浅谈压缩空气泡沫消防车的自主研发

浅谈压缩空气泡沫消防车的自主研发

摘要 论述了自主研发压缩空气泡沫消防车的必要性和可行性, 指出了自主研发的关键点和应该注意的几个问题。这对于提高消防队伍的装备水平, 提升灭火救援能力, 有着重要意义。

关键词 消防装备 压缩空气泡沫消防车 自主研发

1. 引言

随着社会经济的快速发展，新《消防法》的颁布实施，消防部队面临的形势和任务趋于复杂和多样化，火灾形势日益严峻，消防部队所肩负的责任越来越重要，为适应新时期消防工作，满足当前多元化的社会抢险救援和火灾扑救工作需求，全国各地的装备建设也驶入了快车道，随着一批新型消防车辆和装备在各地消防部队投入执勤，标志着我国的消防装备建设又上了一个新台阶。压缩空气泡沫消防车近几十年来一直是国内外消防车生产企业的主攻方向之一, 它主要优点有以下几点:一是单车灭火效率高、用水量少、水渍损失小、环保性好, 适用于扑灭A 、B 类型的火灾; 二是压缩空气泡沫混合液的密度小, 供液的垂直高度和水平距离更高更长，有利于A 、B 类型火灾扑救; 三是泡沫具有较好的环保性, 对环境的污染小, 符合绿色科技的要求。国外压缩空气泡沫消防车从车载化研发到实战使用, 经历了近三十年的历史, 技术上日臻完善, 产量上不断增加, 已经成为当今消防装备发展的主流方向。为提高消防队伍的装备水平, 提升我国消防队伍灭火作战能力, 实现快速、高效扑灭初期火灾, 最大限度的减少火灾损失, 自主研发适合我国消防队伍的压缩空气泡沫消防车势在必行、刻不容缓。

2. 自主研发的必要性和重要性

2.1自主研发有利于培养一批消防装备人才

通过研发国产空气泡沫消防车, 可以培养出一批高水平消防装备人才, 推动民族消防车制造企业走向国际一流水平, 使中国消防装备现代化建设再上台阶。同时, 通过研制和统一国产压缩空气泡沫消防车型号工作, 为其它消防车统一型号提供经验, 加速其它消防车统一型号的进程。

2.2自主研发有利于节约资金

进口产品价格太高, 目前进口的中型压缩空气泡沫消防车约280万元/辆(人民币, 下同), 进口压缩空气泡沫系统和泵组在国内组装的同类消防车价格为150万元/辆。以山东省为例，如为山东省249个消防站各配备1辆进口中型压缩空气泡沫消防车需要6.9亿元, 为其各配备1辆国产组装中型压缩空气泡沫消防车

需要3.7亿元。我国一般县级财政购置1辆消防车可承受财力为40万元,2/3的县级财政难以筹措150万元购置国产压缩空气泡沫消防车, 更不用说进口压缩空气泡沫消防车。通过自主研发最终价格可以控制在60～70万元/辆, 山东省现有249个消防站, 每个站配备1辆共需1.4～1.8亿元, 可节约大量资金。

2.3自主研发是我国消防装备发展的需要

科技兴消, 装备强消, 是我国消防装备发展的方向。压缩空气泡沫消防车由于其灭火效率高, 需求量逐年增大, 各地进口的压缩空气泡沫消防车来自不同国家, 价格高使得基层消防站普遍配备极为困难; 型号杂使得标准化、系列化水平低, 给维修保养带来很大困难。因此, 自主创新研发适合我国国情的国产压缩空气泡沫消防车十分必要, 也是快速整体提升我国消防队伍灭火效能、减少火灾损失、保护经济建设成果、关爱民生的重要举措。

3. 自主研发的可行性

3.1压缩空气泡沫消防车可实现国产化

国内相关行业能够提供技术上的支持压缩空气泡沫的灭火技术在国外起源于二次大战期间, 由于该项技术涉及到“水+泡沫液(3‰～7‰)+压缩空气”的三元两相混合(三元:水、泡沫液、压缩空气; 两相:液相和气相), 泡沫液与水的混合比例要求极为精确, 气液平衡要求高,20世纪30～80年代进展缓慢。20世纪90年代后, 随着计算机、自动控制技术的普及和成本降低, 促进了压缩空气泡沫消防车快速发展, 使其进入实用状态。目前国外该项技术所涉及的基础理论和实用技术, 我国相关科研机构、制造单位基本具备研制能力, 关键零部件可以通过进口消化吸收并为我所用。改革开发以来, 我国的装备制造业发展很快, 压缩空气泡沫消防车所涉及的汽车、机械、流体力学、自动控制等项技术, 通过努力完全能够实现国产化(部分零部件进口),A 、B 类泡沫液已经实现国产化。

