當消防員參與一次令人頭昏眼花,滿地遍布化學品危險品的救援行動,您需要一位可靠,具備強大噴水能力,并且具備高效和強大滅火泡沫劑混合以及發泡的伙伴,從而順利完成一場危險救援并且防止進一步災難發生。而在美式消防車家族中,大流量工業消防車(Industrial Fire Truck)是一位值得信賴的伙伴。
什么是工業消防車?
工業消防車是一種泵車為基礎,專門設計用于應對化工廠,煉油廠,危化品倉庫,油庫和堆積巨量危險物品的碼頭,轉運區的消防安全需要。
傳統泵車的水流量為每分鐘 1500加侖(5678.118升) 或 2000 加侖 (7570.824升),而大流量工業泵車的每分鐘水流量在 3000加侖(11356.24L) 到 5500加侖(20819.76升)之間,而通過額外柴油增壓泵機組其流量甚至達到更高10000加侖(37854.12升)。
在過去,大流量消防車僅用于企業消防隊,但近年來隨著工廠靠近城市區域不少城市消防隊也開始考慮采購大流量工業消防車。紐約消防局FDNY作為北美最大的消防部門之一就一口氣購買了10輛其多年合作伙伴費拉拉(Ferrara)大流量工業消防車和20套由US Fire Pump出品的增壓機組。
北美基本上所有消防設備制造商均可以生產大流量工業消防車,其一般提供多個品牌的水泵和水炮供消防部門做出選項。但多年來還是費拉拉(Ferrara)和豪士科旗下的皮爾斯為主,因為這兩家企業多年來一直投入資源研發大流量產品并且對底盤進行特殊加固以及對散熱系統進行針對性設計。
下面就詳細介紹以下美式大流量工業消防車的特點:
大流量工業消防車的關鍵設計特點是高性能大流量水泵、可靠的底盤、強大的泡沫混合和發泡系統、強大的發動機和充足的水帶存儲空間和泡沫液儲存。這些將在下面詳細介紹。
強大的水泵:
北美水泵制造商Hale(中文名:希爾), Waterous, and Darley(中文名:大力,國內著名的美式消防車以及消防泵供應商),US Fire Pump,以及挪威制造商FFS(Fire Fighting Systems,該公司主要生產超大流量路基泵和海上船舶消防泵)。
然而,受限于北美消防車市場目前最強的發動機康明斯X15 605馬力,的確這個馬力數值不及歐洲同行。但在這個有限馬力數值,這些制造商卻想盡辦法提高出水量,目前,Waterous, and Darley和Hale的605馬力發動機工況下水泵流量都在每分鐘3000加侖(11356.24L) 到 5500加侖(20819.76升)之間,而通過增壓機組達到了每分鐘10000加侖(37854.12升)。
而比較強勁的US Fire Pump和FFS卻利用一些高效傳動設計使得在605馬力工況下達到更高流量。例如US Fire Pump的消防泵流量每分鐘6260加侖(23696.68升),而FFS甚至達到每分鐘8000加侖(30283.29升)。而在柴油增壓泵機組加特下,US Fire Pump達到了驚人的每分鐘15000加侖流量(56781.18升)而FFS達到了增壓后頂峰每分鐘達到22000加侖(83279.06升)!
