基于PID控制的隧道火灾动态排烟控制方法与流程

本发明涉及隧道排烟领域，具体是一种基于pid控制的隧道火灾动态排烟控制方法。

背景技术：

1、隧道因其结构的复杂性及空间的密闭性，火灾产生的高温有毒烟气难以排出，高温、浓烟、有毒有害物质影响被困人员的安全疏散逃生。随着我国隧道建设不断发展，公路隧道的建设长度不断增加，隧道长度增大了排烟难度。目前长大隧道多采用分段纵向排烟，其具有排烟效果较好、建设难度及建设成本较低的优势。纵向排烟中排烟风速控制尤为重要，排烟风速过大导致烟气分层的稳定性受到破环，烟气沉降量增大，不利于火源下游人员疏散。考虑实际隧道火灾规模的不确定性，应针对不同火灾规模设置合理的纵向风速。

技术实现思路

1、为了提高烟气排出效率，本申请提供了一种基于pid控制的隧道火灾动态排烟控制方法。

2、本发明解决上述问题所采用的技术方案是：

3、基于pid控制的隧道火灾动态排烟控制方法，包括

4、步骤1、以竖井为间隔划分防灾分区，并在每个防灾分区拱顶设置多个温度监测传感器；

5、步骤2、火灾发生时，基于温度监测传感器确定火源点位置；

6、步骤3、基于火源发生位置确定风机开启方向，基于火源规模确定临界风速；

7、步骤4、基于步骤3确定的风机开启方向及临界风速采用pid技术对风机进行控制。

8、进一步地，所述风机包括设置在隧道内的射流风机及设置在竖井内的轴流风机。

9、进一步地，所述风机开启方向为：火源点所在防灾分区及火源点上游防灾分区内的射流风机正向开启，离火源点最近的下游防灾分区内的射流风机反向开启，离火源点下游最近的轴流风机排风，其他防灾分区内的射流风机正向开启，轴流风机送风。

10、进一步地，

11、所述临界风速计算方式为：

12、

13、

14、式中，tmax为火源处温度，ta为环境温度，ρ0为环境空气密度，cp为空气定压比热容，g为重力加速度，hd为火源与顶棚的垂直距离，q为火源热释放速率，v为隧道实测风速，v(t)为t时刻的临界风速，h为隧道断面高度，a为隧道断面面积，tf为隧道内平均烟气温度。

15、进一步地，温度最高的温度监测传感器处为火源点。

16、进一步地，所述温度监测传感器设置在拱顶中线上。

17、进一步地，所述温度监测传感器等间距设置。

18、本发明相比于现有技术具有的有益效果是：本申请通过拱顶温度与热释放速率关系式获取火源规模，并根据火源规模获取临界风速，进而对风机风速进行精细化控制，以减少烟气分层和烟气沉降量过大对人员逃生的危害；火源点上游射流风机正向开启，离火源点最近的下游防灾分区内的射流风机反向开启，加快了烟气排出的同时有效避免了烟气向其他分区扩散。通过减少烟气沉降量的同时加快烟气排出，从而提高了烟气排出效率。

技术特征：

1.基于pid控制的隧道火灾动态排烟控制方法，其特征在于，包括

2.根据权利要求1所述的基于pid控制的隧道火灾动态排烟控制方法，其特征在于，所述风机包括设置在隧道内的射流风机及设置在竖井内的轴流风机。

3.根据权利要求2所述的基于pid控制的隧道火灾动态排烟控制方法，其特征在于，所述风机开启方向为：火源点所在防灾分区及火源点上游防灾分区内的射流风机正向开启，离火源点最近的下游防灾分区内的射流风机反向开启，离火源点下游最近的轴流风机排风，其他防灾分区内的射流风机正向开启，轴流风机送风。

4.根据权利要求1所述的基于pid控制的隧道火灾动态排烟控制方法，其特征在于，

5.根据权利要求1所述的基于pid控制的隧道火灾动态排烟控制方法，其特征在于，温度最高的温度监测传感器处为火源点。

6.根据权利要求1所述的基于pid控制的隧道火灾动态排烟控制方法，其特征在于，所述温度监测传感器设置在拱顶中线上。

7.根据权利要求1-6任意一项所述的基于pid控制的隧道火灾动态排烟控制方法，其特征在于，所述温度监测传感器等间距设置。

技术总结
本发明涉及隧道排烟领域，为了提高烟气排出效率，提供了基于PID控制的隧道火灾动态排烟控制方法，通过拱顶温度与热释放速率关系式获取火源规模，并根据火源规模获取临界风速，进而对风机风速进行精细化控制，以减少烟气分层和烟气沉降量过大对人员逃生的危害；火源点上游射流风机正向开启，离火源点最近的下游防灾分区内的射流风机反向开启，加快了烟气排出的同时有效避免了烟气向其他分区扩散。通过减少烟气沉降量的同时加快烟气排出，从而提高了烟气排出效率。

技术研发人员：陈勇良,王瑛琢,马子钦,王雪,刘媛,李俊麒,周振宇
受保护的技术使用者：中国电建集团成都勘测设计研究院有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/27