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高速公路隧道消防系统 2013 6 24 前言 随着云南公路建设的发展 长隧道及特长隧道不断增多 隧道自身的结构特点和隧道安全管理已成为新的研究课题 高速公路里程的不断增加 长隧道及特长隧道不断增多 以往隧道机电设施寿命周期已达到 带来的安全隐患成倍增长 如何安全管理好高速公路隧道 合理改造公路隧道机电设施 充分发挥机电设备在高速公路公路隧道中的作用 确保隧道安全运营 充分发挥高速公路的经济效益与社会效益 这一问题已摆在了高速公路营运管理者面前 page2 前言 昆明联诚科技有限公司定位于发展自动化和信息技术 提供领先的产品技术和整体业务解决方案 业务涉及公路机电 智能交通 智慧城市 工业自动化等不同行业领域 十多年来 一直为客户提供技术咨询 系统设计 产品研发和工程实施等服务 凭着联诚自身的核心技术优势 业务遍及国内多个省份 如陕西 甘肃 山西 安徽 四川等 page3 前言 联合诚信 共谋发展 是联诚一贯坚持不懈的追求 并以 科技创新 优质服务 为理念 达到 享受科技成果 提高生活品质 的宗旨 经过10年发展 我公司注册资本为壹仟伍佰万元 拥有拥有国家版权局软件著作权证书的软件产品20余个 具有电子工程专业承包 消防设施工程专业承包 机电设备安装工程专业承包 建筑智能化工程 城市及道路照明工程 环保工程 计算机系统集成等相关资质 page4 前言 想客户所想 急客户所急 公司成立至今 一直致力于为客户提供最优的系统解决方案 本次交流 主要以隧道消防系统为主 重点阐述隧道消防系统中的火灾自动报警系统 手动报警系统 气体灭火系统以及消防联动系统 page5 提要 page6 高速公路隧道防火等级 高速公路隧道火灾特点 高速公路隧道消防系统 隧道消防系统设施管理 公路隧道消防联动系统 page7 高速公路隧道火灾特点 高速公路隧道火灾特点 1 烟雾积量大 扩散快 由于受到隧道结构的约制 隧道内空气中氧含量与洞外比相对较低 隧道内发生火灾后 会产生大量的不完全燃烧产物 如 一氧化碳 形成的浓烟迅速扩散 烟的扩散使能见度降低 并且在蔓延的浓烟中夹杂的一氧化碳是无色 无味 有强烈毒性的可燃气体 危害性极大 page8 高速公路隧道火灾特点 2 隧道火灾发生具有随机性 隧道为不动的结构物 而作为通行隧道的车辆而言 具有多样化和随机变化的特点 因此受外因的影响隧道火灾有不可预见性 致使其具有随机发生的特点 3 道路堵塞重 不利救援 隧道长 路面窄 车辆流动大 发生火灾时 高速公路管理部门难以及时采取有效措施实行交通管制 堵塞车辆难以及时疏散 极易造成堵塞 可燃物多 火势顺车蔓延 易形成连体火灾燃烧的惨痛局面 page9 高速公路隧道火灾特点 4 火势发展快 不易控制 隧道本身是一个狭长的通道 隧道内发生的火灾多数情况下都会受到纵向风的影响 当然火势的发展速度也受车辆着火部位 燃烧物质等众多因素的共同作用 隧道火灾火势发展快 如果在初起阶段未能采取很好的措施扑救 火灾会迅速发展至猛烈阶段 酿成大火扑救困难 page10 page11 高速公路隧道消防等级 高速公路隧道防火等级 page12 高速公路隧道防火等级 根据云南省 公路隧道消防设计施工管理技术规程 可得出 昆石高速公路阳宗隧道 小团山隧道防火等级均属于一级 根据规程 防火等级为一级的隧道 必须设置配有火灾报警设备 灭火设备 疏散避难救援设施以及其他设施 page13 page14 高速公路隧道消防系统 隧道消防设施属于隧道机电设施中的一个分项工程 主要包括火灾探测器 消防控制器 火灾报警器 消火栓 灭火器 加压设施 供水设施等根据云南省地标 公路隧道消防设计施工管理技术规程 相关规定 与消防系统相关设施的还有报警与诱导设施 