US Fire Pump 6260加侖泵
通常,大流量工業消防車均可以配合加壓泵,其采用模塊化拉臂裝卸設計或者拖車式以方便移動,與底盤車受限于EPA (美國環保局)道路排放發動機相比,加壓泵采取了更加大的工業發動機,例如US Fire Pump和FFS均選擇了卡特彼勒的Tier 4排放標準發動機。
US Fire Pump加壓泵機組由一臺或者兩臺卡特彼勒C18發動機(800馬力)為主
而挪威FFS就更加強勁了,其采用2臺1100馬力的卡特彼勒C32發動機
這些增壓泵十分昂貴,通常一般大多數都是煉油廠或者油庫,化工企業才會擁有。
此外,大流量泵就必須配合大流量接水口,8英寸(203.2毫米)和12英寸(304.8毫米)顯然是一個可靠的選擇,考慮到大流量消防車需要高效獲得水源或以及承受來自柴油增壓泵輸出水源,接水口必須足夠堅固。
與柴油增壓機組配合
堅固、可靠的底盤和發動機:
大流量工業消防車底盤必須足夠堅固,以應對大量重量(滅火劑,水泵等機件)同時應對水泵高速運轉帶來的震動以及水流帶來的沖擊。
為了應對水泵對馬力需求,大流量工業消防車通常配備強大的發動機,發動機必須有足夠的馬力和扭矩來驅動水泵。
在EPA 2010年之前,大流量消防車可以選擇卡特彼勒C15雙渦輪增壓發動機以達到625馬力輸出,然而卡特彼勒于2009年底推出市場因為其發動機產品無法達到美國環保局(U.S. Environmental Protection Agency亦稱EPA)規定的2010年排放標準,因此C15 625馬力這款馬力巨獸就告別了市場。
EPA2010年之后康明斯ISX15成了唯一的大馬力發動機,但是康明斯ISX15只能提供600馬力,而7年后在EPA2017排放標準上,康明斯新款X15稍微比ISX15提升了動力,能夠提供605馬力,其配合美式消防車標配的艾利遜(Allison)EVS™系列全自動AT行星齒輪自動變速器。
消防車驅動水泵包括發動機直接驅動,變速器PTO驅動,以及傳動軸分開式驅動設計(需要將變速器掛入D(前進檔))。然而大流量消防車一般采用發動機直接驅動,其取力器直接通過發動機飛輪驅動這樣不會受限于變速器或者傳動軸損失部分動力,例如下圖的Ferrara 大流量車型搭載US Fire Pump的達到每分鐘6260加侖(23696.68升),而經過加壓后達到每分鐘15000加侖流量(56781.18升)的流量。
在大部分工業區域無需考慮狹窄空間作業后,大流量大多數采用長軸距以及3軸底盤,以達到更穩定的底盤穩定性同時可以運載更多滅火設備和物資或者給予人員一個大尺寸休息室以應對漫長的火情。
特殊配置:
E-ONE為加拿大Suncor Energy制造了其中一臺大流量工業消防車采用了全輪驅動設計
強大泡沫混合以及發泡系統:
泡沫系統允許通過消防設備泵系統將特定量的泡沫與水混合。任何時候使用水,都可以激活泡沫系統以提高效率并加快火災控制速度。
皮爾斯提供的工業泡沫泵的啟動速度為 12加侖(45.42494升)每分鐘和最高可達450加侖(1703.435升)每分鐘的泡沫混合和輸出量,然而Williams為了應對費拉拉大流量需求而研發了一款全新三級混合泡沫系統可以達到1500加侖(5678.118升)每分鐘輸出量。
美式大流量工業消防車除了可以自身噴射外,亦可以向其他車輛或者移動炮供應泡沫,但在北美視乎都是車頂炮向火場直接噴水。
為了應對驚人的泡沫消耗量,不少機構將后車廂剩余的空間用于安裝大容量泡沫液箱,以確保其在長時間火災救援中由足夠的泡沫:
馬拉松石油(Marathon Oil)合并的Andeavor石油 煉油廠的費拉拉大流量消防車:
底盤:費拉拉底盤,康明斯ISX15 600馬力發動機,艾利遜4000ESV系列自動變速器
上裝:重負荷高強度不銹鋼
水泵:US Fire Pump HPV6000 6260加侖(23696.68升)/分鐘流量
泡沫系統:FoamPro Accumax 3300
泡沫箱:2000加侖(7 570.8升)
皮爾斯為杰克·丹尼威士忌酒廠打造的大流量消防車:
