脉冲气压喷雾水枪在扑灭林火中的应用

杨维东，刘 辉，杜 梦

（北京九州尚阳科技有限公司，北京 100142）

森林火灾是当今世界上最难灭的火灾之一。目前，国际通行的方法是用飞机洒水灭火。很多国家都不会用人力直接扑救森林火灾。因此，森林火灾一旦发生，其燃烧的面积就较大，时间就比较长。

我国森林面积相对较少，森林对国民经济来说十分重要。因此，当我国发生森林火灾时，往往是军民齐上阵——人海战术。用相对落后的灭火装备直面森林火灾，容易造成不必要的损失。

1 脉冲气压喷雾灭火装备灭火原理

应用水雾灭火原理扑救森林火灾，国内外专家早有研究。同等量的水化成水雾可以使吸热面积大为增加（视雾化程度可增加几千倍至几万倍），水雾汽化，吸热量将增加几百倍，因而可以使灭火效率大大提高。用水作灭火介质，具有费用低、自身没有污染的优点。然而，由于火灾形成时其周边存在强大的热气流阻隔层，质量很轻的水雾难以进入火灶中心，至使应用水雾灭火直到近几年才实现实用化。这种新技术的关键，是以压缩空气为动力，用脉冲冲击、雾化吸热、隔绝氧气等方法实施灭火。脉冲气压喷雾灭火装备核心部件是脉冲气压喷雾水枪（简称脉冲枪），其工作原理是以一定容量并具有设定压力的压缩空气为动力，瞬间将少量的水（也可以加入少量添加剂）快速推出，形成快速气水雾流，使之冲破火焰上升热气流的阻隔直达火灶中心区域，将燃烧物温度迅速降到燃点以下，同时大量水雾遇热气化以后形成的水蒸气又阻隔了氧气进入火灶中心，从而实现快速灭火目的。

2 脉冲气压喷雾水枪的灭火特点与优势

2.1 高效

脉冲气压喷雾水枪与传统直流水灭火装备相比，在使用等量灭火介质情况下灭火效率要高出许多。这是因为脉冲气压喷雾水枪喷射的水雾具有强大的冲击力，其射程可达32 m（有效射程达17 m），喷射出的水雾（水滴直径大部分在2～200μm）极大地增加了吸热面积。另一方面由于水雾具有强大动能而能够冲入火灶中心甚至微细缝隙之中，直接而快速地降低燃烧物的温度和燃烧区域空气中氧的含量。

2.2 节能

应用传统的直流水灭火，水的有效利用率仅在10%～15%，而脉冲气压喷雾水枪灭火，水的有效利用率一般可达85%～90%。以载水量为35 L的推车式脉冲气压喷雾水枪为例，3套这种装备基本与载水量为1吨的传统消防车具有等效的灭火能力。使用本设备，在遍布草原、森林等取水不便的地域扑救火灾具有独特的优势。

2.3 环保

脉冲气压喷雾灭火设备使用的灭火介质是水，灭火中又不产生大量的污水，因此它本身既不产生污染，又不会将火灾现场的有毒有害物质带到周边地区对环境造成危害。彻底避免了传统灭火方式产生的灭了火灾成“水灾”的情况，这对于粮库、物资库、文物古迹、图书资料库等环保要求高的场所灭火是非常适用的。

2.4 机动灵活操作简便

脉冲气压喷雾灭火装备可以快速组装和拆卸，操作简便，体积小，重量轻，能快速投递，快速投入扑救火灾。该装备自备一定的动力源和灭火介质，可以灵活进入狭窄空间，扑灭复合型火灾。它既可以作为常备的灭火器材（但威力要大得多，）又可以组合使用作为专业消防部门的灭火装备。

2.5 应用范围广

脉冲气压喷雾水枪喷射特点是脉冲式发射（发射间隔小于3秒），喷出的水是不连续的水雾，不能形成导电回路，因而可以用它直接扑救带有高压电的电气火灾而能确保消防人员的人身安全（在设定的距离外）。这一点传统直流水灭火装备是做不到的。

此外，脉冲气压喷雾水枪发射的水雾，具有强大的剪切力，所以对于扑救气体类火灾具有特别优势。在灭火介质中加入少量添加剂还可以扑救油类火。同时该设备还可以拓展功能兼作防暴、发射灭火弹、发射救援绳缆装备使用。因此，它是一种适用面广的装备，可以一机多用。

多年来，林区一直用铁锹、皮条、风力灭火机等机具扑救地下火、树冠火，不仅费时费力，而且达不到预期效果。尤其是扑救树冠火时，遇有大风天气，扑火队员根本无法接近，很难控制火势的蔓延。

