CN111720153A - 一种隧道排烟系统 - Google Patents

Abstract

本申请实施例涉及隧道通风技术领域，具体地，涉及一种隧道排烟系统。该隧道排烟系统包括多个横向排烟管、与横向排烟管一一对应的排烟效率提升装置、排烟风道、风井端排烟装置以及控制装置；横向排烟管间隔地安装于车行隧洞的顶部；横向排烟管在底部设置有多个排烟口；排烟效率提升装置安装于排烟风道内，用于将车行隧洞中的烟气吸入排烟风道；风井端排烟装置与排烟风道连通，用于将排烟风道中的烟气排出到大气中；控制装置用于控制排烟效率提升装置和风井端排烟装置的启闭。该隧道排烟系统能够在不改变隧道断面的情况下提高排烟效率且增加排烟动力，解决了现有排烟系统因排烟效率低而排烟效果达不到设计要求的问题。

Description

一种隧道排烟系统

技术领域

本申请涉及隧道通风技术领域，具体地，涉及一种隧道排烟系统。

背景技术

现有超长水下隧道具有距离长、断面大、封闭性强的特点，在水下隧道用的排烟竖井较难分段设置时，只能采用侧向重点排烟系统解决消防排烟问题。矩形断面隧道采用两孔一管廊的结构横断面，两侧孔为车行隧洞，中间管廊从上到下依次分为排烟风道、电缆空间、机电设备空间和管道布置空间。

采用的侧向重点排烟系统是利用隧道中车行隧洞侧面管廊上部空间设置排烟道，侧面设置排烟口，隧道两端设备用房设置排烟风机。由于排烟管道和排烟口设置在车行隧洞的侧面，随着隧道中车道数量的增加，排烟口卷吸大量空气，使得侧向重点排烟系统的排烟效率降低，从而在火灾时排烟效果达不到设计要求的问题。

发明内容

本申请实施例中提供了一种隧道排烟系统，该隧道排烟系统能够在不改变隧道断面的情况下提高排烟效率且增加排烟动力，解决了现有排烟系统因排烟效率低而排烟效果达不到设计要求的问题。

本申请实施例提供了一种隧道排烟系统，该隧道排烟系统包括多个横向排烟管、与所述横向排烟管一一对应的排烟效率提升装置、排烟风道、风井端排烟装置以及控制装置；

沿隧道的长度方向，多个所述横向排烟管间隔地安装于车行隧洞的顶部；每个所述横向排烟管沿所述车行隧洞的宽度方向设置，所述横向排烟管的一端封闭、另一端与所述排烟风道连通，并在底部设置有与所述车行隧洞连通的多个排烟口；