底盤:皮爾斯Velocity®底盤,康明斯ISX15 600馬力發動機,艾利遜4000ESV系列自動變速器。
水泵:大力3000GPM(11 356升)/分鐘水泵
泡沫系統:皮爾斯Husky® 300
容量:2000加侖(7 570.8升)升泡沫箱,500加侖(1893升)水箱,10000磅(4.5噸)干粉。
充足的儲物空間:
大流量工業消防車使用大量水,因此需要大量水帶。因此,工業消防車的車身必須包括儲物空間 ,以容納大型工業工作所需的適當數量和尺寸的水管方便接入鄰近水源或者大流量消防栓,確保水源不中斷。
精確的流量計:
流量計設計用于在系統啟動時準確監測使用中的水量和泡沫比例。流量計可以幫助確保操作員處于正確設置,因為有些時候過多泡沫和過少水可能會降低滅火效率以及導致十分昂貴的浪費,甚至影響滅火戰略部署。
費拉拉研發了一款自動系統以精確計算水量和泡沫比例,以始終處于最佳讀數以及確保最佳功能和經濟效益。
易于操作:
要知道,北美很多企業消防隊不是專職消防隊,而是其他部門調過來的工人。或許他們經過訓練,但但由于大型火災事件并不常見,復雜的手冊和操作會被遺忘。為了確保高效率,皮爾斯和費拉拉一直在研發“自動化”滅火系統,通過軟件就可以自行啟動消防泵以及向目標噴水以及混合泡沫,干粉等化學劑。
而消防人員只需通過遙控對目標進行瞄準就可以,當操作員的面板和程序簡單明了時,它使消防更加有效,并降低了人為錯誤的風險。
水炮配置:
當你由一臺強悍的動力系統,消防泵,足夠的泡沫和干粉以及水源,您需要足夠強悍射程足夠遠的水炮以滿足您的要求,而通常你會為您的消防車配備門水炮,以應對不同方向作業,堪比消防戰列艦。
大流量消防車的水炮分為主炮位于頂部中心和通常1門或者2門較小的的水炮車輛后部兩側。由于水炮大多數采用高強度金屬材料而成,因此必須通過液壓系統來驅動,其可以在消防車控制臺控制和遙控控制。
水炮制造商也有很多,Williams,Task Force Tips,AKRON阿密龍,這些制造商產品主炮主要適應銅作為材料,并且主炮每分鐘流量從3000加侖(11 356.2354)到10000加侖(37 854.1178升),而車尾水炮每分鐘流量為500加侖(1 892.70589 升)到2000加侖(7 570.82357升)
遠距離攻擊
硬核配置:
皮爾斯:
大流量工業消防車由兩軸/三軸設計,但這并不代表這小體積的型號性能就會弱,例如這臺由2020年12月皮爾斯制造交付給德克薩斯州Pasadena Plastics Comple的大流量工業消防車。
這臺消防車為定制設計,Pasadena Plastics Comple選擇了加大駕駛室以讓操作人員在擁有35千瓦超大功率空調的駕駛室進行長時間滅火行動,讓人員在最舒適的環境下進行作業。
底盤:皮爾斯Velocity®
發動機:康明斯X15 605馬力發動機+艾利遜4850 EVS自動變速器
上裝:皮爾斯泵車設計,高強度不銹鋼
水泵:大力2ZSM中置水泵每分鐘流量5500加侖(20819.76481升)而在加壓后達到流量可以提升至10000加侖(37854.11784升)
泡沫系統:皮爾斯Husky 450 450加侖(1703.4353升)
泡沫箱:750加侖(2839.05884升)
水炮:Task Force Tips主炮 10000加侖(37854.11784升)流量,2門AKRON阿密龍2000加侖(7 570.82357升)副炮
除了這臺工業大流量消防車,Pasadena Plastics Comple還向皮爾斯購買了6臺Aerial Platforms (高空救援云梯平臺消防車)。
底盤:皮爾斯Velocity® 6X4
發動機:康明斯X15 605馬力發動機+艾利遜4850 EVS自動變速器
上裝:皮爾斯100英尺高強度鋼制平臺云梯(30.5米)
水泵:大力ZSM中置水泵每分鐘流量3000加侖(11356.23535升)
泡沫系統:皮爾斯Husky 450 450加侖(1703.4353升)
泡沫箱:750加侖(2839.05884升)
