远程供水系统在火场供水中的应用研究

邓凯夫 辛晶 朱泰运

随着近年来火灾的不断发生，火灾的威胁及造成的损失也在不断增大，复杂的火情对消防救援人员提出了更高的要求，尤其在消防供水保障方面，持续时间长，强度高，任务重。从我国实际案例分析，科学、有效、不间断的供水是取得灭火行动胜利的重要保障，而远程供水系统能提高消防供水的效率。

但我国对于它的研究还处于起步阶段，2011年朱赟对远程供水系统进行了基本介绍[1]，2016年张潇提出了一种针对远程供水系统的战斗编成方法[2]。而在国外对远程供水系统的研究较为深入，2009年Matija Stipic提出了基于GPRS技术的远程供水控制和监控系统[3]，2016年Alireza Bahadori通过对远程供水系统的二次加压，同拖车炮等组成灭火系统指导火灾扑救[4]。而本文中，结合国外先进经验，针对远程供水系统在实际中的应用进行理论分析，丰富了相关系统的理论体系，并通过理论体系优化了远程供水系统的设计，从而解决消防部队在灭火行动中供水不足的问题。

1 远程供水系统的概述

1.1 远程供水灭火系统工作原理

远程供水系统，指的是可实现每分钟供水量达到10000L，并且供水距离达到1km以上车载系统。远程供水系统由1辆泵浦消防车和2辆水带敷设消防车组成，如表1所示。该原理是利用水带泵浦消防车加压泵从消防水源取水，通过水带敷设消防车铺设水带以及吸水泵的方式，将水源通过水带供给火灾现场的灭火装置。由于不同厂商的远程供水系统存在着一定差异，想要进一步实现长距离供水，则需要通过增加加压泵的方式实现远程供水系统。如果加压泵能有效满足远程供水系统的需求，可通过水带供水的方式实现远距离、大流量的消防用水供应。但是，要彻底解决远程供水系统的问题，还需要通过运用固定水炮、拖车水炮等进行火场灭火。

另外，如果使用拖车水炮以及水、泡沫两用消防炮，还需要适当增加泡沫模块。通常情况下，不同模块的连接方式主要为两种，第一种为集装箱式连接，通过车辆拉钩吊臂实现固定，其优势在于方便消防设备的安装与拆卸。第二种为半挂车模块，此方式通过半挂车进行消防设备的运输，并且车辆具备起吊机，到达火场后通过起吊机将消防设备卸到地面进行灭火工作。

1.2 远程供水灭火系统的使用要求

远程供水系统中各个模块的类别、主要性能要求与使用中的注意事项，本文在查阅不同厂家远程供水系统以及相关文献的基础上，结合自身的实践进行了相应的总结，如表2所示：

表1 远程供水系统模块组成

远程供水系统使用的水带是大口径、可扁平盘卷的聚氨酯软管/水带、NBR（丁腈橡胶）软管和PVC（聚氯乙烯）软管/水带，不同内径的聚氨酯水带的测试参数如表3所示：

目前消防队常用的水带为大口径聚氨酯软管水带，它是一种正压输送、可扁平盘卷的软管，由TPU（热塑性聚氨酯弹性体橡胶）内胶层、纤维增强层和TPU外胶层组成[5]。它具有口径大、流量大、承压高、输送效率高等优点，工作压力达到10kg，承受强度在15t以上。

2 远程供水系统在实践中存在的问题及对策

2.1 远程供水系统在实践中存在的问题

2.1.1 取水点设置不科学

从消防远程供水系统来看，远程取水的限制因素包括车辆的展开宽度、工作比长度等。车辆占道造成了无法停靠，取水处周边遮蔽物导致车辆无法正常伸展支脚，这些问题都可能对其泵车取水造成影响。

以目前消防常用的泵车为例，大部分泵车都配有液压驱动式起重吊臂，其最远工作距离为7.2m，最大工作高度为9m，但对水源的要求相对较高，当水源中所含有的颗粒状杂质直径较大时，则无法进行取水工作。该系统车组，即使不算箱体，长度达9m以上，宽度可达到3.5m，高度最高则达到3m，这对于车辆的停放提出了更高的要求。在实际灭火救援中，由于客观因素的限制，无法接近取水点而通过其他方式取水，大大降低了火灾扑救的效率。

2.1.2 缺少必要的移动辅助设备

以目前较为常用的远程供水系统来看，主要问题是水带质量大、长度长[6]。在远程供水系统中，水带的单位质量介于5-5.5kg/m之间，其中干线铺设直径为25cm以及15cm的水带各600m，其它水带则组成远程供水系统的支线水带。通常情况下，干线水带每条长度为200m，也就意味着一条干线水带的质量将达到1000-1100kg之间，在战斗初期水带的铺设、中期水带的增加还是后期水带的回收，都需要人工进行处理。而在火场中，这种处理方式耗时长，很可能错过火场救援行动的最佳时机。

