郑巍
上海格拉曼国际消防装备有限公司
摘要：由泵浦消防车，水带敷设消防车等车辆组成远程供水系统在特大火灾扑救的火场供水中起到重大的作用，解决了火灾现场没有消火栓供水或者离水源比较远的问题，本文对远程供水解决方案及其车辆的功能配置进行了介绍。
关键词：消防；供水系统；解决方案
1.前言
自从2018年10月9日公安消防部队移交应急管理部交接仪式，消防部队全部退出现役，成建制划归应急管理部，在消防所承担的职责中，灭火只是一小块，综合化的应急救援已然是大方向，因此对消防队而言，为应对各种复杂的救援工作，所配备的消防车的种类不单单是以往的水罐泡沫消防车，各种具有特殊功能的消防车孕育而生，其中由泵浦消防车，水带敷设消防车等车辆组成远程供水系统在特大火灾扑救的火场供水中起到重大的作用，解决了火灾现场没有消火栓供水或者离水源比较远的问题。目前国内各消防部队及消防装备制造厂家针对大型、特大型火灾研制并配备大流量远程供水系统，为大型、特大型火场的火场供水提供了切实可行及经实践检验的供水解决方案。
2.系统功能介绍
根据目前远程供水系统的车辆配置，主要有下面三个方面的使用功能：
2.1.消防功能：当发生重大火灾，大流量远程供水系统可以将几公里以外的水源以最大流量、最大速度引到火灾现场，进行长时间持续的灭火。灭火时间可以在昼夜不间断的情况下连续工作一个星期以上，水源可以使用江、河、湖、海等自然水源。各类重特大火灾，如万吨级油罐、高层建筑、大面积市场、大跨度厂房，平均灭火供水强度400L/S(升/秒），石化类重特大火灾，灭火供水强度要求600L/S（升/秒），消防功能也是目前使用最多的功能。
2.2.排涝功能：大流量远程供水系统还具有排涝作用，当某个城市发生重大水灾，该系统能够以最大的排量、最快的速度为城市进行排涝清污工作。特别能将地下设施（矿井、地铁、地下隧道）以800L/S（升/秒）超大流量快速排水。
2.3.输送饮用水功能：大流量远程供水系统还可以作为城市必备的应急设备，如在某一城市发生特大灾难时，城市的饮用水管线遭到破坏，居民没有生活用水，在这种情况下，该系统就能起到应急供水作用。它可以在很短的时间内将城市居民所需要的生活饮用水从遥远的地方引到城市，满足城市居民的生活用水。
3.远程供水系统目前常用的配置情况
远程供水系统通常由几辆具有各自功能的车辆组成，他们分别是配置吸水泵模块、增压泵模块、自动取水系统的泵浦消防车，装置了1000至3000米的大口径水带、自动收带机、自动理带机、水带清洗机的水带敷设消防车，配置了增压泵模块系统的二次增压车和运输各类供水系统器材的器材车组成。
将这些车辆根据供水距离和供水流量不同可组成多种配置：
3.1.单车一公里：
一辆水带敷设消防车（可存放1000米DN300水带），随车配置一个吸水模块机器人（包含一个流量200L/S的浮铤泵）。
单干线供水：供水流量200L/S时，供水距离1000米，系统终端供水压力：≥0.2MPa。
3.2.两车两公里：
一辆泵浦消防车（包含两个流量200L/S的浮铤泵，一个流量400L/S的增压泵），一辆水带敷设消防车（可存放2000米DN300的水带）。
单干线供水：供水流量200L/S时，供水距离2000米，系统终端供水压力：≥0.6MPa。
双干线供水：供水流量400L/S时，供水距离1000米，系统终端供水压力：≥0.8MPa。
3.3.三车四公里：
一辆泵浦消防车（包含两个流量200L/S的浮铤泵，一个流量400L/S的增压泵），两辆水带敷设消防车（可存放2000米DN300的水带）。
单干线供水：供水流量200L/S时，供水距离4000米，系统终端供水压力：≥0.2MPa。
双干线供水：供水流量400L/S时，供水距离2000米，系统终端供水压力：≥0.6MPa。
3.4.四车六公里：
一辆泵浦消防车（包含两个流量200L/S的浮铤泵，一个流量400L/S的增压泵），一辆二次增压车（包含一个200L/S的增压泵），三辆水带敷设消防车（可存放2000米DN300的水带）。
单干线供水：供水流量200L/S时，供水距离6000米，系统终端供水压力：≥0.5MPa。
双干线供水：供水流量400L/S时，供水距离3000米，系统终端供水压力：≥0.4MPa。
4.泵浦消防车的组成及工作原理
.png)
泵浦消防车主要由底盘、吸水系统、液压系统、增压系统、增压泵发动机、随车起重机及整车车厢等组成，如图1所示。
吸水系统共二套，其中一套由底盘发动机驱动，另一套由独立发动机驱动，每套吸水系统均由发动机通过液压系统及60米液压卷盘向液压浮泵提供动力。
增压泵由单独的增压泵发动机驱动，吸水泵将水从水源中抽出后通过DN250的水带输送到车上的增压泵，水经增压泵增压后通过DN300的水带长距离的输送到火灾现场，泵浦消防车结构原理图见图2。
两套液压胶管绞盘与吸水泵置与车尾吊臂一体安装，可向左、右旋转90度，满足左、右、后三面取水要求，进出油管与吸水泵联接，操作人员操作随车起重机及卷扬机的将吸水泵轻松、顺畅、快速地吊至取水地点或回收至车厢内，垂直取水时，起重机用于施放、吊挂吸水泵及吸水大口径水带，坡道取水时，起重机用于施放、回收吸水泵，远程供水系统工作状态示意图见图3。
.png)