紧急电话等 page15 高速公路隧道消防系统 火灾报警设备紧急电话手动报警按钮火灾探测器声光警报装置 声光警报装置 隧道中未设置有线广播的专用疏散通道上必须设置 page16 高速公路隧道消防系统 灭火设备灭火器室内消火栓水成膜泡沫灭火装置室外消火栓气体灭火系统 新增 page17 高速公路隧道消防系统 疏散避难救援设施疏散指示标志安全出口标志横洞指示标志疏散指示标志疏散避难救援设施人行横洞 车行横洞 专门疏散通道 机械排烟装置 避难间等 page18 高速公路隧道消防系统 其他设施有线广播系统应急照明 page19 高速公路隧道消防系统 火灾报警系统 page20 高速公路隧道消防系统 火灾报警系统 高速公路隧道消防系统 火灾报警系统 火灾报警系统主要包含 手动报警按钮 烟感探测器 温感探测器 火灾报警控制器 报警主机 声光报警器等 page21 高速公路隧道消防系统 火灾报警系统 手动报警按钮主要技术标准 报警按钮上的按片在按下后可用专用工具复位 用微处理器实现对消防设备的控制 用数字信号与控制器进行通信 工作稳定可靠 对电磁干扰有良好的抑制能力 地址码为电子编码 可现场改写 手动报警按钮采用全密封设计 接缝处设计了密封垫 具备防水功能 另外 线路板采用防水工艺处理 表面喷有防水胶 保障手钮内部的防潮性能 启动方式 人工按下按片复位方式 用专用钥匙复位指示灯 红色 正常巡检时约3s闪亮一次 报警后点亮线制 与控制器无极性二线制连接 page22 高速公路隧道消防系统 火灾报警系统 烟感探测器主要技术标准 1 内置带A D转换的八位单片计算机 具备强大的分析 判断能力 通过在探测器内部固化的运算程序 可自动完成对外界环境参数变化的补偿及火警 故障的判断 存储环境参数变化的特征曲线 极大提高了整个系统探测火灾的实时性 准确性 2 采用电子编码方式 现场编码简单 方便 3 采用指示灯闪烁的方式提示其正常工作状态 可在现场观察其运行状况 报警确认灯 红色 巡检时闪烁 报警时常亮 4 底部采用密封方式 可有效防水 防尘 防止恶劣的应用环境对探测器造成的损坏 page23 高速公路隧道消防系统 火灾报警系统 温感探测器主要技术标准 采用无极性信号二总线技术采用带A D转换的单片机 实时采样处理数据 并能保存14个历史数据 曲线显示跟踪现场情况 地址编码由电子编码器直接写入 报警确认灯 红色 巡检时闪烁 报警时常亮 page24 高速公路隧道消防系统 火灾报警系统 声光报警器主要技术参数 火灾声光报警器是一种安装在现场的声光报警设备 当现场发生火灾并确认后 安装在现场的火灾声光警报器可由消防控制中心的火灾报警控制器启动 发出强烈的声光报警信号 以达到提醒现场人员注意的目的 一般4芯线接入 2芯信号总线 2芯供电线 page25 高速公路隧道消防系统 火灾报警系统 火灾报警控制器 1 控制器有多种容量配置方式可供选择 2 控制器都设有不掉电备份 保证系统调试完成时注册到的设备全部受到监控 3 本控制器开机自检时 自动检测本机设备 指示灯 功能键等 还逐条检测外部设备的注册信息及联动公式信息 如信息发生变化系统将做相应的处理 page26 高速公路隧道消防系统 火灾报警系统 火灾报警控制器 4 可实现对输入 输出线断路 短路检测功能 这些检测功能可最大限度的保障控制点本身及其与重要设备之间连接的可靠性 5 可外接火灾报警显示盘及彩色CRT显示系统并标配手动盘及直接控制点等设备 满足各种系统配置要求 page27 高速公路隧道消防系统 火灾探测系统 page28 高速公路隧道消防系统 火灾探测系统 高速公路隧道消防系统 火灾探测系统 隧道火灾特点 隧道火灾发生频率很小 但影响及损害程度巨大相对封闭 发烟量大 空气中氧气含量急剧下降 漆黑一团 在人正常的视野高度根本看不见地面 