CC BY
30
УДК 614.842.9
О возможности эксплуатации автомобилей на газомоторном топливе в пожарно-спасательных подразделениях МЧС России
ISSN 1996-8493
© Технологии гражданской безопасности, 2021
В.И. Старцев, А.И. Пичугин, О.А. Коренкова, Н.В. Навценя, К.Ю. Яковенко, А.Н. Переяслов, Ю.Н. Усова
Аннотация
В статье рассматривается пожарно-спасательная техника, находящаяся в эксплуатации в системе МЧС России. Проведен анализ техники, определено на каком топливе эксплуатируется техника, описан процесс перевода бензинового и дизельного двигателей на газомоторное топливо.
Ключевые слова: газомоторное топливо; пожарно-спасательная техника; дизельный двигатель; бензиновый двигатель; пожарный автомобиль.
About the Possibility of Using gas-Powered Vehicles in the EMERCOM of Russia Fire and Rescue Units
ISSN 1996-8493
© Civil Security Technology, 2021
V. Startsev, A. Pichugin, O. Korenkova, N. Navtsenya, K. Yakovenko, A. Pereyaslov, Yu. Usova
Abstact
The article deals with the fire and rescue equipment in operation in the EMERCOM of Russia system. The analysis of the equipment is carried out, it is determined what fuel the equipment is operated on, the process of converting gasoline and diesel engine to gas motor fuel is described.
Key words: gas engine fuel; fire and rescue equipment; diesel engine; gasoline engine; fire truck.
19.02.2021
В связи с постоянным ростом и развитием топливно-энергетического комплекса России, а именно газовой промышленности, занимающейся добычей, транспортировкой, хранением и переработкой газа [1], Президентом Российской Федерации было поручено проработать вопрос разработки и внедрения программ развития рынка газомоторного топлива (ГМТ). К решению этой задачи подключены научные организации и российские производители базовых
шасси автомобилей, а также пожарных и специальных транспортных средств на газомоторном топливе. Особое внимание при этом уделяется разработке мер по обновлению всего парка транспортных средств с учетом современных и перспективных стандартов безопасности и экологии, а также экономических потребностей. В системе МЧС России также актуален вопрос об увеличении парка транспортных средств с использованием данного вида топлива.
Пожарные автомобили (ПА) являются основным мобильным техническим средством пожарной охраны, обеспечивающим доставку сил и средств к месту проведения пожарно-спасательных работ, ведение оперативных действий по тушению пожаров, спасение людей и материальных ценностей.
Так, при общем годовом количестве пожаров 132,8 тыс. ед. (132,690 ед.— за 2018 г.) [3], в городах — 78,4 тыс. ед. (76,57 ед. — за 2018 г.), в сельской местности — 54,4 тыс. ед. (55,111 тыс. ед. — за 2018 г.) [2] основные пожарные автомобили (ОПА) используются при их тушении на 122797 ед. пожаров (автоцистерны (АЦ) — на 121 927 ед. пожаров); специальные пожарные автомобили (СПА) задействованы на 9998 ед. пожаров (без учета данных по пожарным оперативно-служебным автомобилям) [2].
Средний радиус выезда составляет:
в городах от 6 до 15 км — для АЦ легкого класса, от 6,5 до 16 км — для АЦ среднего класса, от 5 до 9 км — для АЦ тяжелого класса;
в сельской местности: 41 км — для АЦ легкого класса, 4-33 км—для АЦ среднего класса, 13-21 км — для АЦ тяжелого класса.
Отличается и среднее время тушения пожаров с использованием различных классов АЦ.
Так, для АЦ лёгкого класса время тушения пожара составляет от 5 до 40 мин., время тушения зданий в городах: для АЦ среднего класса (шасси 6х4) - от 19 до 45 мин., для АЦ среднего класса (шасси 6х6) - от 14 до 90 мин., для АЦ тяжёлого класса (шасси 6х6) -от 30 до 90 мин.
Данные по оперативному использованию пожарных автоцистерн различных классов заметно отличаются в зависимости от места их применения и не позволяют выявить определенный класс для перевода на ГМТ.