所述排烟效率提升装置安装于所述排烟风道内，并与对应的所述横向排烟管的出口连通，用于将所述车行隧洞中的烟气通过所述横向排烟管吸入所述排烟风道；

所述风井端排烟装置与所述排烟风道连通，用于将所述排烟风道中的烟气排出到大气中；

所述控制装置用于控制所述排烟效率提升装置和所述风井端排烟装置的启闭。

优选地，在所述排烟风道与所述车行隧洞之间的隔墙上设置有与所述横向排烟管一一对应的通孔，所述通孔用于连通所述横向排烟管和所述排烟效率提升装置；

所述横向排烟管朝向所述排烟风道的一端密封安装于所述隔墙上，并在所述横向排烟管与所述隔墙之间设置有耐火矿棉和防火密封胶。

优选地，还包括安装于每个所述通孔内的常闭型电动排烟阀，所述常闭型电动排烟阀用于控制所述横向排烟管与所述排烟风道之间的通断；

所述常闭型电动排烟阀与所述排烟效率提升装置串联连接；

所述控制装置对所述常闭型电动排烟阀与所述排烟效率提升装置进行联锁控制。

优选地，所述排烟效率提升装置通过减振支架固定安装于所述排烟风道内的钢筋混凝土底座上，包括机壳、叶轮、电机、轴温传感器以及喘振报警传感器；

所述叶轮能够转动地安装于所述机壳内；

所述电机与所述叶轮传动连接，用于驱动所述叶轮转动；

所述机壳的一端固定安装于所述隔墙上，并与所述通孔相对；

所述轴温传感器和所述喘振报警传感器均安装于所述电机的输出轴上，并与所述控制装置信号连接。

优选地，所述风井端排烟装置由排烟风井、隧道机房和隧道排烟风机；

所述排烟风井通过隧道机房与所述排烟风道连通；

在所述隧道机房内固定安装有至少两个所述隧道排烟风机，所述隧道排烟风机用于将排烟风道内的烟气输送到所述排烟风井。

优选地，所述风井端排烟装置还包括安装于所述隧道排烟风机两端的消声器、安装在所述消声器与所述隧道排烟风机之间的扩散筒、以及固定安装在所述隧道排烟风机出口端的联锁风阀；

所述联锁风阀与所述隧道排烟风机串联连接，并与控制装置信号连接，用于通过所述控制装置对所述联锁风阀与所述隧道排烟风机进行联锁控制。

优选地，所述隧道排烟风机为单向定速风机；

所述隧道排烟风机与所述联锁风阀之间通过钢板连接；

在每个所述隧道机房中设置有至少两个所述隧道排烟风机。

优选地，还包括固定安装于所述车行隧洞顶部的多个火灾探测装置；

所述火灾探测装置与所述控制装置信号连接，用于将检测到的火灾信号和火灾发生的位置信息发送到所述控制装置；

所述控制装置根据接收的火灾信号和位置信息控制对应位置的排烟效率提升装置开启，同时控制所述风井端排烟装置开启。

优选地，沿隧道的长度方向，所述横向排烟管等间隔地安装于所述车行隧洞的顶部，并且相邻的两个所述横向排烟管之间的间距为10m～150m。

优选地，在每个所述横向排烟管上还固定安装有风速风量传感器和二氧化碳传感器；所述风速风量传感器和所述二氧化碳传感器均与控制装置信号连接；

所述风速风量传感器用于检测所述横向排烟管的排烟量；

所述二氧化碳传感器用于检测所述横向排烟管中排出气体的二氧化碳浓度。

优选地，所述风速风量传感器和所述二氧化碳传感器通过法兰固定安装于所述横向排烟管上；

在所述风速风量传感器与所述横向排烟管之间、以及在所述二氧化碳传感器与所述横向排烟管之间均设置有耐火矿棉和防火密封胶。

优选地，所述横向排烟管为金属圆形风管，并通过固定吊架安装于所述车行隧洞的顶部；

在所述横向排烟管底部设置有与每条车道的中线一一对应的排烟口。

采用本申请实施例中提供的通风排烟系统，具有以下有益效果：

上述隧道排烟系统在隧道中增设了横向排烟管和排烟效率提升装置，由于横向排烟管横向设置于车行隧洞的顶部，使得横向排烟管能够覆盖各条车道，通过设置在横向排烟管底部的多个排烟口对各条车道上产生的烟气进行卷吸，能够提高排烟效率；同时，在排烟效率提升装置的作用下，能够为烟气通过横向排烟管进入排烟风道提供动力，使得车行隧洞中的烟气能够加速进入排烟风道中，在加大排烟量的同时也提高了烟气的排出速度，从而提高排烟效率。因此，该隧道排烟系统能够在不改变隧道断面的情况下提高排烟效率且增加排烟动力，解决了现有排烟系统因排烟效率低而排烟效果达不到设计要求的问题。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1为采用本申请实施例提供的隧道排烟系统的隧道的断面示意图；

图2为图1中隧道在隧道机房处的断面示意图；

图3为图1中隧道的隧道排烟系统的工作原理图；

图4为图1中隧道在着火时的烟气流向示意图；

图5为图1中隧道排烟系统的控制原理图。

附图标记：

1-车行隧洞；2-管廊；3-横向排烟管；4-排烟效率提升装置；5-风井端排烟装置；6-控制装置；7-常闭型电动排烟阀；8-火灾探测装置；11-车道；21-排烟风道；22-隔墙；31-排烟口；32-风速风量传感器；33-二氧化碳传感器；51-排烟风井；52-隧道机房；53-隧道排烟风机；54-消声器；55-扩散筒；56-联锁风阀。