实施以水灭火是扑救地表火和树冠火最有效的方法。它可以最快的速度降低火温度，以最短的时间控制火势蔓延，减少火灾对森林资源造成的损失。

林区水源主要来自蓄水池、自然河流等。但要使大型消防设备上山，还存在许多局限。道路、山势、地形都制约着这些装备的战斗力。

使用脉冲气压喷雾水枪，既可以实现以水灭火的目的，又不受道路、山势、地形的影响，而且脉冲气压喷雾水枪省水，灭火效率高，不失为一种适用于扑灭林火的单兵装备。

3 扑灭林火的方法

3.1 控制火头、切断火线

由于脉冲气压喷雾水枪是脉冲式发射，每3秒1枪，这就要求我们在扑灭林火时，要集中一定数量的脉冲气压喷雾水枪攻击。5人1组，两组交替射击。选择一个火势相对较弱的地方，作为突破口。第1枪，10条枪同时发射，以便使火场温度迅速降低；第2枪，前1组5人开始射击，后5人准备，第1组发射了，第2组再发射。同时，向火场薄弱地方猛烈射击。然后呈正三角形向前、左、右同时进发，同时发射，争取切断火线。如果火势很大，可加派几组依照上述方法实施灭火。

火线被切断后，第1梯队换气、装水。第2梯队对切断的火线形成包围圈，分段扑灭。

例如对20 m×10 m×100 m的火线，可分成3段实施灭火。每30 m左右安排1组，每1组每个人间距2 m，这样在切割火线时，就可以快速突破，在10分钟内就可将100 m长的火线扑灭。稍微修整一下，就可投入下一轮战斗。用兵60人，设备30套。

3.2 灭树冠火和地表火

脉冲气压喷雾水枪的喷射距离在30 m以上，有效喷射距离在17 m以上，成雾状，并具有一定的冲击动能，在风力达到5～6级时仍能够保证水雾的射击高度达到10 m以上。因此对于灭树冠火有特别的优势，尤其是对于分布在我国南方陡峭悬崖上的灌木丛，灭火效果更佳。正因为脉冲气压喷雾水枪采用的是脉冲式发射，其在喷射的一瞬间，具有强大的冲击力，这种冲击力结合水雾同时作用于地表火，能够快速、高效地灭地表火。到达火场时，如果温度很高，人无法靠近，可向前进方向打一枪，以便降低火场温度，使人员能够靠近。灭火时，应首先向火灶中心（火焰最亮的地方，也就是温度最高的地方）射击。先将火灶中心的火灭掉，再去清理余火。这就是脉冲气压喷雾水枪不同于其他灭火装备的地方。

3.3 隔障碍物灭火

脉冲气压喷雾水枪所喷射的水雾是枣核状水雾团，从正面看，最大直径可达5 m。因此在有灌木、沟壑阻隔的情况下，应避开粗大树干，在树木相对稀少的地方向火灶中心射击，就可以快速有效地使水雾穿越障碍物实施灭火。

3.4 铺设防火带

脉冲气压喷雾水枪可在扑救林火中起到阻止火灾蔓延的作用。

在需要建立隔离带的地方，用兵40人，设备20套，10分钟内可建立10000 m2的隔离带，阻止火灾蔓延。方法：在脉冲气压喷雾水枪的水桶中加入6%的阻燃剂，与水混合，每10 m2一个战士，依次铺开。10 m×10 m的范围内每个战士用脉冲气压喷雾水枪均匀发射在植物上，使植被上吸附水雾，起到潮湿冷却、阻燃的作用。当火势蔓延到隔离带时起到阻隔、抑制火势的作用。即便有的地方未被吸附到，火势到此也一定会减弱。再集中脉冲气压喷雾水枪攻击，必将火势压下来，直至扑灭。

3.5 改变火线的燃烧方向

用脉冲气压喷雾水枪可以改变火线燃烧的方向，当火势朝不利战斗员的方向燃烧时，可集中脉冲气压喷雾水枪向火势燃烧的方向猛烈射击，使之改道。按我们意想的方向前进，或就火势大小，给予歼灭。

3.6 关键时的救护作用

在扑灭林火的过程中，经常遇到火线突然改变方向的情况，有的直接威胁到灭火人员的人身安全。这时可用脉冲气压喷雾水枪向人员的上方、火势来的方向或人员撤离方向射击，在灭火人员的身体上方设置一个水雾屏障。利用脉冲气压喷雾水枪雾化吸热的原理，直到降低火场温度，保护人员安全撤离。

4 后勤保障

组织一个森林灭火突击队，后勤保障是十分重要的。可配置履带式森林消防车、运兵车等，在离公路近的地方，可由车辆提供水源、气源等。如果火场远离公路又无道路可走，可采取接力供应、分段运输、人背肩扛等方法，保障一线灭火物资的急需。

例如，公路距火场30 km，可在分别15 km处、10 km处、5 km处设置中转站，水源就地采集。气源由供气车将充气泵、气瓶派遣到前线各中转站，气瓶数量是脉冲气压喷雾水枪数量的10倍，这样就可保障脉冲气压喷雾水枪气和水的不间断供应，保障战斗力的持久。

建议将已配发到林区的消防水泵和脉冲气压喷雾灭火装备结合起来使用。这样，既解决了灭火用水的补给问题，又大大提高了水的利用率；另外可以选用充气车进行动力源的补给，使脉冲气压喷雾灭火装备在扑灭林火灾时能够充分发挥它的安全、高效、节能、环保的作用。