%-15%，所以能成为一种经济实用的水灭火设备.它共有4种型式形成系列，分别适用于轻型客货两用车、2t 级轻型货车、5t级中型货车和J50型履带式集材拖拉机等车辆，主要技术参数见表2.4种型式装置的区别仅限于水箱的容量和形状分别与不同车型匹配，其余部分相同.其中6MXC5,6MXC15和6MXC40 3种型号与通用汽车底盘配套，适用于道路沿线；6MXT20与履带式集材拖拉机匹配，适用于林内无路地带.全套部件组装成整体，到防火季节在相应的车辆上固定后，即成为一辆水罐式消防车，两支射水枪水平有效射程不少于25m，喷水量各为1.25L/s，可直接扑灭高强度地表火和部分树冠火，水枪可连续喷射或点射，以节省灭火用水.装置从车上卸下后，车辆即恢复原有功能，由于所选择的几种配套车型在林区保有量较多，因此容易在林区普及。