导致晕倒 迷失方向 失去逃生能力 无法直观确定火灾发生的确切位置 消防人员不易找到着火点 扑救工作难以展开 快速形成 一般8 10分钟完全形成 有燃料泄漏时 1 3分钟形成 在火灾点上方的热空气层可以探测到温度每分钟上升大于50 纵向风的影响 高温区 浓烟区在纵向风作用发生偏移 page29 高速公路隧道消防系统 火灾探测系统 对火灾探测系统要求 快速响应 响应时间是后续消防动作有效性的保障 依据升温梯度的异常作出火灾报警 差温报警 及时响应 精确定位 确定火灾发生的地点是快捷启动相应的消防设施以减少损失的关键 纵向风位置修正 避免误报 正确报警是系统有效性的基础 实时监测 随时掌握火灾区域的动态信息是人员疏散和救援的基本保障 page30 高速公路隧道消防系统 火灾探测系统 在漆黑的长隧道中 引导消防灭火和人员成功地逃生需要以下信息 是否多处火源 火焰能量释放率估计 现场高温区大小和位置变化 浓烟区域位置以便快速疏散进入安全区 烟气是否已沿着联络通道进入另一条未着火的区间隧道内 哪一条通道 预设的通风是否达到了临界风速 隧道管理部门需要掌握烟气扩散方向 扩散速度和当前烟气区域以便采取正确的火灾疏散预案 page31 高速公路隧道消防系统 火灾探测系统 基于以上因素 在公路隧道中 需要自动火灾探测系统 以满足和提供以上信息 目前 国内主要应用的火灾探测系统有 光纤光栅探测系统分布式光纤探测系统双波长火焰探测器视频火灾探测器 视频事件检测技术 page32 高速公路隧道消防系统 火灾探测系统 双波长火焰探测器特点 1 由于辐射在空间的传播速度最快 所以报警响应时间短 2 该报警技术对隧道风力风向不敏感 3 该探头一般安装在隧道内侧壁 要求火光直接接触传感器 并触发传感器动作 光线只能是直线传播 任何不透明介质都会阻挡光线 所以在探头前方的任何遮挡物都会降低或彻底屏蔽传感器 遮挡物可能是车辆 弯道 也可能是探头面板上的灰尘 污物等 page33 高速公路隧道消防系统 火灾探测系统 双波长火焰探测器特点 4 双波长探头安装位置必须与消防分区一一对应 所以消防分区尺寸决定了传感器在隧道内的安装密度和总量 这一特点可以进行精确火灾定位 但也造成不同程度的浪费 尤其在设计消防分区为25米的情况下这一特点会导致明显的价格升高 5 为了防止误报 双波长探测器在设计上被限制在石油制品火灾的特定感光波长敏感范围 对其他原因造成的火光则不敏感 这样应该可以防止自然光和车灯引起的误报 但也同时也会对木柴 食品等引起的火灾产生漏报 该技术不支持报警状态实时监测 需要定期擦拭探头 系统保养 增加维护费用 page34 高速公路隧道消防系统 火灾探测系统 双波长火焰探测器特点 4 双波长探头安装位置必须与消防分区一一对应 所以消防分区尺寸决定了传感器在隧道内的安装密度和总量 这一特点可以进行精确火灾定位 但也造成不同程度的浪费 尤其在设计消防分区为25米的情况下这一特点会导致明显的价格升高 5 为了防止误报 双波长探测器在设计上被限制在石油制品火灾的特定感光波长敏感范围 对其他原因造成的火光则不敏感 这样应该可以防止自然光和车灯引起的误报 但也同时也会对木柴 食品等引起的火灾产生漏报 该技术不支持报警状态实时监测 需要定期擦拭探头 系统保养 增加维护费用 page35 高速公路隧道消防系统 火灾探测系统 page36 高速公路隧道消防系统 火灾探测系统 page37 高速公路隧道消防系统 火灾探测系统 page38 高速公路隧道消防系统 火灾探测系统 page39 光纤光栅传感系统简图 高速公路隧道消防系统 火灾探测系统 page40 光纤光栅传感系统结构图 高速公路隧道消防系统 火灾探测系统 page41 分布式光纤传感简图 高速公路隧道消防系统 火灾探测系统 