具体实施方式

为了使本申请实施例中的技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图对本申请的示例性实施例进行进一步详细的说明，显然，所描述的实施例仅是本申请的一部分实施例，而不是所有实施例的穷举。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

本申请实施例提供了一种隧道排烟系统，如图1和图2结构所示，隧道包括位于两侧的车行隧洞1和位于两侧车行隧洞1之间的管廊2；车行隧洞1中可以设置有多条车道11；管廊2的顶部设置有排烟风道21；该隧道排烟系统包括多个横向排烟管3、与横向排烟管3一一对应的排烟效率提升装置4、排烟风道21、风井端排烟装置5以及控制装置6；沿隧道的长度方向，多个横向排烟管3间隔地安装于车行隧洞1的顶部；横向排烟管3的设置位置和设置数量可以根据实际需要进行确定，以满足设计指标要求为准；每个横向排烟管3沿车行隧洞1的宽度方向设置，横向排烟管3的一端封闭、另一端与排烟风道21连通，并在底部设置有与车行隧洞1连通的多个排烟口31；横向排烟管3的长度可以与车行隧洞1的宽度相等或略短于车行隧洞1的宽度，通过设置于底部的排烟口31从车行隧洞1中吸入烟气，并通过另一端排出到管廊2顶部的排烟风道21中；排烟效率提升装置4安装于排烟风道21内，并与对应的横向排烟管3的出口连通，用于将车行隧洞1中的烟气通过横向排烟管3吸入排烟风道21；排烟效率提升装置4为烟气进入横向排烟管3和排烟风道21提供动力，加速烟气的流动；风井端排烟装置5与排烟风道21连通，用于将排烟风道21中的烟气排出到大气中；如图2和图3结构所示，在隧道的两端部和/或中间部分设置有风井端排烟装置5，风井端排烟装置5的设置位置和设置数量可以根据实际需要进行设置，以满足设计指标要求为准，通过风井端排烟装置5将通过横向排烟管3进入排烟风道21中的烟气排出隧道，从而降低隧道内的烟气浓度，提高隧道内人的生命安全；控制装置6用于控制排烟效率提升装置4和风井端排烟装置5的启闭；如图5所示，控制装置6可以直接设置在隧道端部，也可以设置在距离隧道较远的地方，通过网络进行信号传输，从而控制隧道排烟系统的启闭，还可以通过智能设备实现隧道排烟系统的自动启闭。

上述隧道排烟系统在隧道中增设了横向排烟管3和排烟效率提升装置4，由于横向排烟管3横向设置于车行隧洞1的顶部，使得横向排烟管3能够覆盖各条车道11，通过设置在横向排烟管3底部的多个排烟口31对各条车道11上产生的烟气进行卷吸，能够提高排烟效率；同时，在排烟效率提升装置4的作用下，能够为烟气通过横向排烟管3进入排烟风道21提供动力，使得车行隧洞1中的烟气能够加速进入排烟风道21中，在加大排烟量的同时也提高了烟气的排出速度，从而提高排烟效率。因此，该隧道排烟系统能够在不改变隧道断面的情况下提高排烟效率且增加排烟动力，解决了现有排烟系统因排烟效率低而排烟效果达不到设计要求的问题。

如图1结构所示，为了连通横向排烟管3和排烟风道21，在排烟风道21与车行隧洞1之间的隔墙22上设置有与横向排烟管3一一对应的通孔(图中未示出)，通孔用于连通横向排烟管3和排烟效率提升装置4；横向排烟管3朝向排烟风道21的一端密封安装于隔墙22上，并在横向排烟管3与隔墙22之间设置有耐火矿棉和防火密封胶。

如图1结构所示，上述隧道排烟系统还可以包括安装于每个通孔内的常闭型电动排烟阀7，常闭型电动排烟阀7用于控制横向排烟管3与排烟风道21之间的通断；常闭型电动排烟阀7与排烟效率提升装置4串联连接；控制装置6对常闭型电动排烟阀7与排烟效率提升装置4进行联锁控制。