表2 远程供水系统各模块性能指标及要求

表3 在不同内径下的测试参数

图1 远程供水系统在灭火中的对策制定图

2.1.3 供水编成缺乏合理性

远程供水系统的编成问题是亟待解决的重要问题。在火场中进行远程供水需要指挥部进行相应的部署，并且进行整体的科学计算。根据相关研究发现，远程供水的编程有以下几个方面的不足：

首先，对于供水编成本身来说，指挥部缺乏整体统筹规划的能力，没有发挥其供水的最大效能。火场救援所提供的水流量仅为26400L/min，但是在实际的火场中，其水流量远远小于这个数值。除了场地等因素的限制之外，枪炮阵地设置的不合理也是主要的受限因素。

其次，缺乏远程供泡沫液系统，在战斗中提供保障的车辆也不能及时跟进。在实践中发现，大多数中队缺乏远程供泡沫液系统，供液工作明显准备不足等都是其问题的集中表现。同时叉车数量的限制，依靠人力进行搬运，加注泡沫液的做法效率低、成效差，消耗了大量的人力和物力资源，也影响了灭火救援的时效性。

2.2 远程供水系统在灭火中的研究对策

解决远程供水系统在灭火救援中的问题，仅仅依靠消防部门一支或几支队伍是远远不够的，需要多方共同努力。如图1所示，本文将从强化供水点的合理布局与加强供水编程的合理训练两个方面进行分析研究，提出相应的对策。

2.2.1 强化供水点的合理布局

如何进行供水合理化布局，解决天然水源与远程供水系统之间不配套的问题，是研究的关键所在，本文中采用以下方法进行改进：

第一，利用码头建设取水车位。在建设前期要充分的考虑到车位部分是否可以承载远程供水系统的高度、宽度、长度及自身的荷载[7]。

第二，在城市布局中要有独立的水源引水装置，城市每个区域应具备多个持续取水的水源，取水的位置需满足消防车停车距离，避免道路狭窄，车辆无法通行，影响取水的效率。在利用城市水源进行取水时，应要求抽取较差水质的管道直径大于35cm，并且将管道与车辆进行连接。取水管应当设有过滤网，防止杂质进入。消防水源取水点的设置应当避免与城市排污管道相连接，防止污水中存在的杂质堵塞消防管道。另外，可利用吸水井进行供水，这样有助于浮挺泵的放置与工作。

第三，若是未进行开发，或者即将进行建设改造的城区，应及时规划人工水源的贯通网络。根据现有的国家消防规范，在城市大多数高层建筑或者部分多层建筑物应设置独立的消防水池。在城区规划中，应考虑街区的角度和位置，进行单独的设置以满足消防取水的可靠性，将街区内所有的消防水池相连接的管道进行单排串联，发生火灾时，可及时的供消防车辆取水，同时设置满足远程供水系统取水的车位。这些消防水池在平时应由消防部门与地方管理部门联合管理，在有需求时统一开启，进行系统性取水。也可设置独立的传感器，发生火灾时，可自动感应或由人工远程打开，实现消防取水的智能化，做好供水保障工作。

2.2.2 加强供水编程的合理训练

合理的训练能指导实战行动，想要进一步提升远程供水系统在实战中的应用，应结合泡沫消防车。在大型火场中，将供水消防车及远程供水系统共同组建专门的消防车辆编成[8]。消防车辆进入火场后，根据不同模块进行编组，并且结合火场需要依次进入阵地。当灭火战斗开展后，远程供水指挥员进行备用车辆的编排，明确不同参战模块力量及任务。在训练过程中，消防员要强化“模块化作战”的意识，化繁为简，不同模块需要专人负责指挥。供水训练可通过运用潜水泵潜水位“双干线”并联供水、增压泵潜水位“双干线”并联供水、潜水泵与增压泵深水位“双干线”串联供水等方式进行训练。另外，从目前国内泡沫灭火剂以及相应供给系统来看，国内研发的泡沫远程供给系统由泡沫运转车和泡沫分配车辆组成，实现了泡沫灭火剂在火灾现场的快速传输与分配。

2.2.3 借助国外先进的远程供水经验

从目前国外消防队装备的配置和实际应用来看，解决目前一些设备不利于移动的难题可通过拖车泵实现。拖车泵是一种有效的远程供给装置，由于拖车泵自带大功率水泵，并且车辆体积相对较小，只需靠近水源便可实现供水。因此，我国消防应结合实际，引进并优化该设备。此外，我国也应当借鉴国外远程供水经验，为消防队配置简易的水带推车，推车宽度可结合消防实际需要的干线水带宽度的两倍为宜，这样只需要1-2名消防队员便可实现水带的铺设与回收，从而解决了远程供水系统水带铺设与运送的难题。

3 远程供水系统在实际火灾中供水的可行性分析

安徽八一化工厂位于蚌埠市禹会区徐山路西段，占地面积约40万m2，使用面积为10.5万m2，是国家级重点技术产业。它由多个大型的气体和液体储罐组成，主要生产氯气和液氯并对其进行加工。2012年5月27日23时20分许，由于技术人员疏忽，未对生产