分布式光纤测温系统结构图 page42 高速公路隧道消防系统 灭火系统 page43 高速公路隧道消防系统 灭火系统 高速公路隧道消防系统 灭火系统 消火栓系统隧道消火栓系统和房建消火栓系统 在系统组成上相差不大 其主要区别在于二者的水压及给水方式上稍有差距 如 隧道消火栓系统要求采用双口双阀室内消火栓 水枪充实水柱不应小于13m 水带长度不超过30m 隧道内的消火栓设置间距应不大于50m 消火栓栓口直径应为65mm 水枪喷嘴口径不小于19mm 每根水带长度不应超过30m page44 高速公路隧道消防系统 灭火系统 page45 高速公路隧道消防系统 灭火系统 水成膜泡沫灭火系统配置了单体水成膜泡沫供给设备 移动式泡沫枪等 与消火栓系统配合使用的灭火装置 主要用来扑灭汽车燃油产生的火灾 要由氟碳表面活性剂组成 并添加泡沫稳定剂 防腐剂等成分 灭火原理 除具有一般泡沫灭火剂的作用外 还有当它在燃烧液表面流散的同时析出液体冷却燃液表面 并在燃烧液面上形成一层水膜与泡沫层共同封闭燃液表面 隔绝空气 形成隔热屏障 吸收热量后的液体汽化稀释燃液面上空气的含氧量 对燃烧液体产生窒息作用 阻止了燃液的继续升温 汽化和燃烧 它和其它灭火剂的根本区别是 轻水 泡沫具有泡沫和水膜的双层灭火作用 page46 高速公路隧道消防系统 灭火系统 灭火器根据隧道内火灾特性 配置相应的灭火器 主要考虑 灭火器配置场所的火灾种类 灭火器配置场所的危险等级 灭火器的灭火效能和通用性 灭火剂对保护物品的污损程度 灭火器设置点的环境温度 使用灭火器人员的体能 page47 高速公路隧道消防系统 灭火系统 气体灭火系统主要用于配电房 监控室等重要电气设备场所内 隧道内现主要采用七氟丙烷气体灭火系统和气溶胶灭火系统 七氟丙烷灭火系统根据配置 分为有管网及无管网两种 page48 高速公路隧道消防系统 灭火系统 七氟丙烷灭火系统七氟丙烷 HFC 227ea 灭火系统是一种高效能的灭火设备 其灭火剂HFC ea是一种无色 无味 低毒性 绝缘性好 无二次污染的气体 对大气臭氧层的耗损潜能值 ODP 为零 是卤代烷1211 1301的替代品之一 七氟丙烷灭火系统主要适用于计算机房 通讯机房 配电房 油浸变压器 自备发电机房 图书馆 档案室 博物馆及票据 文物资料库等场所 可用于扑救电气火灾 液体火灾或可熔化的固体火灾 固体表面火灾及灭火前能切断气源的气体火灾 page49 高速公路隧道消防系统 灭火系统 气溶胶灭火系统热气溶胶属于全淹没系统 在控制火源的情况下逐步全淹没式灭火 使人员有足够的时间进行疏散逃生 适用于变配电间 发电机房 电缆夹层 电缆井 电缆沟等无人 相对封闭 空间较小的场所 适用扑救生产 贮存柴油 35号柴油除外 重油 润滑油等丙类可燃液体的火灾和可燃固体物质表面火灾 page50 高速公路隧道消防系统 灭火系统 气溶胶灭火系统气溶胶是以固态形式存放的 且自身又不具有挥发性 所以不会存在泄露等问题 具有较长的保存年限 对保护区的设施也能便于实时监控 但目前的气溶胶在技术没有突破且通过国家质检中心型式检验之前 不能用于管网输送系统 普通型的以及洁净度不高的气溶胶灭火后的残留物对精密仪器 电子设备会存在有一定影响 技术上没有解决该问题且通过检验的固定装置 不建议用于保护计算机房 配电房等电机设备等场所 page51 高速公路隧道消防系统 灭火系统 气溶胶灭火系统普通型气溶胶K型气溶胶 据有较好的灭火效能 由于洁净度不高等原因 不能用于计算机房 配电房等电机设备场所 S型气溶胶相对于K型气溶胶 不仅具有较好的灭火效能 而且有较高的洁净度 气溶胶喷洒后的残留物对于电子设备的影响较少 现国内有些气溶胶生产厂家的S型气溶胶的洁净度已经可以完全达到保护电子设备的目的 page52 page53 隧道消防设施设备管理 