3.2国内消防车制造企业研发压缩空气泡沫消防车的情况

我国目前有上海格拉曼国际消防装备有限公司、上海华夏震旦消防设备有限公司、北京中卓时代消防装备科技有限公司、上海金盾消防车厂、苏州捷达消防车辆装备有限公司、山东临沂消防车厂、四川森田消防装备有限公司、安徽明光消防车厂等消防车制造企业, 生产压缩空气泡沫消防车。他们采用进口压缩空气泡沫系统+国产底盘(或进口底盘) 和上装结构, 压缩空气泡沫系统主要进口德国施密茨公司、美国大力公司、美国Hale 公司等国家的产品。这类车型的价格在150万元//辆左右, 其中压缩空气泡沫和泵组系统60万元、底盘30万元、上装60万元; 进口底盘的压缩空气消防车的价格180万元, 免税底盘70万元。

4. 需要解决的关键问题

4.1国内消防车行业现状

我国消防车制造业现有30多家企业, 产权形态有国有、股份制和私营三种。其中, 股份制企业占80%以上, 产量在6000辆/年左右, 我国近年的消防车年需求量约为4000辆。企业的规模大小不一, 规模大的企业销售200余辆/年, 销售额高的逾2亿元; 规模小的企业十几辆, 甚至几辆的都有。我国自从2005年实行消防车强制认证制度(以下简称3C) 至今, 已经获得3C 认证的企业有34家, 其中, 国外9家, 合资2家, 通过3C 认证的消防车有326单元、690多个型号。消防车行业和其它行业一样, 取消计划经济以后实行以销定产的生产方式, 有多少订单生产多少辆消防车。

我国现有消防车生产行业的设计水平低, 制造工艺落后, 产品质量与国外一流企业差距很大。究其原因主要有以下几点:一是批量小、厂家多、型号杂(326个单元、690多个型号) 难以形成规模效应。31家国内企业年产量6000辆, 每个厂平均194余辆, 由此带来竞争高度激烈, 企业重市场轻自主研发, 重销售投入轻技术改造和技术进步及工艺进步, 重建立公共关系轻挖掘企业内部人才资源的潜能；二是技术设计和工艺设计的人员少、学历低、水平不高、经验匮乏、劳动报酬远不如销售人员, 从事设计消防水泵和取力器的专业技术人员特别是具有丰富业绩的资深的研究设计人员不多, 能够独立完成总体设计的人才凤毛麟角, 部分企业无设计能力、无工艺文件, 生产上“照葫芦画瓢”；三是工人技能等级不高, 缺乏正常、健康的培训途径, 以师父带徒弟的方式传授技艺。由于这些原因, 我国消防车企业在设计上基本处于仿制阶段, 一流企业仿国外产品, 二流企业仿国内同行；四是加工方式落后, 设备简陋, 零部件质量的一致性控制难度大；五是需求脱节, 设计人员对灭火救援技术不熟悉, 消防队伍使用人员对消防车的制造过程不了解, 相互之间缺少沟通的平台和渠道, 造成消防车制造整体水平不高、功能不合理。另外, 由于资金不足、管理方式落后等原因, 使国产消防车技术整体进展缓慢, 难以做到自主创新。

4.2需要解决的关键问题

一是系统研究和编撰压缩空气泡沫消防车的相关教材和标准, 既为灭火作战提供理论上的指导, 又为消防员提供教学培训教材; 二是研发国产泡沫供给及自动控制系统、空气压缩机及传动系统, 解决气液平衡系统技术; 三是统一国产压缩空气泡沫消防车的型号(技术指标) 、统一原材料和零部件的质量、统一制造工艺、统一销售价格(区间); 四是同步完成压缩空气泡沫消防车的标准、操作维修、教育训练等标准制度。通过上述关键技术的解决, 整体提升我国压缩空气泡沫消防车研制水平, 为消防队伍和我国消防车制造业培养出一批优秀的技术人才, 培育出具有一定竞争能力的国内一流消防车辆制造企业。