常闭型电动排烟阀7在平时为常闭状态，火灾时开启，即，在平时横向排烟管3与排烟风道21之间被常闭型电动排烟阀7切断；当隧道内发生火灾时，可以通过控制装置6控制发生火灾附近的常闭型电动排烟阀7打开，此时，横向排烟管3与排烟风道21之间连通；通过排烟效率提升装置4能够为烟气提供动力，从而使隧道内的烟气通过横向排烟管3、常闭型电动排烟阀7和排烟效率提升装置4进入排烟通道内，再经过风井端排烟装置5排出到隧道外侧。通过增设常闭型电动排烟阀7，能够控制横向排烟管3与排烟风道21的通断，使得进入排烟风道21的烟气不会再进入其它的横向排烟管3而再流回隧道内，同时使附近具有烟气的常闭型电动排烟阀7打开，提高风井端排烟装置5的排烟效率，也能避免因烟气进入隧道的其它部分而发生安全隐患。

如图1结构所示，排烟效率提升装置4通过减振支架(图中未示出)固定安装于排烟风道21内的钢筋混凝土底座(图中未示出)上，包括机壳(图中未示出)、叶轮(图中未示出)、电机(图中未示出)、轴温传感器(图中未示出)以及喘振报警传感器(图中未示出)；叶轮能够转动地安装于机壳内，电机与叶轮传动连接，用于驱动叶轮转动；机壳的一端固定安装于隔墙22上，并与所述通孔相对；轴温传感器和喘振报警传感器均安装于电机的输出轴上，并与控制装置6信号连接。排烟效率提升装置4在开启时，电机转动，并带动叶轮转动，通过叶轮转动推动烟气从横向排烟管3进入排烟风道21内，加速了横向排烟管3中烟气的流动速度。排烟效率提升装置4还可以包括减振器(图中未示出)、金属风筒(图中未示出)和玻璃钢风帽(图中未示出)等部件，排烟效率提升装置4设置在排烟风道21内，与常闭型电动排烟阀7的位置和数量一致，并串联形成一一对应联锁控制关系；通过轴温传感器和喘振报警传感器实现风机的轴温、喘振保护/报警和轴温显示功能。隧道排烟效率提升装置4采用落地安装，基础设置在土建排烟风道21板上，基础采用钢筋混凝土结构，提升装置通过减振架、紧固件及必要的连接板与基础连接。

如图2结构所示，风井端排烟装置5由排烟风井51、隧道机房52和隧道排烟风机53；排烟风井51通过隧道机房52与排烟风道21连通；在隧道机房52内固定安装有至少两个隧道排烟风机53，隧道排烟风机53用于将排烟风道21内的烟气输送到排烟风井51。风井端排烟装置5还包括安装于隧道排烟风机53两端的消声器54、安装在消声器54与隧道排烟风机53之间的扩散筒55、以及固定安装在隧道排烟风机53出口端的联锁风阀56；联锁风阀56与隧道排烟风机53串联连接，并与控制装置6信号连接，用于通过控制装置6对联锁风阀56与隧道排烟风机53进行联锁控制。设置于隧道机房52内的隧道排烟风机53可以为单向定速风机，耐高温250℃·1h～280℃·1h；隧道排烟风机53与联锁风阀56之间可以通过钢板连接；根据排烟量的大小，在每个隧道机房52内可设置有至少两个隧道排烟风机53，至少两个隧道排烟风机53并联运作或相互备用，在平时关闭，火灾时工频启动，根据着火点位置确定开启模式，迅速排除烟气。通过设置在隧道机房52内的隧道排烟风机53能够为排烟风道21中的烟气提供动力，在排烟效率提升装置4的作用下进一步加快隧道内烟气的排烟效率，同时通过消声器54和扩散筒55还能降低隧道机房52产生的噪音。

如图1结构所示，上述隧道排烟系统还包括固定安装于车行隧洞1顶部的多个火灾探测装置8；火灾探测装置8可以为火焰探测器、感烟探测器等火灾探测器，用于对隧道内的环境进行探查，从而发现火灾。火灾探测装置8与控制装置6信号连接，用于将检测到的火灾信号和火灾发生的位置信息发送到控制装置6；控制装置6根据接收的火灾信号和位置信息控制对应位置的排烟效率提升装置4开启，同时控制风井端排烟装置5开启。