5.水带敷设消防车的组成及工作原理
.png)
5.1.机构及设计概述
水带敷设消防车主要由大功率底盘，收理带系统，水带箱及大口径水带组成，如图4所示，其中收理带系统包括水带自动收卷装置、理带装置，水带自动清洗装置及控制系统等部分组成。自动收卷装置可自动回收水带，具有接口自动感应功能，施放水带速度0～15km/h，回收水带速度0～3km/h，自动理带部分：由理带机械手及自动程序控制系统组成，可自动整理、码放水带，整理水带速度3km/h，与收带机收卷速度完全一致，当需要检查、整理、维护水带或水带箱时，自动收带理带系统可以2km/h的速度将水带有序地导出水带箱，为维护工作提供便利条件。清洗模块：由液压动力单元、高压清洗泵、水箱、高压喷头等组成，在收带同时可对水带上下表面进行清洗，去除水带表面灰尘、泥浆等。水带储运箱：用于承载DN300mm大口径消防水带3000m及各类接口等设备。
水带敷设车的主参数是可携带水带的总长度，在设计车辆时，如何在满足车辆最大长宽高尺寸要求下，充分利用空间存放更多的水带也是设计车辆时需要重点考虑的方面。如图5所示，首先在车厢尾部做了下层式的结构，水带放置时可将影响水带摆放整齐度的水带接头集中放置在车尾下沉处，其次根据水带的平摊后的宽度，将车厢内部用护栏分隔成四份，水带可有序得放置在各个分隔内，互不干扰。
根据设计后的车厢尺寸计算水带存放量，经测量单层水带平放厚度：20mm。
车厢内尺寸为8245mm，可水带可存放长度按8000mm计算，车厢内高度为1600mm
单层水带长度：水带长度×列数=8000×4=32000mm
水带可放置层数：可放置总高度÷水带厚度=1860÷20=93层
水带总长度：单层水带长度×可放置层数=32000×93=2976000mm=2976m
水带叠放越高，重量越大，厚度越小，故预估该车可放置3000米DN300的水带
.png)
5.2.水带的选择
大口径水带作为远程供水系统中重要的组成部分，对于水带的选择也是非常重要的，通常选用内外层均为聚醚型聚氨酯材质一次成型的水带，另外还需要满足下列要求：
5.2.1.水带要求具有低压损，
压力损失主要取决与工作压力下的口径（D）与当时流量（Q）的比例关系：Q2/D5,，相同工作压力下口径越大，压损越小，内壁越光滑，粗糙度小，沿程阻力小，压损低，故主干网以DN300mm的水带为主，少部分使用DN350mm和DN400mm的水带，工作压力1.0Mpa或者1.3Mpa。
5.2.2.水带延伸率
水带低延伸率通常≤1%，低延伸率对水带的耐磨性能有决定作用，以300mm口径的水带充满水，每米重量约80kg，200米水带的重量约16吨，一次成型水带，200米伸长2米，水性PU涂层水带，200米伸长4-6米，水带铺设后呈S型移动，可想象成，当一个16吨的箱子，一个推2米远，一个推4-6米远，哪一个箱子磨损最厉害？答案显而易见，见图6水带的S型移动。
.png)
5.2.3.耐磨性、安全性
水带采用聚氨酯材质，硬度为ShoreA 85，保证其耐磨并防止穿刺现象，水带的爆破压力高（≥3Mpa），发生爆破时，纬线断裂，经线无断裂现象，具有较高的安全系数，10-300型水带拉断强度可达57吨。
6.单车远程供水系统
多车组成的远程供水系统解决离水源比较远的火灾现场供水的问题，但对于消防救援队来说，实现整个远程供水的操作需要配备非常多的人员投入，平时对车辆的停放需要提供多个车库，根据这些问题，对于供水距离不超过1000米，流量为200L/S的供水需求，设计了单车供水系统的车辆，该车包含水带敷设车的收放水带的功能和泵浦消防车吸水供水的功能。
如图7所示为单车供水消防车的结构示意图，从图中我们可以看出，该车的车身前半部分跟上文说到的水带敷设消防车非常相似，由底盘，水带系统，水带箱及水带组成，只是水带箱的容量缩小为可放置1000米的DN300大口径水带，车尾部有一个大的平台及液压折叠爬坡板，履带式的吸水机器人可通过爬坡板上下车作业。
.png)
图8为单车供水系统工作时的示意图，该系统在工作时，吸水机器人可以从爬坡板上开下来，与消防车脱离，这样机器人吸水工作和车上水带的敷设工作可以同时进行，节省了整个系统展开时间，为火灾现场的灭火工作赢得了时间。
.png)
吸水模块机器人：由独立发动机、液压动力传输系统、浮艇泵、液压直臂吊、控制系统和履带自行走机构组成。
液压系统组成：液压动力系统由进口柱塞泵、控制阀、30米进回油胶管、液压马达等组成，系统通过发动机驱动液压柱塞泵提供液压动力，在液压阀的控制下，通过液压胶管供给液压马达驱动浮艇泵工作，液压油经回油胶管回至液压油箱，如图9所示。
.png)
7.结语
随着我国经济的发展，生产规模的不断扩大，火灾的形势越加严重，火灾的种类也越加复杂，供水问题已经成为灭火救援中需要重要解决的难题，远程供水系统正是解决这一难题的有效方案，大大提高灭火救援的效率。根据使用要求的不同，供水系统可以有多种组合，但是其核心就是吸水，增压，远距离输送以及水带收放的快速和便捷，对使用中发现的问题及时改进，增加新的功能，是接下来需要研究和探讨的。
参考文献
[1] GB 7956.7-2019 消防车 第7部分：泵浦消防车
[2] GA39-2016 消防车 消防要求和试验方法