消防灭火机器人在火埸上的应用

消防灭火机器人在火埸上的应用消防灭火机器人在火埸上的应用 本文从消防实战出发 就消防灭火机器人在火场上的应用 作以描述 对装备部队的可行性作以比较 供公安消防部队配 备时参考 中国消防灭火机器人的科研现状 1984 年 11 月 日本消防部门最先开始研究灭火机器人 中国消防装备研究部门从 1997 年开始对消防灭火机器人进行科 研开发 2002 年 6 月 由公安合上海消防研究昕 上海交通 大学 上海消防局三家单位共同承担的国家 863 项目 履带式 轮式消防灭人机器人 研制成功并顺利通过国家验收 消防灭火 机器人 又称自行式水 泡沫消防炮 是一种结合多种消防灭 火手段为一体的新型消防装备 2002 年 9 月 8 日 戚火机器人参加公安消防部队北京协作 区反恐演习 受到公安部消防局陈冢强局长的高度评价 2002 年中国云南 湖北两省相继配备灭火机器人 2003 年 9 月 灭 火机器人在湖北省首次投入实战 2003 年 10 月 江苏省 香 港 马来西亚开始大规模配备消防威火机器入 中国灭火机器 人科研事业从实验室走向生产车间最终战斗在火场一线 为中 国消防装备的发展注入了新鲜血液 填补了国内空白 消防的社会意义在于它将对人类生存安全作为终极关怀 消防装备作为一种重要的火灾扑救手段 已经在消防灭火救援 中显示越来越重要的作用 消防装备科研应始终贯彻 从火场中 来 到火场中去 的指导思想 贴近火场一线 急火场之所急 消防车辆 消防炮与消防灭火机器人的关系 以喷射灭火剂为主要功能的消防车辆是消防部队扑救火灾 的基本装备 如果用水代表灭火剂 我们可以看到消防车具备 以下几个特点 一是贮水 消访车辆必须有一定空间贮存灭火剂 以便随 时应对突发火灾 二是运水 消防车辆必须具有行动能力 当 灭火剂不够火场使用时 具有运输能力 三是吸水 消防车辆 须具备从外界吸水的能力 四是射水 消防车辆必须具备将灭 火剂以一定压力向指定目标射出的功能 五是附带其他消防器 材的功能 消防车辆必须留有一定空间放置其他消防器材 从消防车辆的这几个特点来看 对消防车辆具有以下几点 要求 一是对制动性能的要求 在制动力不大干 700n 是具有 1 5 吨牵引力 自重 1 5 吨 二是动力源为柴油发动机 三是自 转 转弯灵活 可原地掉头 360 度 四是可翻越一定坡度 30 五是可使灭火剂具备消防车载水 泡沫炮的有放射程和流量 六是具备装配一定消防器材的空间 如远程无线摄象机 气体 侦检查仪等 消防也是公安消防部队灭火救援的基本消防器材 大规模 火灾发生时 会产生强烈的热辐射和热气流 浓烟 建筑物倒 塌等特殊情况 大风时 火场产生上升气流 射水流会被冲散 消防水炮按照安装方式分为固定 车载 移动三种 常用消防水炮性能与消防灭人机器人的比较见下表 我们用消防水炮的发展历程看消防灭火人的出现 消防水炮 水 泡沫两用消防炮 自行式水 泡沫消防炮 消防灭火机器人 固定式消防炮 人为移动式消防炮从这个图表中我们可以 看出 消防灭火机器人的出现是消防炮发展的新趋势 消防灭火机器人的常规性能以及在火场上使用的可行性 一 流量 供水与消防车的配合操作一 流量 供水与消防车的配合操作 当压力为 0 8mpa 时 消防灭火机器入的额定流量为 50 升 秒 每分钟额定流量为 3 000 升 每小时流量为 180000 升 从这个流量上说 与之相匹配使甲的供水车 必须是重型消防 水罐车 目前中型消防水罐车水罐容量为 1800 3600 升 重型 消访水罐车水罐容量为 6000 18000 升 所以在灭火实战中最好 采用运水方式不问断供水 二 射程以及消防灭火机器人需要的供水能力二 射程以及消防灭火机器人需要的供水能力 当压力为 0 8mpa 时 消防灭火机器人的额定流量为 55 升 秒 射程为 65 米 普通消防车载水炮射程为 30 50 米不等 如果按照 30 50 升 秒出水 则对供水线路要求相当高 且不能 出现停顿 三 距离三 距离 消防灭火机器人的有效遥控距离为 150 米 射程为 60 米 考虑到有效射程 真正靠近火场中心十约为 40 米左右 而消防 车载水胞直接出水 距火场仅 50 60 米 如果设置水怆阵地的 话更近 水枪最远射程为 36 米 实际应用中为 20 米左右 这种 距离会对消防战斗人员的生命安全构成很大威胁 消防灭火机器人采甲快连接口 