Синергетический эффект при замене бензина и дизтоплива как традиционных видов топлива колесных транспортных средств на ГМТ определяется из экологического, экономического и других их видов. Так, по данным работы [6] переход на ГМТ, особенно в крупных городах, позволит улучшить экологическую ситуацию.
В статье также представлена информация о негативном влиянии отработавших газов двигателей. В отработавших газах двигателя внутреннего сгорания содержится свыше 170 вредных компонентов, из них около 160 — производные углеводородов, прямо обязанные своим появлением неполному сгоранию топлива в двигателе.
Наличие в отработавших газах вредных веществ обусловлено, в конечном итоге, видом и условиями сгорания топлива. Состав отработавших газов зависит от: рода применяемых топлива, присадок и масел; режимов работы двигателя; его технического состояния; условий движения автомобиля и др.
Токсичность отработавших газов карбюраторных двигателей обусловливается главным образом содержанием окиси углерода и окислов азота, а дизельных двигателей — окислов азота и сажи (табл. 1).
Таблица 1
Состав отработавших газов,% (по объему)
Компоненты Двигатели
бензиновые дизельные
Азот 74-77 76-78
Кислород 0,3-8 2-18
Пары воды 3-5,5 0,6-4
Двуокись углерода 5-12 1-10
Окись углерода 5-10 0,01-0,5
Окислы азота 0-0,8 0,0002-0,5
Углеводороды 0,2-3 0,009-0,5
Альдегиды 0-0,2 0,001-0,009
Сажа 0-0,4* 0,01-1*
Бензопирен 10-20** До 10**
* — г/м3. ** — мкг/м3.
На рис. 1 и 2 представлены сравнительные данные по экологическим характеристикам моторных топлив и расходу моторного топлива, приведенному к расходу бензина.
При этом существенный экономический эффект формируется за счет цены при сопоставимом удельном расходе топлива.
По данным работы [6], экономический эффект от перехода потребителей на КПГ (природный газ — метан) в 1,5 раза выше по сравнению с переходом на СУГ (пропан — бутан).
Дополнительными текущими затратами при эксплуатации автомобилей с ГМТ являются более частые контрольный осмотр, регламентные работы и техническое освидетельствование ГБО. По данным [3], средние указанные затраты в год при переходе на ГМТ составят для легковых автомобилей около 1,5 тыс. руб., а грузовых автобусов и специальной техники — около 5 тыс. руб. Поэтому при окупаемости капитальных затрат (затраты на переоборудование шасси ГБО) от перехода на ГМТ необходимо учитывать и текущие затраты.
В табл. 2 представлены данные по капитальным затратам на переоборудование и дооснащение автомобилей ГБО, тыс. руб.
Таблица 2
Капитальные затраты на переоборудование
и дооснащение автомобилей газобаллонными системами, тыс. руб.
Транспортные средства СУГ КПГ СПГ
Легковые и малотоннажные автомобили, микроавтобусы 50,0 100,0 200,0
Городские автобусы, сельхозтехника, коммунальная техника и грузовой транспорт 150,0 300,0 600,0
В табл. 3 представлены данные по окупаемости капитальных затрат на переоборудование и дооснащение автомобилей газобаллонными системами, тыс. руб. [3].
Рис. 1. Сравнение экологических характеристик моторных топлив
Источник: по данным Института автомобильного транспорта Минтранса России.
Примечание: содержание токсичных компонентов в отработавших газах транспортных двигателей (за 100% принят бензин, по саже 100% — дизельное топливо).
Рис. 2. Расход моторных топлив, приведенный к расходу автобензина (по нормам Минтранса России)
Таблица 3
Расчет точки окупаемости капитальных затрат на переоборудование и дооснащение автомобилей газобаллонными системами, тыс. руб.
Легковые и малотоннажные Городские автобусы, сель-
автомобили, микроавтобусы хозтехника, коммунальная
техника и грузовой транс-
порт
Усреднённый расход, л/100 км*
Автобензин/дизтопливо Автобензин/дизтопливо
15,0/12,0 40,0/32,0
Приведенный экономический эффект, руб./1 л замещаемого топлива
Замещение автобензина 9,20 (СУГ)/14,82 (КПГ) Замещение дизтоплива 6,35 (СУГ)/13,46 (КПГ)
Приведенный экономический эффект, руб. /100 км
Замещение автобензина 138,0 (СУГ)/222,3 (КПГ)** Замещение дизтоплива 76,2 (СУГ)/161,5 (КПГ)** Замещение автобензина 368,0 (СУГ)/592,8 (КПГ)** Замещение дизтоплива 203,2 (СУГ)/430,7 (КПГ)**
Легковые и малотоннажные автомобили, микроавтобусы Городские автобусы, сельхозтехника, коммунальная техника и грузовой транспорт
Капитальные затраты, тыс. руб.