水炮:阿密龍AeroMaster12 3000加侖(11356.23535升)水炮
費拉拉:
BP石油公司懷廷煉油廠(Whiting Refinery)在2018年就向費拉拉采購了2臺大流量工業泵車和10輛85英尺(25.90800 米)鉸接臂。這批消防車是費拉拉和US Fire Pump HPV6000 水泵首發用戶。
懷廷煉油廠(Whiting Refinery)為北美第六大煉油廠,由于地理位置靠近城市等人口高密度區域,運營商必須擁有最好的消防設備以防止災難以及次生災害發生。
底盤: Ferrara Inferno定制消防底盤
發動機:康明斯X15 605馬力+艾利遜4850 EVS自動變速器,65 加侖(246.05177升)油箱+兩個50加侖(190升)副油箱
底盤數據:201” 軸距(5.1054 米),35'-0.25 (10.7442米) 長度,12'-1” 總高度(3.68808 米)
車身: 重型沖壓不銹鋼防火車身
水泵:US Fire Pump 后置消防泵HPV6000 6260加侖(23696.68升)/分鐘流量而通過加壓可以達到每分鐘15000加侖流量(56781.18升)
泡沫系統:Williams三級混合泡沫系統1500加侖(5678.118升)每分鐘輸出量
水箱:500 加侖水箱(1 892.70589 升)和 500 加侖(1 892.70589 升)“B”級泡沫塑料水箱
水炮:Task Force Tips主炮 10000加侖(37854.11784升)流量,2門AKRON阿密龍2000加侖(7 570.82357升)副炮
費拉拉Inundator Super Pumper 85' 鉸接臂:
底盤:Ferrara Inferno定制消防底盤,
發動機:康明斯X15 605馬力+艾利遜4850 EVS自動變速器,100加侖(378.54118升)油箱加侖油箱,+兩個50加侖(190升)副油箱
底盤數據:300”英寸軸距(7.62米),50’ 英尺(12.24米)長度,15'-1” 總高度(4.60248米)
車身: 重型沖壓不銹鋼防火車身
水泵:US Fire Pump 后置消防泵HPV6000 6260加侖(23696.68升)/分鐘流量
泡沫系統:Williams三級混合泡沫系統1500加侖(5678.118升)每分鐘輸出量
水箱:500 加侖水箱(1 892.70589 升)和 1000 加侖(3 785.41178 升)“B”級泡沫塑料水箱
水炮:Williams主炮 10000加侖(37854.11784升)流量,2門AKRON阿密龍2000加侖(7 570.82357升)副炮
超長車身:
未來與趨勢:
近幾年來,皮爾斯和費拉拉都投入了相當資源對大流量消防車研發,從2020年開始挪威制造商FFS(Fire Fighting Systems,該公司主要生產超大流量路基泵和海上船舶消防泵)進入了北美消防車整合市場,并且與皮爾斯和費拉拉簽訂協議成為北美唯二授權搭載FFS消防設備的底盤廠家。
然而由于新冠疫情,一切都被延誤了,但在皮爾斯和費拉拉工廠一批用于演示的FFS消防設備 6X4底盤已經完工。這些底盤經過特殊強化加固結構以應對挪威人的FFS消防設備需求。
此外,Aerial Platforms (高空救援云梯平臺消防車)也成為了兵家必爭之地,10000加侖(37854.11784升)流量亦成為下一個目標,考慮到北美消防隊固執和保守的思想,這種消防車一般用于當作高噴。
但如何將10000加侖水炮和水管裝上云梯平臺和已經沉重的車體,這將是設計師面臨的下一步挑戰,其中涉及了云梯抖動,云梯抗扭曲,以及平衡等一方面挑戰,目前只有費拉拉的高強度云梯能達到安裝10000加侖水炮,但不排除皮爾斯也會更上,因為皮爾斯銷售曾經透露過會研發承受更大流量的云梯平臺系統以配合大流量用戶需求。
雖然如此先進的消防車能夠減少人員傷亡和降低災難帶來的損失。但事實上,如此強大的消防車輛僅能作為一個補救措施,并不能代表事故永遠不會發生,如何科學管理,如何儲存對防火意識加強才是重點。才能避免大規模事故造成生命以及經濟上的損失。