一种城市综合管廊用电缆智能型超细干粉灭火系统及方法与流程

本发明属于地下综合管廊防火领域，尤其是一种城市综合管廊用电缆智能型超细干粉灭火系统及方法。

背景技术：

地下综合管廊，指在城市地下用于集中敷设电力、通信、广播电视、给水、排水、热力、燃气等市政管线的公共隧道。城市地下综合管廊建设，相当于建设一条“地下管线之家”，只要是铺设在城市地下的管线都要从管廊中通过。

在地下综合管廊中的线路较复杂，因此地下综合管廊的安全风险也就大大增加。就火灾的问题来说，火灾的主要来源于地下综合管廊中的电缆失火。电缆相间短路、对地短路、接触不良和线路过载等原因都有可能导致电缆着火，管廊内敷设电缆密集度高并且产生的热量短时间内难以扩散，势必导致管廊内温度迅速上升。地下综合管廊的电缆一旦失火，且管廊内通道一般比较狭窄，灭火困难，在电线电缆密集布置的管廊内，高压电缆在断电后仍有可能留有余压，存在触电危险。这种火灾采用干粉灭火才是最优选择。

现有的干粉灭火系统是将干粉储存在干粉罐中，在地下综合管廊中，每隔很短的一段距离，安放一个干粉罐，干粉罐内混合了干粉和高压气，一旦火灾发生，无论火灾情况，干粉罐自动打开，喷出内部所有干粉和高压气。这样在地下综合管廊中需要放置较多的干粉罐，成本较大。

技术实现要素：

发明目的：提供一种城市综合管廊用电缆智能型超细干粉灭火系统及方法，以解决现有技术存在的上述问题。

技术方案：

一种城市综合管廊用电缆智能型超细干粉灭火系统，包括：

固定架，固定架安装在管廊顶部，与所述固定架中间固定安装的控制器，与所述控制器依次连接的红外温度探测器、光学烟雾探测器、红外线测距仪，与所述控制器连接的干粉容器，与所述干粉容器连接的高压氮气存储罐；以及与所述干粉容器连接的管路；

所述固定架大小和被保护区的面积大小相同，所述管路顺着所述固定架的下表面的框架z型排布，在所述管路上设有n个输出喷头；

所述光学烟雾探测器将检测到的火焰烟雾时切断的光信号转化为电信号输出，所述红外温度探测器将检测到的火焰热度转化为电信号输出，所述红外线测距仪检测火焰的距离，转化为电信号输出，所述控制接收一个或两个以上的所述红外温度探测器、光学烟雾探测器和红外线测距仪的电信号后，发出对应位置的灭火控制指令，所述高压氮气存储罐根据控制器的控制指令输出高压氮气。

在进一步的实施例中，所述干粉容器和高压氮气存储罐安装在所述管廊的地面上，所述干粉容器为双层结构，所述干粉容器的内层设置干粉，所述控制器输出的控制指令开启所述干粉容器上的阀门，通过输气管传输的高压氮气和干粉在所述干粉容器的外层混合形成气粉流输出；将干粉和高压氮气分开储存，在不需要使用的时候，不会由于出现任何化学反应，并且在干粉使用完后，或由于长期放置造成干粉达到其使用寿命时，仅需要打开干粉容器直接对干粉进行更换，节省了成本。

在进一步的实施例中，每个所述输出喷头均由一个电动阀控制，所述电动阀根据所述控制器的控制指令打开，控制所述输出喷头喷洒。

在进一步的实施例中，输出喷头由喷射软管和限位弹簧构成，限位弹簧套接在喷射软管外，喷射软管为不锈钢软管，耐高温，耐用。

一种城市综合管用智能超细干粉灭火方法，包含以下步骤：

s1：控制器判断是否同时接收到红外温度探测器信号和光学烟雾探测器信号，若判断结果为是，则进入s2；

s2：控制器控制高压氮气存储罐输出高压氮气至干粉容器的外层，控制器控制干粉容器的阀门打开，让干粉和高压氮气在干粉容器的外层混合成气粉流后，进入s3；

s3：控制器接收红外线测距仪信号，确定着火点的具体位置，进入s4；

s4：控制器通过控制打开所述干粉容器的阀门，将气粉流导入管路，控制器输出开启具体位置的管路上输出喷头的电动阀，气粉流通过输出喷头喷射到被保护区内着火地点；

s5：持续喷射m分钟后，控制器根据红外温度探测器信号和光学烟雾探测器信号，判断被保护区是否还存在火源，若判断结果为是，则返回s3；若判断结果为否，则进入s6；

s6：控制器输出结束指令，所有阀门关闭。

在进一步的实施例中，在s2中控制器控制高压氮气存储罐输出的高压氮气，首先从干粉容器的底部输入至干粉容器的外层，使干粉容器的外层中流入的干粉进行松动，让干粉和高压氮气在干粉容器的外层可以充分混合。