50,0 (СУГ) 100,0 (КПГ) 200,0 (СПГ) 150,0 (СУГ) 300,0 (КПГ) 600,0 (СПГ)
Текущие затраты, тыс. руб. в год
2,5 7,5
Минимальный пробег, необходимый для обеспечения окупаемости перехода на газомоторное топливо в течение 3 лет, тыс. км
Замещение автобензина 13,9 тыс. км (СУГ)/ 16,1 тыс. км (КПГ)/ 31,1 тыс. км (СПГ) Замещение дизтоплива 25.1 тыс. км (СУГ)/ 22.2 тыс. км (КПГ)/ 42,8 тыс. км (СПГ) Замещение автобензина 15,6 тыс. км (СУГ)/ 18.1 тыс. км (КПГ)/ 35,0 тыс. км (СПГ) Замещение дизтоплива 28,3 тыс. км (СУГ)/ 24,9 тыс. км (КПГ)/ 48.2 тыс. км (СПГ)
* Распоряжение Минтранса России от 14.03.2008 № АМ-23-р «О введении в действие методических рекомендаций «Нормы расхода топлив и смазочных материалов на автомобильном транспорте».
** Приведенный экономический эффект от перехода на сжиженный природный газ приравнивается к приведенному экономическому эффекту от перехода на компримированный природный газ.
Из данных табл. 3 видно, что оптимальными вариантами замещения являются «автомобильный бензин — СУГ» и «дизельное топливо — КПГ».
Согласно приказу МЧС России от 30.03.2016 № 17 «О потребности в моторесурсах транспортных средств и специальной техники в системе МЧС России» годовая потребность в моторесурсах (км) пожарных оперативно-служебных автомобилей учреждений ФПС ГПС составляет 20 000 км, а основных и специальных ПА, соответственно, 7 000 км и 4 000 км (для г Москвы и г. Санкт-Петербурга — 12 000 км и 7 000 км). Установленным приказом нормативы по моторесурсам фактически закрепляют у АОС возможность годового пробега в 2,5-5 раз большего по сравнению с ОПА и СПА.
Проводимые ранее в ФГБУ ВНИИПО МЧС России научно-исследовательские работы также подтверждают, что в среднем годовой пробег пожарных автомобилей не превышает 5 000-7 000 км, чего явно недостаточно для экономического обоснования перевода всего парка ПА на газомоторное топливо [4].
Автомобильные шасси, переведенные на газ, имеют, наряду с достоинствами, и ряд недостатков: снижение мощности двигателя; увеличение расхода потребляемого газа в литрах, по сравнению с бензином, на 7-10%;
увеличение металлоемкости автомобиля, а также стоимости шасси за счет устанавливаемого оборудования и необходимость дополнительного обслуживания специального оборудования;
необходимы разработка и обновление нормативной базы, регламентирующей требования в области пожарной безопасности к эксплуатации, техническому обслуживанию, ремонту и хранению техники на ГМТ.
Достоинства и недостатки базовых шасси с использованием ГМТ определяются видами топлива [6, 9]:
СУГ — углеводородный газ — наиболее распространенный вид моторного топлива (смесь пропана и бутана);
КПГ — капримированный природный газ; СПГ — сжиженный природный газ. Согласно имеющимся данным, среди специальных пожарных автомобилей после пожарных автолестниц (с высотой подъема до 30 м) по количеству в парке ПА преобладают пожарные оперативно-служебные автомобили (АОС).
В настоящее время по штату их количество составляет 672 ед., а в наличии находится 618 единиц.
