CN101699031A - 一种长隧道自动灭火系统及其灭火方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种长隧道自动灭火系统及其灭火方法，所述的系统包括应急管路、水箱、PLC控制器和三个以上单区灭火单元，PLC控制器通过控制电缆分别与每一个单区灭火单元连接；单区灭火单元包括喷头、纯水高压泵及超高压管路，纯水高压泵可输出14MPa以上的高压水流，喷头是多喷嘴组合式细水雾喷头。所述的方法包括检测报警，PLC控制器控制供水、喷雾、回水等。本发明利用超高压力水流过专用细水雾喷头后形成的细小雾滴进行灭火，细水雾遇火焰高温后迅速汽化，体积可膨胀1700倍以上，使保护区的氧浓度大为降低，具有很强的汽化降温作用和隔氧窒息作用，同时细水雾还能将火源包围阻止热辐射、防止热扩散，达到迅速灭火的目的。

Description

一种长隧道自动灭火系统及其灭火方法

技术领域

本发明涉及一种隧道消防设备，具体地说是一种长隧道自动灭火系统及其灭火方法。

背景技术

随着我国国民经济的飞速发展，铁路、公路的交通枢纽作用越来越显著，隧道作为铁路、公路沿线的重要组成部分，在交通运输研究中的地位也越来越重要。隧道是车辆经过场所，随着经济发展，隧道内车辆通过的密度越来越大，一旦发生火灾，极易造成群死群伤、财产损失等严重后果。由于隧道几何结构复杂、通风条件差、燃烧物化学反应普遍强烈、热量传递剧烈等影响，隧道火灾蔓延快、温度上升快、浓烟聚积不易散、人员疏散困难、不易扑救。

目前国内外的隧道消防设备主要是灭火器、消火栓和水喷淋以及水喷雾系统。在整条隧道内，每隔100～200m的距离提供一个应急点，每个应急点有一个电话，二个灭火器和一个消防栓以供应急使用。灭火器使用的是气体灭火剂，灭火效率低、效果差，对环境和人体有一定的危害，灭火后设施恢复慢，且气体灭火系统造价昂贵，维护费用高。消火栓标准间距为50m，隧道火灾多由车辆燃油或车载易燃货物引起，易伴随爆燃现象，消火栓很难控制此类火灾。由此可见，现有灭火系统存在的主要问题是灭火效率低、灭火效果差、自动化程度低、对环境和人体有一定的危害。

发明内容

为解决现有技术存在的上述问题，本发明的目的在于提供一种自动化程度高、灭火效率高、灭火效果好、对环境和人体无害的长隧道自动灭火系统及其灭火方法。

为实现上述目的，本发明的技术方案如下：一种长隧道自动灭火系统包括应急压力变送器、应急压力表、应急单向阀、应急电机、应急泵、应急滤器、水箱、PLC控制器和三个以上单区灭火单元，所述的应急滤器一端通过管路与水箱连接、另一端通过管路与应急泵连接，所述的应急电机连接在应急泵上，所述的应急压力变送器和应急压力表均安装在应急泵出水端的高压管上，所述的应急泵通过高压管分别与每一个单区灭火单元连接，所述的PLC控制器通过控制电缆分别与每一个单区灭火单元连接；所述的单区灭火单元包括喷头、喷头支架、压力继电器、单区开关阀、高压供水开关阀、压力表、压力变送器、高压回水开关阀、高压溢流阀、三相异步电机、纯水高压泵、前置三相异步电机、前置泵、滤器，所述的滤器一端通过低压管与水箱连接、另一端通过低压管与前置泵，所述的前置三相异步电机与前置泵连接；所述的前置泵通过低压管与纯水高压泵连接，所述的三相异步电机与纯水高压泵连接；在纯水高压泵的出口端高压管上连接有高压供水开关阀，所述的压力表、压力变送器、高压回水开关阀、高压溢流阀均安装在纯水高压泵和高压供水开关阀之间的高压管上；所述的高压供水开关阀的另一端通过应急泵出水端的高压管与单区开关阀连接，单区开关阀的另一端通过低压管与一组喷头连接，所述的压力继电器安装在单区开关阀的出水端管路上；所述的喷头安装在喷头支架上，所述的喷头支架上还安装有烟温传感器。

本发明所述的纯水高压泵是可输出14MPa以上高压水流的七柱塞或九柱塞容积式纯水液压泵。

本发明所述的高压供水开关阀和高压回水开关阀是可控制的二位二通纯水液压开关阀。

本发明所述的喷头是多喷嘴组合式细水雾喷头，其上安装有七个三切向槽式直射旋流细水雾喷嘴。

本发明所述的PLC控制器通过控制电缆分别与每个单区灭火单元的压力继电器、单区开关阀、高压供水开关阀、高压回水开关阀和三相异步电机连接。

一种长隧道自动灭火系统的灭火方法包括以下步骤：

A、当安装在各个分区的烟温传感器检测到分区内有火灾时，检测系统报警，PLC控制器发出信号控制前置三相异步电机和三相异步电机使整个系统实现供水；

B、三相异步电机带动纯水高压泵旋转，输出大于14MPa的高压水流，PLC控制器控制高压供水开关阀为喷头提供高压水，高压水经过安装在喷头上的三切向槽式直射旋流细水雾喷嘴喷出细水雾；