双干线供水 直径为 80 毫米的麻质水带双干线供水 最多可铺设 45 条水带 总长 900 米 直径为 65 毫米的胶裏水带双干线供水 最多可铺设 38 条 水带 总长 760 米 1 消防参战部队离火场中心距离 水带供水路线总长度 消防灭火机器人有效射程 900m 50m 950m 2 消防遥控指挥人员离火场中心距离二消防灭火机器人 有效射程 消防灭火机器人遥控距离 150m 50m 200m 距离是有效保证消防战斗人员生命安全的重要前提 1978 年 上海市处置合成橡胶厂丁二烯泄届爆炸事故中 一辆消防 车被烧毁 1989 年青岛黄岛油车火灾 死 45 人 伤 78 人 1998 年 西安市消防支队处置西安市煤气公司煤气事故 牺牲 了西安市消防支队副政委贺军胜等 7 名消防官乒 在扑救石油 化工 气体泄漏而引起的爆燃等化学事故中 必须充分考虑 尽可能使公安消防部队远离火场中心 减少战斗伤亡 1988 年 4 月 15 日 在天津市北仓储罐站火灾扑救中 4 号罐在爆炸前 火焰由红变自 大罐颤抖 发出刺耳的尖叫声 当时的现场指 挥 战训科副科长工亚森 现任天津消防总队副总队长 果断下令 撤退 部队撤出 130 米 4 号罐就发生了爆炸 从这次火灾扑 救中看 l30 米即可避免爆炸威胁 消防遥控指挥人员离火场中 心距离也是安全距离 四 车身灵活性与灵敏度四 车身灵活性与灵敏度 l 消防灭火机器人采六轮式行走 每小时行走 2 8 千米 采用中间轮作为承重轮 实现原地掉头 360 度用 表 1 消防咸火机器人与消防车体积比较 2 油罐区可操作性 根据 cbj74 84 石油库设计规范 修 订本 的规定 地上油罐组内的油罐下应超过两排 单罐容 量不大千 1000 立方米的储存 丙 b 类油品的油罐不应超过四排 润滑油储罐的单罐容量可不受此限 立式油罐的排与排之间的 防火距离 不应小于 5 米 卧式油罐的排与俳之间的防火距离 不应小于 3 米 第一排与第二排之间间距为 5 米 5 米可容纳 5 辆消防灭火机器人同时行进 2 辆灭火机器人掉头 20 米可 容纳 10 余辆消防灭火机器人同时行进并进行各种操作 当油灌区发生火灾时 由于车载水炮射程所限 所以只有 当消防车辆靠近时 消防车载水炮方可发生作用 向油罐射水 消防灭火机器人可完全替代消防车载水炮 射程 流量完全等 同消防车载水炮 五 爬坡与斜坡翻越功能在火场上的应用五 爬坡与斜坡翻越功能在火场上的应用 消防灭火机器人在性能上要求爬坡高度为 0 25 米 翻越 30 度的斜坡 这种性能可以适应凹凸不平地面或在泥泞中行走 在爆炸後的废墟地带中也可行走 六 消防灭火机器人本身具备的自卫功能在火场上的应用六 消防灭火机器人本身具备的自卫功能在火场上的应用 消防灭火机器人的使用环境注定它将一直奋战在火场的最 前线 它将面对数干度的高温 突然出现的爆炸 建筑物的例 塌 流淌燃烧等突发情况 从这一角度上沟 消防灭火机器人 本身具备的自卫功能就显得尤为重要 消防灭火机器人设置了 水喷淋自卫系统 当外界温度超过 55 时 灭火机器人本身可 以喷射水幕保护自身 同时为了防止建筑构件突然跌落而对机 身产生损坏 除水炮外 车身不设置任何附件 尽量保持一定 角度的斜面 以减少更大损害 给消防人员提供更多时间撤退 消防灭火机器人在石油化工火灾中的使用 专家指出 立足火场不间断冷却是控制石油化工火灾面积 蔓延 消除着火设备 受火威胁设备发生爆炸危险的基本方法 由钢材制造的石油化工装置设备 在受强烈火焰作用中 5 分 钟内温度可达 500 强度降低一半 10 分钟温度可达 700 失去大部分强度而发生变形 强火焰作用时间超过 10 分钟後 钢制框架 贮罐 管道将会出现坍塌或破裂 导致曲晶大面积 的流淌火灾 在火焰强辐射的作用下 装有气态或液态物料的 容器 管道冈部压力剧增 极有可能导致物理性爆炸 并随之 引起一系列恶性爆炸 因此 在石油化工火灾扑救过程中 冷 却控制是防上火情恶化的关键战术 它必须贯穿干整个灭火战 斗过程 使用泡沫扑救着火时间较长的油罐时 应先对罐壁进 行冷却 因为泡沫抗高温性能较差 当罐壁温度超过 600 和油 液面温度超 147 时 泡沫破坏得很快 不能在油液面上形成覆 盖层 火焰扑灭后 必须对罐体继续维持冷却和泡沫覆盖 以 免逸出过多的油气发生复燃 在立足火场不间断冷却方面 