在进一步的实施例中，在s5中输出喷头持续喷射m分钟，m的值为0.5~1。

有益效果：

本发明采用管路作为灭火路径，管路上设置多个输出喷头，每个输出喷头均由一个电动阀控制，实现了长距离定点均匀喷洒，配合超细干粉，灭火效率高，灭火速度快。

附图说明

图1是本发明系统的结构示意图。

图2是本发明方法的流程图。

附图标记为：固定架1、光学烟雾探测器2、红外温度探测器3、红外线测距仪4、控制器5、高压氮气存储罐6、干粉容器7、管路8、输出喷头9。

具体实施方式

在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本发明更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本发明可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本发明发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。

如图1所示：一种城市综合管廊用电缆智能型超细干粉灭火系统，主要由固定架1、光学烟雾探测器2、红外温度探测器3、红外线测距仪4、控制器5、高压氮气存储罐6、干粉容器7、管路8、输出喷头9组成。本发明的图1只是示意性的展示出了一个被保护区域的示意图，还可以根据需要对系统进行扩展，即根据需要被保护区域的具体数量，增加对应的光学烟雾探测器2、红外温度探测器3、红外线测距仪4，高压氮气存储罐6、干粉容器7以及管路8，这些增加的装置均统一与控制器5连接，形成城市综合管廊用智能超细干粉灭火系统网络。以下为详细说明：

固定架1安装在管廊顶部，固定架1的上表面和管廊顶部固定连接，固定架1大小和被保护区的面积大小相同。

光学烟雾探测器2固定在固定架1上，光学烟雾探测器2将检测到的火焰烟雾时切断的光信号转化为电信号输出。光学烟雾探测器2安装的具体位置在固定架1中间，且其监测范围覆盖整个被保护区。红外温度探测器3固定在固定架1上，红外温度探测器3将检测到的火焰热度转化为电信号输出。红外温度探测器3安装的具体位置在固定架1中间、光学烟雾探测器2一侧，且其监测范围覆盖整个被保护区。红外线测距仪4固定在固定架1上，红外线测距仪4将检测火焰的距离，转化为电信号输出。红外线测距仪4安装的具体位置在固定架1中间、光学烟雾探测器2的另一侧，且其监测范围覆盖整个被保护区。

高压氮气存储罐6和干粉容器7共同被设置在被保护区的一个角落。高压氮气存储罐6中存储了高压液态氮。高压氮气存储罐6的输出口连接输气管，输气管靠近高压氮气存储罐6的一端上设置高压阀门，此高压阀门控制高压氮气存储罐6内的开启和闭合。

控制器5与管廊的顶部固定连接，控制器5用于接收和处理红外温度探测器3、光学烟雾探测器2和红外线测距仪4的电信号，以及控制城市综合管廊用智能超细干粉灭火系统上除控制器5外的所有阀门的开合。当控制器5接收到着火信号后，通过处理，发出对应位置的灭火控制指令。控制器5控制高压氮气存储罐6的高压阀门打开，高压氮气存储罐6根据控制器5的控制指令输出高压氮气。

高压氮气存储罐6的输气管和干粉容器7相连，干粉容器7还与控制器5的输出端连接，并固定在管廊顶部。干粉容器7为双层结构。干粉容器7的内层设置干粉，干粉容器7内的干粉为超细干粉。控制器5输出的控制指令开启干粉容器7上的阀门，阀门共3个，分为输入电磁阀、输出电磁阀、干粉控制阀。输入电磁阀位于输气管和干粉容器7之间，即干粉容器7的输入端，干粉容器7的输入端在干粉容器7外部的最下面，用于控制通过输气管向干粉容器7传输高压氮气，使高压氮气由下向上吹；输出控制阀安装于干粉容器7的输出端，干粉容器7的输出端位于干粉容器7的上部，用于输出输气管传输的高压氮气和干粉在干粉容器7的外层混合形成气粉流；干粉控制阀安装于干粉容器7的内层和外层之间的连接处，连接处具体位于干粉容器7的下部，用于控制干粉容器7的内层的开合，让干粉容器7的内层的干粉受到重力作用流入干粉容器7的外层，在干粉容器7的外层的干粉受到由下向上吹的高压氮气冲击，进而使干粉和高压氮气充分混合，形成气粉流。

