CN111173551B - 一种隧道火灾烟气智能控制系统及其工作方法和安装方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种隧道火灾烟气控制系统，包括排烟系统、控烟系统、支撑系统和智能控制系统，排烟系统包括排烟管道、排烟风门和排烟风机；控烟系统包括控烟水管、喷头和供水管；支撑系统将排烟系统和控烟系统安装在隧道拱顶中部；智能控制系统包括智能阀门和控制中心，智能阀门包括电磁吸附装置、温度传感器、烟雾传感器和报警器，通过温度传感器和烟雾传感器探测火情，向洞内外人员报警，通过电磁吸附装置打开排烟风门，控制中心启动排烟风门和喷头，降低隧道内火场温度，迅速排出烟气，为隧道内人员争取时间，提高人员存活率，具备自动触发功能，减少系统反应时间。本发明还公开了该系统的安装方法和工作方法，安装工艺简单，工作效率高。

Description

一种隧道火灾烟气智能控制系统及其工作方法和安装方法

技术领域

本发明属于隧道消防技术领域，尤其涉及一种隧道火灾烟气智能控制系统及其工作方法和安装方法。

背景技术

随着我国经济建设快速发展，新建隧道的规模迅速扩大，长大隧道的数量更是迅猛增长。长大隧道内空间狭长且相对封闭，可供人员疏散的出口有限，一旦发生火灾，隧道内会迅速充满烟气，火灾产生的大量有毒烟气无法迅速排出隧道，可造成大量人员伤亡及财产损失。

另外，目前国内隧道大部分隧道内通风采用纵向通风，在发生火灾时隧道内风机作业会导致烟气会沿隧道向火源点下风口迅速扩散，导致火源点下风口人员逃生时间进一步缩短，产生人员伤亡。

通过上述分析认为，火灾烟气控制对于隧道消防安全非常重要，尤其在疏散口有限的长大隧道，采用快速有效的隧道火灾烟气控制系统，及早的限制火灾烟气产生和排出尤为重要，也是保障隧道内人员和财产安全的关键。

发明内容

本发明的目的之一在于提供一种隧道火灾烟气智能控制系统，解决现存隧道消防烟气控制不良的问题，能快速控制火情，提升隧道火灾时消防水平，并降低避险人员的安全风险。

本发明的目的之二在于提供一种隧道火灾烟气智能控制系统的工作方法，及时发现火情，快速响应，工作效率高。

本发明的目的之三在于提供一种隧道火灾烟气智能控制系统的安装方法，安装工艺简单，方便拆卸。

本发明是通过以下技术方案来实现：

一种隧道火灾烟气智能控制系统，包括排烟系统、控烟系统、支撑系统和智能控制系统；

排烟系统包括排烟风机、排烟风门和多节可拆卸连接的排烟管道，排烟风机安装在隧道洞口或竖井处，排烟风门安装在排烟管道上；

控烟系统包括控烟水管和供水管，控烟水管设于固定支架外侧，在控烟水管上设有多个喷头，供水管一端与控烟水管连接，另一端连接水源；

支撑系统固定安装在隧道拱顶，包括多个固定支架，固定支架用于放置排烟管道和控烟水管；

智能控制系统包括智能阀门和控制中心，智能阀门包括电磁吸附装置、温度传感器、烟雾传感器、报警器和为电磁吸附装置供电的电池，温度传感器和烟雾传感器用于监测隧道内是否发生火灾；