5. 设想

5.1以市场为引导, 推动国产压缩空气泡沫消防车制造业的技术进步

一是相关部门组织调研制定标准, 该标准既适合我国现有国情消防部队的灭火作战需要, 又能有力地、渐近地推动我国消防车制造业的技术进步。二是引入竞争和激励机制, 给出市场需求份额, 引导企业加大投入力度, 积极参与竞争研发, 使其生产批量化、规模化, 最大限度地降低制造和销售成本, 提高性价比; 有关部门制定配备计划, 推动和指导各地配备质优价廉的压缩空气泡沫消防车, 提升消防队伍的灭火作战能力, 培育国内消防企业自主创新能力。

5.2提高信心, 整合优势力量参与研发, 解决压缩空气泡沫消防车的核心技术

我国已经列入装备制造大国, 有些领域是强国甚至是世界上一流水平, 整合我国相关专业的技术优势, 完全能够实现压缩空气泡沫消防车的国产化。压缩空气泡沫消防车涉及到诸多学科的知识, 尤其是流体力学和自动控制方面的专业知识, 这方面我国消防企业远不如理工科院校, 需要联合相关的优势力量, 如消防科学研究所、大专院校、使用部队, 形成产、学、研、用一体化研发体系, 实施科研、设计加工、定型试验、制定标准和操作规程、应用训练、教学同步启动。压缩空气泡沫消防车的首制样车以中型车为基础车型, 泡沫泵和空气压缩机在研制初期进口, 以后逐步实现国产化。底盘在东风、解放、五十铃等品牌中选择, 取力器、水泵等零部件和上装(水罐、管路等) 优先选用国产产品。泡沫供给控制系统和管路系统自行攻关设计。期望价位, 通过自主研发压缩空气泡沫消防车的价格区间为60～70万元/辆, 其中底盘20万元, 取力器1万元, 水泵2.5万元, 泡沫泵3.5万元、空气压缩机12万元, 上装(水罐、泡沫柜、器材箱、乘员室等)8万元, 工时费3万元、不可预见费3万元, 税收利润7万元。

5.3统一国产压缩空气泡沫消防车的型号, 提高其质量上的一致性和性能上的高可靠性

消防部队是消防装备的最大用户, 用标准统一压缩空气泡沫消防车的型号, 有利于消防队伍灭火作战、教育训练、维护保养; 在统一型号的基础上, 提升产品质量上的一致性, 进而实现材料、制造工艺的一致, 价格区间相对统一。

浅谈压缩空气泡沫消防车的自主研发

摘要 论述了自主研发压缩空气泡沫消防车的必要性和可行性, 指出了自主研发的关键点和应该注意的几个问题。这对于提高消防队伍的装备水平, 提升灭火救援能力, 有着重要意义。

关键词 消防装备 压缩空气泡沫消防车 自主研发

1. 引言

随着社会经济的快速发展，新《消防法》的颁布实施，消防部队面临的形势和任务趋于复杂和多样化，火灾形势日益严峻，消防部队所肩负的责任越来越重要，为适应新时期消防工作，满足当前多元化的社会抢险救援和火灾扑救工作需求，全国各地的装备建设也驶入了快车道，随着一批新型消防车辆和装备在各地消防部队投入执勤，标志着我国的消防装备建设又上了一个新台阶。压缩空气泡沫消防车近几十年来一直是国内外消防车生产企业的主攻方向之一, 它主要优点有以下几点:一是单车灭火效率高、用水量少、水渍损失小、环保性好, 适用于扑灭A 、B 类型的火灾; 二是压缩空气泡沫混合液的密度小, 供液的垂直高度和水平距离更高更长，有利于A 、B 类型火灾扑救; 三是泡沫具有较好的环保性, 对环境的污染小, 符合绿色科技的要求。国外压缩空气泡沫消防车从车载化研发到实战使用, 经历了近三十年的历史, 技术上日臻完善, 产量上不断增加, 已经成为当今消防装备发展的主流方向。为提高消防队伍的装备水平, 提升我国消防队伍灭火作战能力, 实现快速、高效扑灭初期火灾, 最大限度的减少火灾损失, 自主研发适合我国消防队伍的压缩空气泡沫消防车势在必行、刻不容缓。

2. 自主研发的必要性和重要性

2.1自主研发有利于培养一批消防装备人才

通过研发国产空气泡沫消防车, 可以培养出一批高水平消防装备人才, 推动民族消防车制造企业走向国际一流水平, 使中国消防装备现代化建设再上台阶。同时, 通过研制和统一国产压缩空气泡沫消防车型号工作, 为其它消防车统一型号提供经验, 加速其它消防车统一型号的进程。