По определению, пожарный оперативно-служебный автомобиль — пожарный автомобиль, оборудованный комплектом пожарно-технического вооружения для
работы личного состава оперативной службы на месте проведения пожарно-спасательных работ. Данное определение представлено в действующем «Типаже пожарных автомобилей на 2016-2020 гг.» (утвержден руководством МЧС России 07.05.2016 г.). Подобное определение дано и в ГОСТ Р 53247-2009 «Техника пожарная. Пожарные автомобили. Классификация, типы и определения», а также ГОСТ Р 53248-2009 «Техника пожарная. Пожарные автомобили. Номенклатура показателей».
По уточненным данным ГУ МЧС России 2019 года, на ближайший пятилетний период (с 2020 по 2024 гг.) потребность в АОС составит 241 единиц.
Исходя из оперативно-тактических возможностей и технических параметров базового шасси, целесообразно рассмотреть возможность закупки АОС-5 на современном отечественном шасси с колесной формулой 4^2.
Статистическая информация о количестве пожаров, на которые осуществлялся выезд оперативно-служебных автомобилей (АОС) по субъектам РФ ограничена, так как учет выездов этих ПА начинается только с 2019 года в соответствии с приказом МЧС России от 24.12.2018 № 625 «О формировании электронных баз данных учета пожаров и их последствий» [10].
Наиболее информативен этот показатель для АОС, полученный за 5 месяцев из Приморского края: количество пожаров — 33 ед. при среднем расстоянии до ПЧ — 7,79 км. Для сравнения — за этот период в данном регионе на 46 ед. пожаров выезжали пожарные штабные автомобили (АШ).
В 2019 году «АВТОВАЗ» приступил к серийному производству модели LADA Largus CNG с использованием в качестве топлива ГМТ сжатого природного газа (метана) и бензина.
По данным предприятия экономия на покупку газа, в отличие от бензина, произойдет после 45 тыс. км при увеличении стоимости базовой модели с установкой ГБО около 100 тыс. рублей.
По представленным характеристикам данная модель легкового пожарного автомобиля LADA Largus CNG может быть использована для создания АОС-5 с комплектацией его необходимым оборудованием.
С учетом необходимости изучения характеристик и особенностей эксплуатации оборудования, использующего газомоторное топливо на пожарных автомобилях, принято решение о закупке и проведении опытной эксплуатации партии ПА с использованием ГМТ. Выбор был сделан в пользу оперативно-служебных автомобилей (АОС).
Литература
1. Баранник А. Ю., Овчинников В. В., Курбатов М. Ю., Мингале-ев С. Г. Использование природного газа в качестве топлива для автомобилей — одно из приоритетных направлений по обеспечению экологической безопасности страны // Технологии гражданской безопасности. 2020. Т. 17. № 3 (65). С. 21-28.
2. Пожары и пожарная безопасность в 2017 году: Статистический сборник. М.: ВНИИПО, 2018. 125 с.
3. Обстановка с пожарами в Российской Федерации в 2018 году // Пожарная безопасность. 2019. № 1, С. 130-148.
4. Отчет о НИР «Исследования в области эффективности эксплуатации пожарно-спасательной и аварийно-спасательной техники МЧС России, плавсредств, робототехнических средств (комплексов) специального назначения, средств индивидуальной защиты, аварийно-спасательного инструмента, пожарно-технического вооружения и пожарных рукавов» (п. 24 Плана научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ МЧС России на 2017 год, приказ от 12.04.2017 № 161). ФГБУ ВНИИПО МЧС России, 2017. 616 с.
5. Логинов В. И. и др. Отчет о НИР «Разработка проекта концепции развития пожарно-спасательной техники до 2030 года», ФГБУ ВНИИПО МЧС России, 2018. 181 с. Инв. № 6580.
Сведения об авторах
Старцев Владимир Иванович: ФГБУ ВНИИПО МЧС России, зам. нач. отд.
143903, Московская обл., г. Балашиха, мкр. ВНИИПО, 12. e-mail: [email protected] SPIN-код: 9292-4280.
Пичугин Александр Иванович: ФГБУ ВНИИПО МЧС России, нач. отд.
143903, Московская обл., г. Балашиха, мкр. ВНИИПО, 12. e-mail: [email protected] SPIN-код: 6980-6155.
Коренкова Ольга Александровна: ФГБУ ВНИИПО МЧС России, с. н. с.
