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为什么二次供水是必要的


二次供水系统是一个独立且完全封闭的系统,可以将水从任何开放的水源中(海洋、河流、湖泊甚至消防龙头),抽取到消防部门大量需水的地方,而且不用外接电源。通常,高容量水泵系统(HVP)可抽运3000米以上的距离,以30000升/分钟(甚至更高)的速度供水。你可能会问,既然消防车上已经有了水泵,为什么还需要这个系统?此时,就很有必要解释消防车泵与HVP系统的区别了。

现在的问题在于,一个标准的消防车泵只能提水7.5米,因为它利用发动机驱动离心泵。当消防泵完全提水到7.5米高时,它只能使用80%的能量去提升水,剩下20%的力量用于灌满消防水带。因此, 如果只用消防车泵对超过3000米的距离分段引水,需要11辆消防车和22名消防员,才能灭火。而HVP可以在几乎没有压力损耗的情况下,垂直或水平提水60米,系统中的增压泵可以将压力提升到12巴或更大。HVP系统还可以将消防泡沫(水成膜泡沫灭火剂、成膜氟蛋白泡沫灭火剂)集中于大量泵压出来的水中,并通过平衡压力数字调节使泡沫用途最大化。

HVP系统使用置于水中的浮动泵,这些浮动泵不需要提水,其100%的能量用来将水“推进”到起火部位。这意味着,仅用一台HVP系统,可以泵出42000升/秒的水,并传输3000米、甚至更远的距离。HVP系统使用10”或12”的大口径丁腈橡胶水带,能大大减少水带内的摩擦损失。一条12”水带的传水量,相当于20条75毫米口径的水带。水带的直径越小,摩擦损失越大,这就是大口径水带的优势!

水带的摩擦损失是消防员的噩梦。只要水经过消防水带,就会产生摩擦损失。距离、直径以及流量(升/分钟)等因素,都会引起摩擦损失。水通过消防水带时,水流与水带内表面摩擦后产生震荡,抵消了由泵产生的能量(单位是mPa兆帕)。因此,水带另一端压强就会降低。每分钟流经水带的水越多,震荡和摩擦也就越大。从比例上来说,小口径水带内表面积大于大口径水管,所以,后者的压力损耗要小得多。

水带摩擦损耗的注意事项


  • 随着流量(升/分钟)增加, 摩擦损耗也会增加

  • 总摩擦损耗随水带长度而变化 -- 长度越长, 损耗越高

  • 摩擦损耗几乎与压力无关

  • 摩擦损耗与水带的类型、内层材料、编织技术、质量和年限有关

  • 水流量每翻一番, 摩擦损耗增加4倍。水带的直径减少一半, 相同水量情况下, 摩擦损耗增加32倍 

灾难性的爆炸发生时,消防管道和(或)泵站通常都会受到牵连,或被损毁,所以不能依靠当地的基础设施提供水。消防员需要水,去跟火灾战斗。如果没了水,消防能力与泡沫也就无从谈起,消防员将处于极端危险的境地。大连或英国邦斯菲尔德油库火灾事故发生时,消防总管不起作用,此时必须找到一个替代水源。许多消防部门都有供水消防车,但其水箱蓄水量相对较小,只有约16000升。而消防车的水炮容积,据测算,即便是大型水炮的供水速度,也只有10000升-20000升/分钟。消防水箱仅能供水1.5分钟,之后就不得不续水。大连火灾发生时,某品牌的HVP不间断供水105小时,提供了700万升的水用于灭火,这么多水量,如果用消防水箱的话,得需要多少水箱呢!所以,消防总管的替代方案是就近在开放水源(海洋、湖泊与河流)取水,而其难度在于,怎样将水从源头输送到火灾区域,HVP系统就是为了解决这个问题。

HVP系统并非固定安装于消防车上,它是由钩手系统组成的独立装置,安装于水源地附近。利用钩手部署好HVP系统后,消防车返回基地,再运输其他钩手装置,比如安全救援设施等。在HVP运转期间,不需要用到消防车底盘。

在这些情况下,使用大口径消防水带至关重要。然而,由于重量或尺寸因素,10“或12”直径的水带很难操作。大口径水带通常以标准方式从消防水带箱中拖曳出来,速度达到40公里/小时。回收水带则需要机械帮助,所以水带回收装置(HRU)需要液压传动轴让水带卷回消防水带箱,消防员秩序将成对的水带卷成片状即可。这部分的操作相对轻松,回收速度是2公里/小时,并铺展速度次要得多,毕竟回收水带时火灾已经结束了。

HVP的另一个特点是操作简单。消防员身处的火灾现场,往往望而生畏,能够简化操作的HVP系统至关重要。所以,HVP系统应该完全由计算机进行数字化操控。在12巴的压力下,每分钟42000升的大流量供水其实很复杂:如果进出口压力不匹配,泵蜗壳和叶轮将产生气穴现象,导致泵体损坏,甚或在灭火过程中损伤泵体。HVP使用CANBUS系统,可以平衡进出口压力,监测发动机和泵体温度,分析泵体条件比如油位、油压、液压油温和压力。一旦操作过程中发生意外,HVP系统会自动给指挥中心及现场指挥官发送短信,使现场人员处于险境前,能够及时采取措施。

除了辅助消防员,为他们大量供水外,HVP还可用于水淹地区、地铁、地窖的排水处理。在城市,这些功能主要还是消防部门的责任。HVP可配备特殊的泄水泵为,每分钟超过45000升的水会被泵走,特别适合于地铁、地窖的抽水,更不用说被洪水淹没的城市和乡村大片地区了。

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