2.2自主研发有利于节约资金

进口产品价格太高, 目前进口的中型压缩空气泡沫消防车约280万元/辆(人民币, 下同), 进口压缩空气泡沫系统和泵组在国内组装的同类消防车价格为150万元/辆。以山东省为例，如为山东省249个消防站各配备1辆进口中型压缩空气泡沫消防车需要6.9亿元, 为其各配备1辆国产组装中型压缩空气泡沫消防车

需要3.7亿元。我国一般县级财政购置1辆消防车可承受财力为40万元,2/3的县级财政难以筹措150万元购置国产压缩空气泡沫消防车, 更不用说进口压缩空气泡沫消防车。通过自主研发最终价格可以控制在60～70万元/辆, 山东省现有249个消防站, 每个站配备1辆共需1.4～1.8亿元, 可节约大量资金。

2.3自主研发是我国消防装备发展的需要

科技兴消, 装备强消, 是我国消防装备发展的方向。压缩空气泡沫消防车由于其灭火效率高, 需求量逐年增大, 各地进口的压缩空气泡沫消防车来自不同国家, 价格高使得基层消防站普遍配备极为困难; 型号杂使得标准化、系列化水平低, 给维修保养带来很大困难。因此, 自主创新研发适合我国国情的国产压缩空气泡沫消防车十分必要, 也是快速整体提升我国消防队伍灭火效能、减少火灾损失、保护经济建设成果、关爱民生的重要举措。

3. 自主研发的可行性

3.1压缩空气泡沫消防车可实现国产化

国内相关行业能够提供技术上的支持压缩空气泡沫的灭火技术在国外起源于二次大战期间, 由于该项技术涉及到“水+泡沫液(3‰～7‰)+压缩空气”的三元两相混合(三元:水、泡沫液、压缩空气; 两相:液相和气相), 泡沫液与水的混合比例要求极为精确, 气液平衡要求高,20世纪30～80年代进展缓慢。20世纪90年代后, 随着计算机、自动控制技术的普及和成本降低, 促进了压缩空气泡沫消防车快速发展, 使其进入实用状态。目前国外该项技术所涉及的基础理论和实用技术, 我国相关科研机构、制造单位基本具备研制能力, 关键零部件可以通过进口消化吸收并为我所用。改革开发以来, 我国的装备制造业发展很快, 压缩空气泡沫消防车所涉及的汽车、机械、流体力学、自动控制等项技术, 通过努力完全能够实现国产化(部分零部件进口),A 、B 类泡沫液已经实现国产化。

3.2国内消防车制造企业研发压缩空气泡沫消防车的情况

我国目前有上海格拉曼国际消防装备有限公司、上海华夏震旦消防设备有限公司、北京中卓时代消防装备科技有限公司、上海金盾消防车厂、苏州捷达消防车辆装备有限公司、山东临沂消防车厂、四川森田消防装备有限公司、安徽明光消防车厂等消防车制造企业, 生产压缩空气泡沫消防车。他们采用进口压缩空气泡沫系统+国产底盘(或进口底盘) 和上装结构, 压缩空气泡沫系统主要进口德国施密茨公司、美国大力公司、美国Hale 公司等国家的产品。这类车型的价格在150万元//辆左右, 其中压缩空气泡沫和泵组系统60万元、底盘30万元、上装60万元; 进口底盘的压缩空气消防车的价格180万元, 免税底盘70万元。

4. 需要解决的关键问题

4.1国内消防车行业现状

我国消防车制造业现有30多家企业, 产权形态有国有、股份制和私营三种。其中, 股份制企业占80%以上, 产量在6000辆/年左右, 我国近年的消防车年需求量约为4000辆。企业的规模大小不一, 规模大的企业销售200余辆/年, 销售额高的逾2亿元; 规模小的企业十几辆, 甚至几辆的都有。我国自从2005年实行消防车强制认证制度(以下简称3C) 至今, 已经获得3C 认证的企业有34家, 其中, 国外9家, 合资2家, 通过3C 认证的消防车有326单元、690多个型号。消防车行业和其它行业一样, 取消计划经济以后实行以销定产的生产方式, 有多少订单生产多少辆消防车。

