以技術創新推進國際先進裝備本土化

文/李一平

國際先進裝備大流量遠程供水滅火系統，是目前針對大型儲罐滅火處置的唯一解決方案，中化舟山隊針對國內滅火處置實戰需求進行探索，在裝備創新、系統開發、性能升級等方面，開展科技攻關和研發創新，優化提升效能，有力保障國家能源戰略安全和區域安全。

隨著我國經濟的快速發展，目前國內有數千個大型原油儲罐，而大型儲罐發生火災事故，極易造成嚴重的經濟損失、環境污染和社會影響，特別是大型儲罐全液面火災撲救仍是世界級難題。保障原油儲運國家財產與生產安全，已經成為安全生產應急救援專業隊伍一項刻不容緩的課題。

國際先進裝備本土化遇難題

大流量遠程供水滅火系統是目前針對大型儲罐滅火處置的唯一解決方案，多次在滅火實戰中得以驗證，其成功撲滅了2001 年美國諾科煉油廠10 萬m3成品油汽油罐全液面火災，用時65 min，是目前全世界經實戰檢驗唯一成功撲救了10萬m3大型儲罐全液面火災的特種設備。

為了更好地保障國家戰略油品儲備安全，國家安全生產應急救援中心在中化舟山隊列裝了2 套針對大型儲罐全液面火災撲救、國際領先的大流量遠程滅火系統，建設撲救10 萬m3大型儲罐全液面火災的應急能力。

大流量遠程滅火系統是由一臺組合泵組車、一臺二級增壓泵車、兩臺水帶車和一門大流量拖車炮組成，其具有流量大、鋪設距離遠、射程遠、持續運行時間長的優秀特點。其工作原理是通過組合泵內的一臺卡特彼勒C9 柴油發動機，來驅動2 臺液壓浮艇泵從水源處吸水作業（最大吸水量可達3 萬L/min），將水輸送至組合泵的增壓水泵內，再由一臺卡特彼勒C18 柴油發動機驅動增壓水泵進行增壓，通過300 mm 聚氨酯高強度水帶輸送至二次增壓泵或是大流量拖車炮處，實現單程6 km 超遠程供水。按照撲救10 萬m3大型儲罐全液面火災的實戰滅火力量計算，單套滅火時間包括65 min 泡沫噴射和30 min 泡沫覆蓋，共約需235 萬L 水。

泡沫數據測試

裝備的先進性還需配套科學的滅火技術，其靈活的模塊化系統可以根據需要單獨使用或者組合使用，使其能根據滅火的實際需要設置最優投射角度和最短距離。

但是，該系統還缺少一套適用于國內成熟的戰斗編程和設備運行保障體系。為最大化發揮裝備效能，在列裝裝備后，中化舟山隊積極針對國內滅火處置實戰需求進行探索，在裝備創新、系統開發、性能升級等方面開展科技攻關和研發創新，優化提升效能，有力保障國家能源戰略安全和區域安全。

以技術創新為突破提升滅火裝備適應性

大流量遠程滅火系統可以實現3 ～6 km、2.5 萬～5 萬L/min 的泡沫混合液投放。經過滅火現場分析，中化舟山隊選擇應用水成膜1%型泡沫，可減少滅火現場泡沫空間占比；與傳統泡沫應用相比，減少了3 ～6 倍的泡沫原液需求量。國內大型儲罐基本布置在沿海沿江區域，耐海水泡沫原液可直接與海水混合進行滅火作戰，滿足沿海石油化工企業滅火作戰時的水源要求。

在傳統撲救重大火災事故中，往往需投入上百臺裝備、調派上千指戰員、消耗上千噸泡沫。根據舟山基地提出的“實現裝備戰斗能力逐年提升，完善技術革新和優化戰斗編程，減小前方參戰人員、提高戰斗效能”的要求，中化舟山隊對大流量戰斗編程展開攻關，開展了長達2 年多的不斷持續改進嘗試，優化各個環節中裝備展開流程以及人員配置，通過不同崗位在不同戰斗階段的角色轉換，優化戰斗編程和操作規程，從耗時3 h、最初的50 人配置（國外在應用實踐該套大流量滅火系統中需要配套至少50 名指戰員，設備進場至釋放泡沫發起總攻用時約3 h），縮減至現如今最不利點展開只需25 人、26 min 內完成作戰準備。同時，建立出動裝備“模塊化”，國家安全生產應急救援中心調集特大型裝備出動時間從原來30 min 縮短至3 min 以內。