C、PLC控制器通过高压回水开关阀控制灭火系统的高压水溢流，并直接控制单区开关阀的开或关，从而实现高压水系统分区工作，进行分区灭火。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

1、由于本发明是利用压力水流过专用细水雾喷头后形成的细小雾滴进行灭火或保护的一种消防系统。细水雾平均雾滴直径小，比表面积和密度较高，遇火焰高温后迅速汽化，体积可膨胀1700倍以上，使保护区的氧浓度大为降低，具有很强的汽化降温作用和隔氧窒息作用，同时细水雾还能将火源包围阻止热辐射、防止热扩散，达到迅速灭火的目的。作为新兴的水消防灭火技术，细水雾灭火系统具有气体灭火和水灭火的双重优点，并以其环保，高效，无毒等特点逐步代替气体灭火、水喷淋灭火及哈龙灭火剂成为主流的灭火技术。

2、由于本发明将一千米以上的长隧道分成三个以上分区，与传统隧道布置相比，实现了设备布置低成本，灭火高效率。

3、由于本发明采用新型的多喷嘴组合式细水雾喷头，该喷头上安装有七个三切向槽式直射旋流细水雾喷嘴，使整个喷头的雾化角度扩大，使分区内乃至整个隧道实现了灭火效率高、灭火效果好的细水雾灭火；

4、由于本发明采用PLC控制器与烟温传感器联合使用，实现了隧道火灾的自动化检测、监控、扑灭等，为长隧道的自动化消防提供了新方案、新设备。

5、由于本发明结构简单、紧凑，最大限度地提高了火灾检测效率，增强了细水雾灭火效果，降低了因火势较小带来的检测困难和灭火能源浪费。

附图说明

本发明共有附图3幅，其中：

图1是长隧道自动灭火系统结构示意图。

图2是长隧道自动灭火系统单区灭火单元结构示意图。

图3是多喷嘴组合式细水雾喷头结构示意图。

图中，1、喷头，2、喷头支架，3、压力继电器，4、分区开关阀，5、高压供水开关阀，6、压力表，7、压力变送器，8、高压回水开关阀，9、高压溢流阀，10、三相异步电机，11、纯水高压泵，12、前置三相异步电机，13、前置泵，14、滤器，15、应急压力变送器，16、应急压力表，17、应急单向阀，18、应急电机，19、应急高压泵，20、应急滤器，21、水箱，22、PLC控制器，23、单区灭火单元，24、烟温传感器，25、三切向槽式直射旋流细水雾喷嘴。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明。如图1-2所示，一种长隧道自动灭火系统包括应急压力变送器15、应急压力表16、应急单向阀17、应急电机18、应急泵19、应急滤器20、水箱21、PLC控制器22和三个以上单区灭火单元23，所述的应急滤器20一端通过管路与水箱21连接、另一端通过管路与应急泵19连接，所述的应急电机18连接在应急泵19上，所述的应急压力变送器15和应急压力表16均安装在应急泵19出水端的高压管上，所述的应急泵19通过高压管分别与每一个单区灭火单元23连接，所述的PLC控制器22通过控制电缆分别与每一个单区灭火单元23连接；所述的单区灭火单元23包括喷头1、喷头支架2、压力继电器3、单区开关阀4、高压供水开关阀5、压力表6、压力变送器7、高压回水开关阀8、高压溢流阀9、三相异步电机10、纯水高压泵11、前置三相异步电机12、前置泵13、滤器14，所述的滤器14一端通过低压管与水箱21连接、另一端通过低压管与前置泵13，所述的前置三相异步电机12与前置泵13连接；所述的前置泵13通过低压管与纯水高压泵11连接，所述的三相异步电机10与纯水高压泵11连接；在纯水高压泵11的出口端高压管上连接有高压供水开关阀5，所述的压力表6、压力变送器7、高压回水开关阀8、高压溢流阀9均安装在纯水高压泵11和高压供水开关阀5之间的高压管上；所述的高压供水开关阀5的另一端通过应急泵19出水端的高压管与单区开关阀4连接，单区开关阀4的另一端通过低压管与一组喷头1连接，所述的压力继电器3安装在单区开关阀4的出水端管路上；所述的喷头1安装在喷头支架2上，所述的喷头支架2上还安装有烟温传感器24。所述的纯水高压泵11是可输出14MPa以上高压水流的七柱塞或九柱塞容积式纯水液压泵。所述的高压供水开关阀5和高压回水开关阀8是可控制的二位二通纯水液压开关阀。所述的喷头1是多喷嘴组合式细水雾喷头，其上安装有七个三切向槽式直射旋流细水雾喷嘴25。所述的PLC控制器22通过控制电缆分别与每个单区灭火单元23的压力继电器3、单区开关阀4、高压供水开关阀5、高压回水开关阀8和三相异步电机10连接。