隧道消防设施设备管理 消防系统设施设备属于国家强制性检验设备 通常情况下 在设备设施使用寿命周期范围内 其产品的稳定性可靠 部分设施在规定年限内 必须予以报废 如 予以报废的灭火器使用期限 从出厂日期算起 达到如下年限的必须报废 手提式化学泡沫灭火器 5年 手提式酸碱灭火器 5年 手提式清水灭火器 6年 手提式干粉灭火器 贮气瓶式 8年 手提贮压式干粉灭火器 10年 手提式1211灭火器 10年 page54 隧道消防设施设备管理 日常养护 根据云南省公路开发投资有限公司的相关规定 确实做好各种养护工作 确保设备的正常运行 如 消火栓系统 1 每月对消防泵进行启动运转试验 并对消防泵进行消火栓按钮联动启泵试验 2 每月对系统上所有的控制阀门进行检查 保证控制阀门处于正常工作状态 3 每月对消火栓进行检查 发现问题及时处理 page55 隧道消防设施设备管理 日常养护 4 每季度对最不利点消火栓进行静压压力试验 5 每半年对室内消火栓箱内的水枪 水带等设备进行检查 发现问题及时通报用户 6 每年对水泵接合器的接口及附件进行检查 7 每年抽查消火栓的出水情况对重点部位的消火栓每年进行出水检查 page56 隧道消防设施设备管理 日常养护 气体灭火系统 1 检查保养气体控制屏 保证正常运行 2 检测气瓶的压力是否达到规范要求 有无泄漏现象 3 检查试验手动和自动放气装置是否正常 4 模拟自动报警系统中的烟 温感探测器同时动作 检查气瓶的电磁阀是否动作 控制屏是否有放气信号 警铃 蜂鸣器是否动作 5 每月检测控制屏的功能情况 气瓶压力是否正常 6 每季度检查试验手动和自动放气装置 7 每季度模拟进行烟 温感探测器动作 是否有放气信号 警铃 蜂鸣器是否动作灵敏 page57 隧道消防设施设备管理 日常养护 防火分区 1 每周检查防火卷帘门 电动防火门等的完好情况 2 每季度手动或自动启停防火卷帘门 电动防火门试验 检查其性能 排烟系统 1 每周检查风机工作环境以及送风机等是否处于正常完好状态 2 每半年手动或自动打开机查看其性能 3 每半年手动或自动方式关闭空调通风系统 检查其性能 page58 隧道消防设施设备管理 日常养护 应急照明疏散指示 1 每周检查安全出口 疏散通道 重要场所的应急照明和疏散指示标志是否处于正常完好使用状态 2 每月试验应急照明灯和疏散指示灯切断电源后是否能正常工作 消防水池及消防水泵房的维护保养 1 消防水泵接合器的接口及附件应每月检查一次 并应保证接口完好 无渗漏 闷盖齐全 接口与盖板连接牢固 2 检查消防水池的水位能否保持消防用水量 水位标尺是否正常工作 水池各种阀门是否处于正常状态 有无受冻的可能 page59 隧道消防设施设备管理 日常养护 3 检查消防水箱 池 的水量能否满足要求 消防气压给水装置能否保证水量和水压 自动控制系统能否正常工作 并应对保证消防用水不被挪作他用的措施进行检查 发现故障 应及时进行处理 4 水位计 压力表工作是否正常 压力表指针是否正确 5 每年应对水源的供水能力进行一次测定 室外阀门井中 进水管上的控制阀门应每个季度检查一次 核实是否处于全开启状态 6 每两年应对消防储水设备进行检查 修补缺损和重新油漆 page60 隧道消防设施设备管理 日常养护 对消防水泵的维护保养 检查消防水泵动力运行是否可靠 水泵能否正常运转 流量和压力能否保证 电力上有无保证不间断供电设施 其性能是否良好 消防水泵应每月启动运转1 3次 当消防水泵为自动控制启动时 应每月模拟自动控制的条件启动运转1 3次 手动 自动控制启水泵1 3次 查信号有否返馈 水压是否上升 点击转动是否正常 有无变形 发热 发热 是否需要加油 运行时间一般不少于5分钟 主 备泵能否自动切换 启动水泵 打开试验阀 利用流量计检查压力和流量 起动前应注意各个