通过火灾探测装置8能够探测隧道内的火情，并将检测到的火灾信号发送给控制装置6，通过控制装置6控制排烟效率提升装置4、风井端排烟装置5以及对应的阀门开启，从而对火灾产生的烟气进行排放到隧道外侧，以防止隧道内的人员因吸入过多烟气而窒息，从而保护隧道内的人员，并为隧道内的人员逃生提供保障。

如图3和图4所示，沿隧道的长度方向，横向排烟管3等间隔地安装于车行隧洞1的顶部，并且相邻的两个横向排烟管3之间的间距可以为10m～150m，如：10m、20m、30m、40m、50m、60m、70m、80m、90m、100m、110m、120m、130m、140m、150m。为了提高排烟速度，可以在图3和图4中设置横向排烟管3的位置，同时设置两个并排的横向排烟管3，从而能够上述隧道排烟系统的排烟量提高一倍。

为了对横向排烟管3进行实时监控，如图1结构所示，在每个横向排烟管3上还固定安装有风速风量传感器32和二氧化碳传感器33；风速风量传感器32和二氧化碳传感器33均设置于形成横向排烟管3上，风速风量传感器32和二氧化碳传感器33更靠近排烟风道21的一侧；风速风量传感器32和二氧化碳传感器33均与控制装置6信号连接；风速风量传感器32用于检测横向排烟管3的排烟量；二氧化碳传感器33用于检测横向排烟管3中排出气体的二氧化碳浓度。

由于风速风量传感器32能够检测横向排烟管3的排烟量，并且二氧化碳传感器33能够检测通过横向排烟管3的气体的二氧化碳的浓度，通过两个传感器能够实时检测对应横向排烟管3的排烟量和二氧化碳的浓度，能够准确获取各横向排烟管3位置处的实际情况，还能够为控制装置6的开关提供数据参考，同时还能为自动启闭提供触发控制功能。

在安装时，风速风量传感器32和二氧化碳传感器33可以通过法兰固定安装于横向排烟管3上；在风速风量传感器32与横向排烟管3之间、以及在二氧化碳传感器33与横向排烟管3之间均设置有耐火矿棉和防火密封胶。

在实际生产、制造过程中，横向排烟管3可以为金属圆形风管，也可以为矩形风管，并通过固定吊架安装于车行隧洞1的顶部；在横向排烟管3底部设置有与每条车道11的中线一一对应的排烟口31，如图1和图2结构所示，在车行隧洞1中设置有三条车道11，在每条车道11的顶部均设置有一个排烟口31，通过排烟口31能够使车行隧洞1内的烟气进入横向排烟管3，最终通过排烟风道21和抽烟风井排出隧道。

采用上述各种实施例中提供的隧道排烟系统，与现有隧道侧向重点排烟系统相比，排烟效率提高了30％～45％，并能够在不改变隧道断面的情况下增加排烟动力，还能解决排烟负压路径过长使烟气在车道11蔓延严重，造成人员疏散环境不满足要和烟气控制情况缺乏监控监测的问题。

尽管已描述了本申请的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本申请范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (12)

1.一种隧道排烟系统，其特征在于，包括多个横向排烟管、与所述横向排烟管一一对应的排烟效率提升装置、排烟风道、风井端排烟装置以及控制装置；

沿隧道的长度方向，多个所述横向排烟管间隔地安装于车行隧洞的顶部；每个所述横向排烟管沿所述车行隧洞的宽度方向设置，所述横向排烟管的一端封闭、另一端与所述排烟风道连通，并在底部设置有与所述车行隧洞连通的多个排烟口；

所述排烟效率提升装置安装于所述排烟风道内，并与对应的所述横向排烟管的出口连通，用于将所述车行隧洞中的烟气通过所述横向排烟管吸入所述排烟风道；

所述风井端排烟装置与所述排烟风道连通，用于将所述排烟风道中的烟气排出到大气中；

所述控制装置用于控制所述排烟效率提升装置和所述风井端排烟装置的启闭。

2.根据权利要求1所述的隧道排烟系统，其特征在于，在所述排烟风道与所述车行隧洞之间的隔墙上设置有与所述横向排烟管一一对应的通孔，所述通孔用于连通所述横向排烟管和所述排烟效率提升装置；