消防灭火机器人具有以下几 个优势 1 与燃烧中心点保持距离较远 有效保证消防战斗人 员安全 2 机器入水炮流量大 射程远 灵活移动 具有很强 的移动性 3 可射泡沫也可射水 与消防车载水饱功能 效果 完全一致 消防灭火机器人在实战中的技战术手段创新和对恶性火灾 扑救的影响 一 灭火机器人与其他装备的互补性以及配合一 灭火机器人与其他装备的互补性以及配合 消防灭火机器人的流量 射程要求至少有 4 辆消防水罐 泡沫 车辆为其供水 而且这四辆车必须保证随时供给才能实现 消防灭火机器人不间断工作 这固然对于保证火场不间断供水 具有重要意义 但实际橾作中不太可能实现 由于国内消火栓 管绸压力一直处于较低或不稳定状态 消火栓管绸有时不健全 故采用管网供水或消防车运水供水都不太符合实战要求 据有 关资料 管径为 300mm 的环状管网 压力为 0 4mpa 时 可供 停靠 8 辆消防车 枝状管绸可供停靠 6 辆消防车 管径为 300mm 的环状管网 压力为 0 6mpa 时 可供停靠 9 辆消防车 枝状管网可供停靠 6 辆消防车 只有将移动式消防水炮与消防 车载水炮 消防灭火机器人相互结合起来使用 才能真正发挥 消防灭火机器人的作用 二 灭火机器人对消防作战技战术手段的创新二 灭火机器人对消防作战技战术手段的创新 消防战斗中常用战术有侦察 供水 通信等 消访灭火机 器人走向现代火场後 在恶性火灾扑救中 消防组织指挥由多 项战术手段组合演变为消防灭火机器入 移动式消防水炮与消 防车载水炮协同作战 火场供水将成为人灾扑救的重中之重 这对于扑救石油化工火灾 要求速战速决 集中优势兵力打歼 灭战等火灾扑救具有重要影响 消防灭火机器人的使用情况和发展趋势 消防灭火机器人从科研立项到进入火场将近二年的时间 据报道 2003 年 9 月 15 日 20 时 30 分 湖北省利川市建南镇 黄金付一口废弃的天燃气井口发生强烈井喷 井口直径 6 25 厘 米 4 个气体喷口同时喷发 日泄漏量约 4 万立方米 喷发的 气体高达 20 米 事故现场周围有 34 户居民住宅 30 米外就是 江汉油田分公司天然气硫化厂 千米内还有一所小学 一旦泄 漏的天然气发生爆燃 伎果不堪设想 9 月 24 日 8 时 30 分 湖 北省消防总队按照 先导流引流 降压后封井 的处置方案 10 余台消防车迅速占领有利地形 对井喷口形成夹击状 利用水 带铺向井喷口 消防机器人在官乒的远程遥控指挥下快速进八 毒气区 机器人上的木饱射出强大的雾状水流 瞬间将井喷四 周的毒气驱散 为江汉油田的技术人员进入井喷口区提功保护 险情很快被 200 余名消防官兵和当地干部群众携手成功处置 从最近发展趋势来看 消防灭火机器人丰要朝着功能多样 化 按术尖端化 配件合理化的方向发展 侦检 洗消 破拆 等功能有望在最近几年研制装配并在这一载体中使用 中国消防灭火机器人的科研转化及配备的可行性 一 消防灭火机器人装备部队的必要性一 消防灭火机器人装备部队的必要性 据专家介绍 2002 年全国共发生火灾 258315 起 死亡 2393 人 直接财产损失 15 4 亿元 平均每天死 6 5 人 平均每 天直接财产损失 421 918 万元 一天的直接财产损失可以买 10 台消防灭火机器人 但人的死亡是无法补偿的 据统计 全国 公安消防部队 1998 年以来 共有 131 名消防官兵在灭火和抢险 救援战斗中壮烈牺牲 693 人光荣员伤 消防部队装备的落後 导致了许多战友的牺牲 二 目前国内灭火机器人与国外消防灭火机器人的基本情二 目前国内灭火机器人与国外消防灭火机器人的基本情 况况 消防灭火机器入在国外已有 20 多年的历史 生产 研制 日趋完善 英国消防灭火机器人曾经在中国内地有过销售代理 国内有一些实力较强的企业也生产了消防灭火机器人 三 灭火机器人之间的主要区别三 灭火机器人之间的主要区别 从目前国内外生产销售消防灭火机器人的王要情况来看 主要有以下几点区别 1 动力源 消防灭火机器人是一种要求非常高 担员任务 非常重大的消防装备 如果没有可靠的动力源 将无法承担起 工作任务 从这个角度审视消防灭火机器人 铝酸蓄电池显然 是不合适的 也是不实甲的 蓄电池一旦出现故障或停顿 灭 火战斗将导致中断 2 无人驾驶消防车与消防灭火机器人的关系 近年来中国消 访科研工作者研制出的热人驾驶消防车是对消防装备事业的一 大贡