管路8固定安装在固定架1上，管路8的输入端和干粉容器7的输出端相连，受到干粉控制阀的开合控制。管路8顺着固定架1的下表面的框架z型排布，管路8覆盖了整个被保护区。管路8的管材采用无缝钢管、不锈钢管、焊接钢管中的一种，直径在φ10～20。

管路8上设有多个输出喷头9，输出喷头9由喷射软管和限位弹簧构成，限位弹簧套接在喷射软管外，喷射软管为不锈钢软管，耐高温，耐用。在高压气喷射的情况下，由于喷射软管有一定的柔韧性，通过限位弹簧的作用，喷射软管呈蛇形运动，形成了扇形的、较大面积的喷射，提高了灭火效率。每个输出喷头9均由一个电动阀控制，电动阀根据控制器5的控制指令打开，控制输出喷头9喷洒。

综上所述，本发明通过对输出喷头9结构的设计，扩大了每一个输出喷头9的喷射面积，提高了灭火效率；通过采用管路8作为灭火路径，管路8上设置多个输出喷头9，每个输出喷头9均由一个电动阀控制，实现了长距离定点均匀喷洒，配合超细干粉，灭火效率高，灭火速度快；通过设置高压氮气存储罐6和干粉容器7，将干粉和高压氮气分开储存，在不需要使用的时候，不会由于出现任何化学反应，并且在干粉使用完后，或由于长期放置造成干粉达到其使用寿命时，仅需要打开干粉容器7直接对干粉进行更换，节省了成本。

如图2所示：本发明的一种城市综合管廊用电缆智能型超细干粉灭火方法，包含以下步骤，其中m=1：

s1：红外温度探测器3和光学烟雾探测器2对被保护区惊醒监测，当红外温度探测器3和光学烟雾探测器2其中任何一个探测器监测到疑似着火信号，传送至控制器5，控制器5判断是否为两个探测器同时监测到，若判断为否，则控制器5反馈继续监测的信号至红外温度探测器3和光学烟雾探测器2，并且在接下来30分钟内重点监测刚传输疑似着火信号的探测器，若30分钟内再无疑似着火信号传送至控制器5，则确认无火灾产生，解除重点监测，正常监测探测器；若判断控制器5判断是同时有红外温度探测器3信号和光学烟雾探测器2信号，则可能是被保护区出现火灾，进入s2进行灭火。

s2：控制器5确定在被保护区出现火灾，发出灭火的控制指令。控制器5先打开高压氮气存储罐6的高压阀门，高压氮气存储罐6顺着输气管输出高压氮气。控制器5打开干粉容器7外的输入电磁阀，输入电磁阀通过输入电磁阀由输气管输送至干粉容器7的外层，同时控制器5打开干粉控制阀，干粉容器7的内层的干粉受重力影响直接向下流入干粉容器7的外层，高压氮气右下向上吹，冲击着流入的干粉，让沉积已久的干粉在气流的冲击下松动，还原为松散的颗粒状，这样确保了干粉和高压氮气可以充分混合，形成气粉流。进入s3；

s3：控制器5反馈确定着火的信息至红外线测距仪4，红外线测距仪4对着火点进行探测，红外线测距仪4将探测到的着火点距离信号反馈至控制器5，控制器5接收信号，通过计算确定出着火点的具体位置，并判断出着火点对应的所有输出喷头9。进入s4；

s4：控制器5控制干粉容器7的输出控制阀，气粉流在干粉容器7中由下向上吹，通过输出控制阀流入管路8中。控制器5同时开启着火点对应的管路8上输出喷头9的电动阀，让布满管路8的气粉流通过电动阀从输出喷头9喷射而出。通过输出喷头9中喷射软管的蛇形运动，进行灭火工作。以上所有工作为一次单次灭火工作。

s5：单次灭火工作为持续喷射1分钟，单次灭火工作完成，控制器5根据实时的红外温度探测器3信号和光学烟雾探测器2信号，判断被保护区是否还存在火源，若判断结果为是，则返回s3，控制器5重新确定着火点的具体位置，打开各类阀门，输出喷头9重新喷射气粉流，再次进行灭火工作。若判断结果为否，即控制器5判断出被保护区中没有火源，则进入s6。

s6：控制器5对所有设备输出灭火结束指令，所有阀门关闭，灭火工作全部完成。

综上所述，本发明通过采用控制器5来控制所有阀门的开合，配合光学烟雾探测器2、红外温度探测器3和红外线测距仪4来确定火源情况，来确保在不需要灭火时及时关闭，这样可以进行多次灭火，直到火完全灭掉为止，避免了现今大部分灭火系统只能一次性灭火的特性，节省干粉和高压氮气，降低成本。

以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种等同变换，这些等同变换均属于本发明的保护范围。