143903, Московская обл., г. Балашиха, мкр. ВНИИПО, 12. e-mail: [email protected] SPIN-код: 7842-4558.
Навценя Николай Владимирович: ФГБУ ВНИИПО МЧС России, с. н. с.
143903, Московская обл., г. Балашиха, мкр. ВНИИПО, 12. e-mail: [email protected] SPIN-код: 1723-3452.
Яковенко Кирилл Юрьевич: ФГБУ ВНИИПО МЧС России, с. н. с.
143903, Московская обл., г. Балашиха, мкр. ВНИИПО, 12. e-mail: [email protected] SPIN-код: 4166-2921.
Переяслов Александр Николаевич: ФГБУ ВНИИ ГОЧС
(ФЦ), с. н. с. науч.-исслед. центра.
121352, Москва, ул. Давыдковская, 7.
e-mail: [email protected]
SPIN-код: 7037-0338.
Усова Юлия Николаевна: ФГБУ ВНИИ ГОЧС (ФЦ), н. с. 121352, Москва, ул. Давыдковская, 7. e-mail: [email protected]
6. Грязнов М. Б. Применение газомоторного топлива в Российской Федерации: проблемы и перспективы // Вестник финансового университета. 2013. № 4 (76). С. 21-31.
7. Кабанов В. И. Взаимосвязь безопасности нефтепродуктообе-спечения и потерь нефтепродуктов // Транспортная безопасность и технологии. 2008. № (14). С. 118-121.
8. Простов Е. Е., Шебеко А. Ю., Гордиенко Д. М. Необходимость разработки требований пожарной безопасности к предприятиям по обслуживанию и хранению автомобилей на газомоторном топливе //Актуальные проблемы пожарной безопасности: Тезисы докладов: ХХХ Междунар. науч.-практ. конф. М.: ФГБУ ВНИИПО МЧС России, 2018. С. 351-352.
9. Шебеко А. Ю., Малкин В. Л., Простов Е. Е., Гордиенко Д. М. Основные положения отечественных и зарубежных нормативных документов, регламентирующих требования пожарной безопасности к предприятиям по обслуживанию автомобилей на газомоторном топливе // Пожарная безопасность. 2019. № 1. С. 77-83.
10. Пичугин А. И., Старцев В. И., Логинов В. И., Яковенко К. Ю., Лопухов А. А. Развитие пожарных автомобилей нового поколения // В сб.: «Актуальные проблемы пожарной безопасности»: Материалы XXXI Междунар. науч.-практ. конф. 2019. С. 349354.
Information about the authors
Startsev Vladimir I.: VNIIPO EMERCOM of Russia, Deputy Head of Department.
12, mkr. VNIIPO, Balashikha, Moscow Region, 143903, Russia. e-mail: [email protected] SPIN-scientific: 9292-4280.
Pichugin Alexander I.: VNIIPO EMERCOM of Russia, Head of Department.
12, mkr. VNIIPO, Balashikha, Moscow Region, 143903, Russia. e-mail: [email protected] SPIN-scientific: 6980-6155.
Korenkova Olga A.: VNIIPO EMERCOM of Russia, Senior Researcher.
12, mkr. VNIIPO, Balashikha, Moscow Region, 143903, Russia. e-mail: [email protected] SPIN-scientific: 7842-4558.
Navtsenya Nikolay V.: VNIIPO EMERCOM of Russia, Senior Researcher.
12, mkr. VNIIPO, Balashikha, Moscow Region, 143903, Russia. e-mail: [email protected] SPIN-scientific: 1723-3452.
Yakovenko Kirill Yu.: VNIIPO EMERCOM of Russia, Senior Researcher.
12, mkr. VNIIPO, Balashikha, Moscow Region, 143903, Russia. e-mail: [email protected] SPIN-scientific: 4166-2921.
Pereyaslov Alexander N.: All-Russian Research Institute for Civil Defense and Emergencies, Senior Researcher, Research Center.
7, Davydkovskaya st., Moscow, 121352, Russia. e-mail: [email protected] SPIN-scientific: 7037-0338.
Usova Yuliya N.: All-Russian Research Institute for Civil Defense and Emergencies, Researcher. 7, Davydkovskaya st., Moscow, 121352, Russia. e-mail: [email protected]