我国现有消防车生产行业的设计水平低, 制造工艺落后, 产品质量与国外一流企业差距很大。究其原因主要有以下几点:一是批量小、厂家多、型号杂(326个单元、690多个型号) 难以形成规模效应。31家国内企业年产量6000辆, 每个厂平均194余辆, 由此带来竞争高度激烈, 企业重市场轻自主研发, 重销售投入轻技术改造和技术进步及工艺进步, 重建立公共关系轻挖掘企业内部人才资源的潜能；二是技术设计和工艺设计的人员少、学历低、水平不高、经验匮乏、劳动报酬远不如销售人员, 从事设计消防水泵和取力器的专业技术人员特别是具有丰富业绩的资深的研究设计人员不多, 能够独立完成总体设计的人才凤毛麟角, 部分企业无设计能力、无工艺文件, 生产上“照葫芦画瓢”；三是工人技能等级不高, 缺乏正常、健康的培训途径, 以师父带徒弟的方式传授技艺。由于这些原因, 我国消防车企业在设计上基本处于仿制阶段, 一流企业仿国外产品, 二流企业仿国内同行；四是加工方式落后, 设备简陋, 零部件质量的一致性控制难度大；五是需求脱节, 设计人员对灭火救援技术不熟悉, 消防队伍使用人员对消防车的制造过程不了解, 相互之间缺少沟通的平台和渠道, 造成消防车制造整体水平不高、功能不合理。另外, 由于资金不足、管理方式落后等原因, 使国产消防车技术整体进展缓慢, 难以做到自主创新。

4.2需要解决的关键问题

一是系统研究和编撰压缩空气泡沫消防车的相关教材和标准, 既为灭火作战提供理论上的指导, 又为消防员提供教学培训教材; 二是研发国产泡沫供给及自动控制系统、空气压缩机及传动系统, 解决气液平衡系统技术; 三是统一国产压缩空气泡沫消防车的型号(技术指标) 、统一原材料和零部件的质量、统一制造工艺、统一销售价格(区间); 四是同步完成压缩空气泡沫消防车的标准、操作维修、教育训练等标准制度。通过上述关键技术的解决, 整体提升我国压缩空气泡沫消防车研制水平, 为消防队伍和我国消防车制造业培养出一批优秀的技术人才, 培育出具有一定竞争能力的国内一流消防车辆制造企业。

5. 设想

5.1以市场为引导, 推动国产压缩空气泡沫消防车制造业的技术进步

一是相关部门组织调研制定标准, 该标准既适合我国现有国情消防部队的灭火作战需要, 又能有力地、渐近地推动我国消防车制造业的技术进步。二是引入竞争和激励机制, 给出市场需求份额, 引导企业加大投入力度, 积极参与竞争研发, 使其生产批量化、规模化, 最大限度地降低制造和销售成本, 提高性价比; 有关部门制定配备计划, 推动和指导各地配备质优价廉的压缩空气泡沫消防车, 提升消防队伍的灭火作战能力, 培育国内消防企业自主创新能力。

5.2提高信心, 整合优势力量参与研发, 解决压缩空气泡沫消防车的核心技术

我国已经列入装备制造大国, 有些领域是强国甚至是世界上一流水平, 整合我国相关专业的技术优势, 完全能够实现压缩空气泡沫消防车的国产化。压缩空气泡沫消防车涉及到诸多学科的知识, 尤其是流体力学和自动控制方面的专业知识, 这方面我国消防企业远不如理工科院校, 需要联合相关的优势力量, 如消防科学研究所、大专院校、使用部队, 形成产、学、研、用一体化研发体系, 实施科研、设计加工、定型试验、制定标准和操作规程、应用训练、教学同步启动。压缩空气泡沫消防车的首制样车以中型车为基础车型, 泡沫泵和空气压缩机在研制初期进口, 以后逐步实现国产化。底盘在东风、解放、五十铃等品牌中选择, 取力器、水泵等零部件和上装(水罐、管路等) 优先选用国产产品。泡沫供给控制系统和管路系统自行攻关设计。期望价位, 通过自主研发压缩空气泡沫消防车的价格区间为60～70万元/辆, 其中底盘20万元, 取力器1万元, 水泵2.5万元, 泡沫泵3.5万元、空气压缩机12万元, 上装(水罐、泡沫柜、器材箱、乘员室等)8万元, 工时费3万元、不可预见费3万元, 税收利润7万元。

5.3统一国产压缩空气泡沫消防车的型号, 提高其质量上的一致性和性能上的高可靠性

消防部队是消防装备的最大用户, 用标准统一压缩空气泡沫消防车的型号, 有利于消防队伍灭火作战、教育训练、维护保养; 在统一型号的基础上, 提升产品质量上的一致性, 进而实现材料、制造工艺的一致, 价格区间相对统一。