温度传感器、烟雾传感器、排烟风机及喷头均与控制中心连接；

温度传感器和烟雾传感器均与电磁吸附装置连接；

温度传感器和烟雾传感器均与报警器连接。

进一步，排烟管道上部为圆弧形，下部为方形。

进一步，每节排烟管道的一端为管节承口，另一端为管节插口，相邻管节通过管节插口和管节承口连接。

进一步，排烟风门一侧与排烟管道铰接，另一侧通过电磁吸附装置与排烟管道连接。

进一步，固定支架包括底板和两个侧板，底板与两个侧板形成用于放置排烟管道的容纳槽；

侧板包括第一侧板和第二侧板，第一侧板与底板垂直连接，第二侧板与第一侧板垂直连接，第二侧板通过螺栓固定于隧道拱顶。

进一步，当底板伸出侧板一段距离时，在底板的两端分别连接有挡板，挡板与底板垂直连接，挡板、底板与侧板共同形成用于放置控烟水管的槽体。

进一步，喷头采用细水雾喷头，均匀布设在控烟水管上。

进一步，控制中心采用ASW1000通风控制器。

本发明所述的隧道火灾烟气智能控制系统的工作方法，包括以下步骤：

1)当隧道区段内的温度传感器或烟雾传感器监测到隧道内发生火灾后，将火灾信息发送给控制中心，同时开启电磁吸附装置和报警器；

2)报警器向隧道内人员发出火灾警报，提醒洞内人员紧急疏散；

电磁吸附装置接收到火灾信号后自动断电，排烟风门开启，开始通风；

3)控制中心接受到火灾信号后启动排烟风机和喷头，喷头喷水，进行灭火作业；排烟风机打开，进行排烟作业。

本发明所述的隧道火灾烟气智能控制系统的安装方法，包括以下步骤：

1)将排烟风门与排烟管道安装好；

2)将固定支架固定安装在隧道拱顶中部，完成支撑系统的安装；

3)将排烟风机安装在洞口或竖井处，然后取出第一节排烟管道，将第一节排烟管道与排烟风机连接好；

4)取出后一节排烟管道放在容纳槽中，将后一节排烟管道与第一节排烟管道连接好，重复进行直至完成排烟管道的全部节段安装；

5)将两条控烟水管分别安装在固定支架外侧；

6)在隧道左右两侧分别布置供水管，将供水管一端与控烟水管连接，另一端与隧道内消防水管连接；

7)在隧道外布设控制中心，将控制中心与温度传感器、烟雾传感器、排烟风机及喷头建立连接；将温度传感器与电磁吸附装置和报警器建立连接；将烟雾传感器与电磁吸附装置和报警器建立连接。

与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：

本发明公开的隧道火灾烟气智能控制系统，在不破坏隧道原有设计的基础上，通过加装支撑系统、排烟系统、控烟系统及智能控制系统，排烟系统和控烟系统通过支撑系统安装在隧道拱顶，通过温度传感器和烟雾传感器的感应，将火情及时发送给控制中心，同时启动报警器和电磁吸附装置，打开排烟风门，控制中心作出响应，自动开启喷头和排烟风机，通过喷头喷水灭火及通过排烟风机排烟，降低隧道内火灾发生时火场温度，减少烟气产生，迅速排出产生的烟气，为隧道内人员避险争取更多时间，提高火灾发生时人员的存活率，并且具备自动触发功能，减少系统反应时间，提高反应效率。

进一步，排烟管道上部设计为圆弧形，与隧道拱顶相适应；下部设计为方形，方便放置在支撑系统上。

进一步，排烟管道采用承插式连接，安装拆卸方便快速。

进一步，排烟风门通过电磁吸附装置安装在排烟管道上，当电磁吸附装置通电时，排烟风门紧闭，当电磁吸附装置断电时，排烟风门在重力作用下自动开启。

进一步，底板伸出侧板一段距离，通过挡板三者形成U型槽，将控烟水管放置在此U型槽中，安装起来较容易，且控烟水管不会脱落。

本发明公开的隧道火灾烟气智能控制系统的工作方法，通过温度传感器和烟雾传感器的感应，将火情及时发送给控制中心、电磁吸附装置和报警器，报警器向隧道内人员报警，电磁吸附装置断电打开排烟风门；控制中心作出响应，自动开启喷头和排烟风机，通过喷头喷水灭火及通过排烟风机排烟，降低隧道内火灾发生时火场温度，减少烟气产生，迅速排出产生的烟气，为隧道内人员避险争取更多时间，提高火灾发生时人员的存活率，并且具备自动触发功能，减少系统反应时间，提高反应效率。