装置进行安全检查，二楼平台的法兰处大量氯苯泄露，并蔓延扩大，导致氯苯车间西楼降膜平台发生火灾。安徽总队紧急调集5个消防支队，47辆消防车，304名消防员，经过6h的奋力扑救，成功疏散200余名工人和数千名群众，有效保护了毗邻化工原料储罐和生产装置。这次事故过火面积高达2800m2，直接经济损失203万余元[9]。图2是八一化工厂起火现场。

目前，我国东部及沿海发达地区消防设施较为完善，基本上配备了一定数量的大功率、大流量消防车以及移动式消防炮等。但由于火场情况的复杂性和不确定性，消防供水的强度往往达不到火场用水的需求，从而导致灭火效率大大降低，其主要原因包括：火场水源有限；建筑物中的固定供水设施在爆炸、火灾中遭受破坏；市政供水管网和自动灭火设施的供水强度严重不足等。因此，利用远程供水系统能够有效解决供水不足的问题[10]。本文以“安徽八一化工厂火灾”为例，从水源设置、用水量及灭火装置等方面对远程供水系统在实际火场供水中进行了可行性分析。

图2 八一化工厂起火现场

3.1 水源设置的确定

该化工厂周边水源情况如图3所示。八一化工厂毗邻淮河，距离淮河约1.5km，从距离上看，满足了运用单车铺设水带供水要求，并且利用远程供水系统可将淮河中水源输送到八一化工厂任何区域。对化工厂以及淮河进行勘察后发现可运用三种方式进行供水：

第一种供水方法是在解放路淮河大桥开展远程供水，桥面与淮河的垂直距离大约为30m。由于季节降雨量因素的影响，水位会在2m上下浮动。在桥面进行取水，则取水高度只需要设置在35m且运用液压潜水泵进行供水。

第二种供水方法在淮河沿岸边进行短距离取水，虽然距离火场约500m，但岸边距离水面高度为5m，运用离心泵取水则较为困难，需要运用液压潜水泵进行供水。由于淮河水质较为浑浊，岸边土质较为疏松，因此限制了远程供水系统的放置。

图3 八一化工厂周边水源情况

图4 八一化工厂远程用水系统示意图

第三种供水方法是采用室外消火栓对车辆进行供水，火场附近共有11个消火栓，可以满足部分车辆的取水需求，但由于火场面积较大，需水量大，仅室外消火栓的供水量远远不能解决供水的需求。所以，使用室外消火栓的同时，应选择第一种供水方法进行供水。

3.2 用水量的确定

结合我国消防法对工业厂区的要求和对用水量的相关规定，对于中型化工厂合成氯碱等化工品，当发生大型火灾时，要确保消防用水量满足40-60L/s。对于大型化工厂合成氯碱等化工产品，消防供水量则介于60-80L/s。八一化工厂火灾已经对多个化工装置造成影响，火灾现场供水量则需要达到200L/s以上，由于远程供水系统提供水量为10000L/min，一个远程供水系统无法满足灭火需求，因此至少需要两个远程供水系统同时工作。

3.3 灭火装置的选择

由于化工厂的特殊性，在消防灭火装备方面应当选择大功率的消防泵以及射程超过120m消防炮，还要为消防炮配备操控距离大于150m的无线操控系统，另外，应当设置2个DN150的快速出水口以及8个DN80的快速出水口，实现火场供水中车辆与车辆之间，车辆与消防炮之间的相互配合，从而达到及时供水的目的。

3.4 远程供水系统的应用

远程供水系统在八一化工厂中的应用如图4所示，其中包括消防用水的取水、水带的铺设、消防用水的传输以及现场灭火装置进行灭火的行动。

远程供水系统与八一化工厂内的消防设备及消防车联合使用，当八一化工厂发生火灾时，远程供水系统开启，通过水带进行水量的传送，在八一化工厂内设置消防水带，调整消防炮角度以及其他消防设备，对准火场进行灭火。

综上所述，远程供水系统可将几千米甚至几十千米以外的水源不断地输送到火灾现场，并同时给多台消防车或消防炮连续长时间供水，满足火场大范围、长时间灭火作业。

4 结论

随着近几年火灾形势愈加严重，火灾种类愈加复杂，供水不足已经成为灭火救援实战中的难题，远程供水系统的作用也体现得淋漓尽致。本文研究分析了远程供水系统的工作原理和方法，根据我国现状并结合国外经验，对远程供水系统提出了几点建议。并以安徽省八一化工厂火灾为例，分析了远程供水系统在化工火灾中的应用。得出如下结论：远程供水系统能够有效解决在化工火灾扑救中存在的供水不足问题。同时，消防员可将远程供水系统与传统的消防灭火装置(如消防车、消防炮)有效地结合使用，大大提高灭火救援的效率。