所述横向排烟管朝向所述排烟风道的一端密封安装于所述隔墙上，并在所述横向排烟管与所述隔墙之间设置有耐火矿棉和防火密封胶。

3.根据权利要求2所述的隧道排烟系统，其特征在于，还包括安装于每个所述通孔内的常闭型电动排烟阀，所述常闭型电动排烟阀用于控制所述横向排烟管与所述排烟风道之间的通断；

所述常闭型电动排烟阀与所述排烟效率提升装置串联连接；

所述控制装置对所述常闭型电动排烟阀与所述排烟效率提升装置进行联锁控制。

4.根据权利要求3所述的隧道排烟系统，其特征在于，所述排烟效率提升装置通过减振支架固定安装于所述排烟风道内的钢筋混凝土底座上，包括机壳、叶轮、电机、轴温传感器以及喘振报警传感器；

所述叶轮能够转动地安装于所述机壳内；

所述电机与所述叶轮传动连接，用于驱动所述叶轮转动；

所述机壳的一端固定安装于所述隔墙上，并与所述通孔相对；

所述轴温传感器和所述喘振报警传感器均安装于所述电机的输出轴上，并与所述控制装置信号连接。

5.根据权利要求4所述的隧道排烟系统，其特征在于，所述风井端排烟装置由排烟风井、隧道机房和隧道排烟风机；

所述排烟风井通过隧道机房与所述排烟风道连通；

在所述隧道机房内固定安装有至少两个所述隧道排烟风机，所述隧道排烟风机用于将排烟风道内的烟气输送到所述排烟风井。

6.根据权利要求5所述的隧道排烟系统，其特征在于，所述风井端排烟装置还包括安装于所述隧道排烟风机两端的消声器、安装在所述消声器与所述隧道排烟风机之间的扩散筒、以及固定安装在所述隧道排烟风机出口端的联锁风阀；

所述联锁风阀与所述隧道排烟风机串联连接，并与控制装置信号连接，用于通过所述控制装置对所述联锁风阀与所述隧道排烟风机进行联锁控制。

7.根据权利要求6所述的隧道排烟系统，其特征在于，所述隧道排烟风机为单向定速风机；

所述隧道排烟风机与所述联锁风阀之间通过钢板连接；

在每个所述隧道机房中设置有至少两个所述隧道排烟风机。

8.根据权利要求1所述的隧道排烟系统，其特征在于，还包括固定安装于所述车行隧洞顶部的多个火灾探测装置；

所述火灾探测装置与所述控制装置信号连接，用于将检测到的火灾信号和火灾发生的位置信息发送到所述控制装置；

所述控制装置根据接收的火灾信号和位置信息控制对应位置的排烟效率提升装置开启，同时控制所述风井端排烟装置开启。

9.根据权利要求1-8任意一项所述的隧道排烟系统，其特征在于，沿隧道的长度方向，所述横向排烟管等间隔地安装于所述车行隧洞的顶部，并且相邻的两个所述横向排烟管之间的间距为10m～150m。

10.根据权利要求1-8任意一项所述的隧道排烟系统，其特征在于，在每个所述横向排烟管上还固定安装有风速风量传感器和二氧化碳传感器；所述风速风量传感器和所述二氧化碳传感器均与控制装置信号连接；

所述风速风量传感器用于检测所述横向排烟管的排烟量；

所述二氧化碳传感器用于检测所述横向排烟管中排出气体的二氧化碳浓度。

11.根据权利要求10所述的隧道排烟系统，其特征在于，所述风速风量传感器和所述二氧化碳传感器通过法兰固定安装于所述横向排烟管上；

在所述风速风量传感器与所述横向排烟管之间、以及在所述二氧化碳传感器与所述横向排烟管之间均设置有耐火矿棉和防火密封胶。

12.根据权利要求1-8任意一项所述的隧道排烟系统，其特征在于，所述横向排烟管为金属圆形风管，并通过固定吊架安装于所述车行隧洞的顶部；

在所述横向排烟管底部设置有与每条车道的中线一一对应的排烟口。

Images