本发明公开的隧道火灾烟气智能控制系统的安装方法，施工过程简单，易安装拆卸。

附图说明

图1为本发明的隧道火灾烟气控制系统总体示意图；

图2为排烟系统的结构示意图；

图3为控烟系统的结构示意图；

图4为支撑系统的结构示意图；

图5为排烟风门的结构示意图；

图6为本发明的隧道火灾烟气控制系统工作原理示意图；

图7为本发明的隧道火灾烟气控制系统组成示意图。

其中，1为排烟系统，2为控烟系统，3为支撑系统，4为智能控制系统，11为排烟管道，12为排烟风门，13为排烟风机，14为铰链，15为管节插口，16为管节承口，21为控烟水管，22为喷头，23为供水管，31为底板，32为侧板，33为挡板，34为螺栓，321为第一侧板，322为第二侧板，41为智能阀门，42为控制中心，43为电磁吸附装置，44为温度传感器，45为烟雾传感器，46为报警器，47为锂电池。

具体实施方式

下面结合具体的实施例对本发明做进一步的详细说明，所述是对本发明的解释而不是限定。

如图1和图7所示，本发明的一种隧道火灾烟气控制系统，包括排烟系统1、控烟系统2、支撑系统3和智能控制系统4四部分。

如图2所示，排烟系统1包括排烟管道11、排烟风门12和排烟风机13，排烟风机13设置在隧道洞口或竖井，采用大功率风机保证隧道内烟气能够及时排出。

排烟管道11采用轻型耐高温合金预制成，可安装于隧道拱顶中部，由安装于洞外的排烟风机13将隧道内烟气排出隧道，为洞内人员避险提供保障。

排烟管道11上部设计为圆弧形，与隧道拱顶相适应；下部设计为方形，方便放置在支撑系统3上。相邻管节采用承插式连接，通过管节插口15和管节承口16连接。

如图5所示，排烟风门12可通过预制的铰链14和电磁吸附装置43与排烟管道11连接，且风门外侧更大，可保证关闭状态时无漏风。具体为：排烟风门12一侧与排烟管道11铰接，另一侧通过电磁吸附装置43与排烟管道11连接。每隔一段距离就安置有一个排烟风门12，或者在每一节排烟管道11上个安装一个排烟风门12。

如图3所示，控烟系统2包括控烟水管21、喷头22和供水管23。控烟水管21设于固定支架外侧，在控烟水管21上设有多个喷头22，供水管23一端与控烟水管21连接，另一端连接水源，水源采用消防用水；喷头22采用细水雾喷头22，细水雾喷头22沿一定间距等距布置。

更优地，当隧道较长时，一根供水管23不够用，可沿隧道环向每隔一定距离布置一条供水管23。

如图4所示，支撑系统3由多个固定支架和固定螺栓34组成。固定支架包括底板31和两个侧板32，侧板32分别与底板31垂直连接，底板31与侧板32形成用于放置排烟管道11的容纳槽；侧板32包括第一侧板321和第二侧板322，第一侧板321与底板31垂直连接，第二侧板322与第一侧板321垂直连接，第二侧板322通过螺栓34固定于隧道拱顶。

当底板31伸出侧板32一段距离时，在底板31的两端分别连接有挡板33，挡板33与底板31垂直连接，挡板33、底板31与侧板32共同形成用于放置控烟水管21的槽体。这种结构下，控烟水管21可放置在槽体内，安装起来较容易，且控烟水管21不会脱落。

当底板31不伸出时，控烟水管21可以连接在侧板32外侧或者底板31外侧，比如焊接或者绑扎。

固定支架的结构不限于这一种形式，如果排烟管道11的截面是圆形的，那么容纳槽就可设计为弧形的。

如图7所示，智能控制系统4包括智能阀门41和控制中心42，智能阀门41包括电磁吸附装置43、温度传感器44、烟雾传感器45、报警器46和为电磁吸附装置43供电的电池，温度传感器44和烟雾传感器45用于监测隧道内是否发生火灾。