一种长隧道自动灭火系统的灭火方法包括以下步骤：

A、当安装在各个分区的烟温传感器24检测到分区内有火灾时，检测系统报警，PLC控制器22发出信号控制前置三相异步电机12和三相异步电机10使整个系统实现供水；

B、三相异步电机10带动纯水高压泵11旋转，输出大于14MPa的高压水流，PLC控制器22控制高压供水开关阀5为喷头提供高压水，高压水经过安装在喷头上的三切向槽式直射旋流细水雾喷嘴喷出细水雾；

C、PLC控制器22通过高压回水开关阀8控制灭火系统的高压水溢流，并直接控制单区开关阀4的开或关，从而实现高压水系统分区工作，进行分区灭火。

Claims (6)

1.一种长隧道自动灭火系统，其特征在于：包括应急压力变送器(15)、应急压力表(16)、应急单向阀(17)、应急电机(18)、应急泵(19)、应急滤器(20)、水箱(21)、PLC控制器(22)和三个以上单区灭火单元(23)，所述的应急滤器(20)一端通过管路与水箱(21)连接、另一端通过管路与应急泵(19)连接，所述的应急电机(18)连接在应急泵(19)上，所述的应急压力变送器(15)和应急压力表(16)均安装在应急泵(19)出水端的高压管上，所述的应急泵(19)通过高压管分别与每一个单区灭火单元(23)连接，所述的PLC控制器(22)通过控制电缆分别与每一个单区灭火单元(23)连接；所述的单区灭火单元(23)包括喷头(1)、喷头支架(2)、压力继电器(3)、单区开关阀(4)、高压供水开关阀(5)、压力表(6)、压力变送器(7)、高压回水开关阀(8)、高压溢流阀(9)、三相异步电机(10)、纯水高压泵(11)、前置三相异步电机(12)、前置泵(13)、滤器(14)，所述的滤器(14)一端通过低压管与水箱(21)连接、另一端通过低压管与前置泵(13)，所述的前置三相异步电机(12)与前置泵(13)连接；所述的前置泵(13)通过低压管与纯水高压泵(11)连接，所述的三相异步电机(10)与纯水高压泵(11)连接；在纯水高压泵(11)的出口端高压管上连接有高压供水开关阀(5)，所述的压力表(6)、压力变送器(7)、高压回水开关阀(8)、高压溢流阀(9)均安装在纯水高压泵(11)和高压供水开关阀(5)之间的高压管上；所述的高压供水开关阀(5)的另一端通过应急泵(19)出水端的高压管与单区开关阀(4)连接，单区开关阀(4)的另一端通过低压管与一组喷头(1)连接，所述的压力继电器(3)安装在单区开关阀(4)的出水端管路上；所述的喷头(1)安装在喷头支架(2)上，所述的喷头支架(2)上还安装有烟温传感器(24)。

2.根据权利要求1所述的长隧道自动灭火系统，其特征在于：所述的纯水高压泵(11)是可输出14MPa以上高压水流的七柱塞或九柱塞容积式纯水液压泵。

3.根据权利要求1所述的长隧道自动灭火系统，其特征在于：所述的高压供水开关阀(5)和高压回水开关阀(8)是可控制的二位二通纯水液压开关阀。

4.根据权利要求1所述的长隧道自动灭火系统，其特征在于：所述的喷头(1)是多喷嘴组合式细水雾喷头，其上安装有七个三切向槽式直射旋流细水雾喷嘴(25)。

5.根据权利要求1所述的长隧道自动灭火系统，其特征在于：所述的PLC控制器(22)通过控制电缆分别与每个单区灭火单元(23)的压力继电器(3)、单区开关阀(4)、高压供水开关阀(5)、高压回水开关阀(8)和三相异步电机(10)连接。

6.一种长隧道自动灭火系统的灭火方法，其特征在于：包括以下步骤：

A、当安装在各个分区的烟温传感器(24)检测到分区内有火灾时，检测系统报警，PLC控制器(22)发出信号控制前置三相异步电机(12)和三相异步电机(10)使整个系统实现供水；

B、三相异步电机(10)带动纯水高压泵(11)旋转，输出大于14MPa的高压水流，PLC控制器(22)控制高压供水开关阀(5)为喷头提供高压水，高压水经过安装在喷头上的三切向槽式直射旋流细水雾喷嘴喷出细水雾；

C、PLC控制器(22)通过高压回水开关阀(8)控制灭火系统的高压水溢流，并直接控制单区开关阀(4)的开或关，从而实现高压水系统分区工作，进行分区灭火。

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