中化舟山隊自主研發的自動泡沫快速供給模塊，通過計算2 門拖車水炮的流量最大值和泡沫比例最大值的需求量，集成后方補給泡沫裝置，形成不間斷等量輸出泡沫補給，提升泡沫利用效能，滿足滅火需求。同時，戰斗保障力量前移，將國內傳統的戰斗保障人員縮減近數十倍，使滅火藥劑保障更加高效；原國外系統采用傳統的環泵式泡沫混合方式，受泡沫比例器進口壓力影響，該方式要求1.0 MPa 以上才能正常供液，且前后壓力調整較困難，通過中化舟山隊不斷摸索，試驗出采用水泵平衡箱水源作為驅動，并變更為炮頭供液方式。通過改進，在炮頭處讓一定倍數的泡沫原液與水混合，在空中投送過程中，水包裹著高濃度泡沫混合液與空氣逐漸摩擦相融合，產生泡沫精準投放到燃燒油品表面，從而避免泡沫混合液因過早吸入空氣而導致密度變小，無法投送到較遠距離的問題。在國家綜合性大型演練中，利用3%泡沫液進行輸出測試，修正了泡沫液輸出量數據。在一次滅火處置中，僅此一項改進就可節約15%的泡沫原液。對拖車炮平衡水箱進水閥進行改進，減少前方2 臺泡沫水罐車和9 名參戰人員的配置，節約設備采購費約500 萬、人工及設備運維費約100 萬/年、泡沫購置費約60 萬/次。

創新制作自動泡沫快速供給模塊組合工具

表1 不同炮頭壓力下射程數據

大流量遠程配套系統配置了兩個浮艇泵，它是投放在水中并漂浮在水面的液壓吸水泵。原始的裝備在投放過程中會受水源地復雜地形地貌的制約，造成投放困難，影響滅火戰斗展開時間。中化舟山隊對50 m 大跨距舉高車進行裝備革新，集成了大跨度自動拋投器，解決了系統組合泵浮艇泵的投放受復雜水域及水源周邊地形限制無法有效快速供水的問題，并獲得國家發明專利。自動拋投器實現舉高臂架水平44 m 及負水平投放，減少6 名投放人員配置，達到浮艇泵復雜水域高效快速投放，大幅提升了滅火作戰效率。

通過對2 套大流量遠程滅火系統的實用性、科學性、先進性研究和功能集成，將原有2 套滅火系統的救援能力提升為3 套（7.5 萬L/min），同時具備4 臺2.5 萬L/min 泵組的吸水能力，滅火裝備利用率和作戰效率大大提升。經過多次長距離供水測試，觀察在組合泵不同出口壓力情況下，測試泵轉速對于流量的影響、炮頭壓力對射程影響測試，以及水柱散布面積測試，研究得出實際滅火最優位置炮頭仰角和炮頭與儲罐間的距離，創造了國際先進經驗（不同炮頭壓力下射程數據見表1）。

中化舟山隊對裝備開展信息化動態管理創新研究。在裝備的關鍵部位，集成二維碼信息管理，分解細化標準化操作規程，實現了設備使用情況一覽、維護保養信息動態查詢、應急操作指南查詢、設備安全及人身安全提示等功能，滿足了執勤裝備實時工況動態監測的需求，提升隊伍信息化管理效能，得到了外方及多家國內裝備合作伙伴的認可和推廣。

中化舟山隊對水帶敷設車卷揚水平傳動軸進行技術改進，解決了原設計中傳動軸無法平穩運行造成傳動軸斷裂、卡滯帶來的問題。原廠家多次嘗試通過加強材質的硬度仍無法從根本上解決該問題。中化舟山隊通過對原傳動機構進行分析實驗并開展改進嘗試，發現在原有傳動軸上增加2 個萬象十字軸，可消除非正常應力。這一創新從根本上解決了傳動軸斷裂問題。同時，中化舟山隊也將改進方法無償共享給原設備廠家，助力其將該技改項目運用至原產品的改進中，提升中國消防裝備整體性能水平。

同時，中化舟山隊成立了專業裝備維保團隊，通過開展自主維修維保，攻破進口消防設備無法自主開展維保的技術壁壘，節約了運維成本近百萬元。

國際先進消防裝備的本土化效能提升，得益于國家危化品安全生產專業救援隊持續的科技攻關和技術創新。多項創新舉措在多次綜合性大型演練及實戰拉動中得到驗證應用，效果顯著，為國內自主研發制造先進滅火裝備積累提供了諸多應用實踐經驗。