电磁吸附装置43采用锂电池47进行供电，将排烟风门12连接在排烟管道11上。

温度传感器44、烟雾传感器45、排烟风机13及喷头22均与控制中心42连接，当温度传感器44或烟雾传感器45感应到有火情时，将火情及时发送给控制中心42，控制中心42作出响应，自动开启喷头22和排烟风机13，通过喷头22喷水灭火及通过排烟风机13排烟，降低隧道内火灾发生时火场温度，减少烟气产生，迅速排出产生的烟气，为隧道内人员避险争取更多时间，提高火灾发生时人员的存活率。温度传感器44和烟雾传感器45均与电磁吸附装置43连接，当温度传感器44或烟雾传感器45感应到有火情时，启动电磁吸附装置43，打开排烟风门12。

温度传感器44和烟雾传感器45均与报警器46连接，当温度传感器44或烟雾传感器45感应到有火情时，立即启动报警器46。

温度传感器44和烟雾传感器45为多个，只要其中任何一个感应到有火情时，就可以及时向控制中心42反映，做到及时报警和灭火。

本发明的隧道火灾烟气控制系统的施工工艺具体为：

1)将排烟风门12与排烟管道11安装好；

2)通过固定螺栓34将固定支架固定在隧道拱顶中部，为排烟系统1和控烟系统2的安装做好准备；

3)将排烟风机13安装在洞口或竖井处，然后取出第一节排烟管道11，将第一节排烟管道11的管节插口15插入排烟风机13的承口，完成第一节排烟管道11与排烟风机13的连接；

4)取出后一节排烟管道11放在容纳槽中，将后一节的管节插口15插入前一节段的管节承口16，完成排烟管道11节段间的连接，重复进行直至完成排烟管道11全部节段安装；

5)将两条安装有喷头22的控烟水管21分别安装在固定支架外侧，完成控烟水管21的安装；

6)在隧道左右两侧分别布置供水管23，将供水管23上端与控烟水管21连接，下端与隧道内消防水管连接，完成供水管23的安装；

7)在隧道外并根据具体工程条件设置控制中心42，将控制中心42与温度传感器44、烟雾传感器45、排烟风机13及喷头22建立连接；将温度传感器44与电磁吸附装置43和报警器46建立连接；将烟雾传感器45与电磁吸附装置43和报警器46建立连接。

8)完成上述安装后对系统进行整体调试，确保系统工作正常。

如果排烟风门12与排烟管道11在出厂时是安装好的，就不需要现场再对排烟风门12进行安装了；否则在进行整体安装之前，需要将排烟风门12安装好，具体为：将排烟风门12一侧通过预制的铰链14与排烟管道11铰接，另一侧通过电磁吸附装置43与排烟管道11连接。

如图6所示，本发明的隧道火灾烟气控制系统的工作原理具体为：

1)当隧道区段内的温度传感器44和烟雾传感器45监测到隧道内发生火灾后，将火灾信息发送给控制中心42、电磁吸附装置43和报警器46。

2)报警器46向隧道内人员发出火灾警报，提醒洞内人员紧急疏散。

3)电磁吸附装置43接收到火灾信号后自动断电，排烟风门12在重力作用下自动开启，准备开始通风。

4)控制中心42接受到火灾信号后启动控烟系统2，开启临近的细水雾喷头22进行细水雾灭火作业，降温的同时减少隧道内烟气产生；启动排烟风机13开始排烟作业，将火灾产生的烟雾通过排烟管道11排至洞外，为人员撤离争取时间。

控制中心可采用ASW1000等现有的通风控制器进行系统控制，风机采用HTF消防高温排烟风机，细水雾喷头可用XWT-K3.5/4.5等常见细水雾喷头。需要指出的是，此处提到的设备类型仅为参考所用，并非对此专利的限定。

以上所述，仅为本发明专利较佳的具体实施方式，但本发明专利的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明专利揭露的技术范围内，根据本发明专利的技术方案及其构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明专利的保护范围内。

Claims (5)

1.一种隧道火灾烟气智能控制系统，其特征在于，包括排烟系统（1）、控烟系统（2）、支撑系统（3）和智能控制系统（4）；

排烟系统（1）包括排烟风机（13）、排烟风门（12）和多节可拆卸连接的排烟管道（11），排烟风机（13）安装在隧道洞口或竖井处，排烟风门（12）安装在排烟管道（11）上；

控烟系统（2）包括控烟水管（21）和供水管（23），控烟水管（21）设于固定支架外侧，在控烟水管（21）上设有多个喷头（22），供水管（23）一端与控烟水管（21）连接，另一端连接水源；

支撑系统（3）固定安装在隧道拱顶，包括多个固定支架，固定支架用于放置排烟管道（11）和控烟水管（21）；

智能控制系统（4）包括智能阀门（41）和控制中心（42），智能阀门（41）包括电磁吸附装置（43）、温度传感器（44）、烟雾传感器（45）、报警器（46）和为电磁吸附装置（43）供电的电池，温度传感器（44）和烟雾传感器（45）用于监测隧道内是否发生火灾；

温度传感器（44）、烟雾传感器（45）、排烟风机（13）及喷头（22）均与控制中心（42）连接；

温度传感器（44）和烟雾传感器（45）均与电磁吸附装置（43）连接；

温度传感器（44）和烟雾传感器（45）均与报警器（46）连接；

排烟管道（11）上部为圆弧形，下部为方形；

每节排烟管道（11）的一端为管节承口（16），另一端为管节插口（15），相邻管节通过管节插口（15）和管节承口（16）连接；

排烟风门（12）一侧与排烟管道（11）铰接，另一侧通过电磁吸附装置（43）与排烟管道（11）连接；

固定支架包括底板（31）和两个侧板（32），底板（31）与两个侧板（32）形成用于放置排烟管道（11）的容纳槽；

侧板（32）包括第一侧板（321）和第二侧板（322），第一侧板（321）与底板（31）垂直连接，第二侧板（322）与第一侧板（321）垂直连接，第二侧板（322）通过螺栓（34）固定于隧道拱顶；

当底板（31）伸出侧板（32）一段距离时，在底板（31）的两端分别连接有挡板（33），挡板（33）与底板（31）垂直连接，挡板（33）、底板（31）与侧板（32）共同形成用于放置控烟水管（21）的槽体。

2.根据权利要求1所述的隧道火灾烟气智能控制系统，其特征在于，喷头（22）采用细水雾喷头，均匀布设在控烟水管（21）上。

3.根据权利要求1所述的隧道火灾烟气智能控制系统，其特征在于，控制中心（42）采用ASW1000通风控制器。

4.如权利要求1-3任意一项所述的隧道火灾烟气智能控制系统的工作方法，其特征在于，包括以下步骤：

1）当隧道区段内的温度传感器（44）或烟雾传感器（45）监测到隧道内发生火灾后，将火灾信息发送给控制中心（42），同时开启电磁吸附装置（43）和报警器（46）；

2）报警器（46）向隧道内人员发出火灾警报，提醒洞内人员紧急疏散；

电磁吸附装置（43）接收到火灾信号后自动断电，排烟风门（12）开启，开始通风；

3）控制中心（42）接受到火灾信号后启动排烟风机（13）和喷头（22），喷头（22）喷水，进行灭火作业；排烟风机（13）打开，进行排烟作业。

5.如权利要求1-3任意一项所述的隧道火灾烟气智能控制系统的安装方法，其特征在于，包括以下步骤：

1）将排烟风门（12）与排烟管道（11）安装好；

2）将固定支架固定安装在隧道拱顶中部，完成支撑系统（3）的安装；

3）将排烟风机（13）安装在洞口或竖井处，然后取出第一节排烟管道（11），将第一节排烟管道（11）与排烟风机（13）连接好；

4）取出后一节排烟管道（11）放在容纳槽中，将后一节排烟管道（11）与第一节排烟管道（11）连接好，重复进行直至完成排烟管道（11）的全部节段安装；

5）将两条控烟水管（21）分别安装在固定支架外侧；

6）在隧道左右两侧分别布置供水管（23），将供水管（23）一端与控烟水管（21）连接，另一端与隧道内消防水管连接；

7）在隧道外布设控制中心（42），将控制中心（42）与温度传感器（44）、烟雾传感器（45）、排烟风机（13）及喷头（22）建立连接；将温度传感器（44）与电磁吸附装置（43）和报警器（46）建立连接；将烟雾传感器（45）与电磁吸附装置（43）和报警器（46）建立连接。