一种隧道火灾预警及消防一体化装置
技术领域
本实用新型涉及隧道火灾消防技术领域，具体涉及一种隧道火灾预警及消防一体化装置。
背景技术
随着交通运输基础建设的蓬勃发展，公路、铁路隧道大量建设，随之而来的隧道通车运营问题逐渐受到关注。尤其是长隧道的火灾问题，据统计，我国每年隧道火灾事故高达百余起，不仅造成交通阻塞，严重的还造成大量人员伤亡。
目前，隧道中常用的火灾报警系统主要有热敏合金线式、光纤式和双波长火焰探测器式三种，智能捕获单一特征量，不能精准预警隧道内引燃、遮挡、风机干扰等可能存在的复杂的隧道火灾工况。而且相比地面普通建筑物，地下交通隧道作为一种特殊的建筑物，其结构复杂、环境密闭，逃生通道设计受限。一旦发生火灾，不能像地面建筑物即使做到人员疏散、灭火和烟雾排放。因此，隧道内更需要火情的及时和精准预警，留出足够的时间进行隧道内人员疏散；更需要火源的及时隔离及相应灭火等消防控制措施。
实用新型内容
本实用新型提供一种能及时准确获取火情大小及位置，且能够及时作出相应灭火-排烟-通风等措施的隧道火灾预警及消防一体化装置。
本实用新型采用的技术方案是：一种隧道火灾预警及消防一体化装置，包括控制器和均与其连接的多个火灾报警实时监测系统、多个电控排烟换气控制系统、多个电控喷淋阀门控制系统和远程监控系统；火灾报警实时监测系统内置GPS模块；火灾报警实时监测系统包括设置在同一隧道横断面，设置在隧道内壁防火层内的火灾报警器、双波长火焰探测器、温度传感器和烟雾探测器；电控排烟换气控制系统包括设置在隧道内壁拱顶的风机和与风机连接且设置在防火层内用于排烟和通风的第一管道，风机连接控制器；电控喷淋阀门控制系统包括设置在隧道内壁的多个第一喷淋装置和设置在仰拱的多个第二喷淋装置；第一喷淋装置通过设置在防火层内的第二管道连通隧道两侧排水沟和中央排水沟；第二喷淋装置通过设置在仰拱填充内的第三管道连通中央排水沟。
进一步的，所述控制器为PLC控制器。
进一步的，所述烟雾探测器设置在隧道拱顶处；火灾报警器设置在隧道拱脚处；温度传感器包括两个，左右对称设置在隧道内壁；双波长火焰探测器包括两个，左右对称设置在隧道内壁。
进一步的，所述第一喷淋装置为五边形结构，底端设置有一个开口，与底端边长相邻的两边上均设置有两个开口；控制器连接第一喷淋装置的控制阀门。
进一步的，所述第二喷淋装置包括装置本体、设置在装置本体下方用于带其转动的调心滚子轴承和与装置本体出水口对应位置设置的滑动式电控阀门；控制器连接滑动式电控阀门，控制器启闭。
本实用新型的有益效果是：
（1）本实用新型可以准确、可靠的检测到隧道内是否出现烟雾、火光、高温等情况；能够通过GPS模块监测火灾发生的位置，记录火灾发生时间；
（2）本实用新型通过第一喷淋装置和第二喷淋装置双重灭火，快速高效降低火情；同时通过电控排烟换气控制系统对隧道内的有毒气体进行及时排除后进行通风；使得隧道能够快速达到正常运营状态。
附图说明
图1为本实用新型中火灾预警实时监测系统示意图。
图2为本实用新型中火灾预警实时监测系统在隧道内横断面上布置示意图。
图3为本实用新型中火灾预警实时监测系统在隧道内纵断面上布置示意图。
图4为本实用新型结构连接关系示意图。
图5为本实用新型中喷淋装置及给水横断面布局示意图。
图6为本实用新型中喷淋装置及给水纵断面布局示意图。
图7为本实用新型中第一喷淋装置结构示意图。
图8为本实用新型中第二喷淋装置结构示意图，a为阀门关闭状态，b为阀门开启状态。
图9为本实用新型中电控排烟换气控制系统横断面示意图。
图10为本实用新型中电控排烟换气控制系统纵断面示意图。
图11为本实用新型中电控排烟换气控制系统通风工作示意图。
图中：1-火灾报警器，2-双波长火焰探测器，3-温度传感器，4-烟雾探测器，5-防火层，6-第一喷淋装置，7-第二喷淋装置，7-1-装置本体，7-2-调心滚子轴承，7-3-滑动式电控阀门，8-风机。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本使用新型做进一步说明。
一种隧道火灾预警及消防一体化装置，其特征在于，包括控制器和均与其连接的多个火灾报警实时监测系统、多个电控排烟换气控制系统、多个电控喷淋阀门控制系统和远程监控系统；火灾实时监测系统内置GPS模块；火灾报警实时监测系统包括设置在同一隧道横断面，设置在隧道内壁防火层5内的火灾报警器1、双波长火焰探测器2、温度传感器3和烟雾探测器4；电控排烟换气控制系统包括设置在隧道内壁拱顶的风机8和与风机8连接设置在防火层5内用于排烟和通风的第一管道，风机8连接控制器；电控喷淋阀门控制系统包括设置在隧道内壁的多个第一喷淋装置6和设置在仰拱的多个第二喷淋装置7；第一喷淋装置7通过设置在防火层5内的第二管道连通隧道两侧排水沟和中央排水沟；第二喷淋装置7通过设置在仰拱填充内的第三管道连通中央排水沟。控制器为PLC控制器。
烟雾探测器4设置在隧道拱顶处；火灾报警器1设置在隧道拱脚处；温度传感器3包括两个，左右对称设置在隧道内壁；双波长火焰探测器2包括两个，左右对称设置在隧道内壁。第一喷淋装置6为五边形结构，底端设置有一个开口，与底端边长相邻的两边上均设置有两个开口；控制器连接第一喷淋装置6的控制阀门。第二喷淋装置7包括装置本体7-1、设置在装置本体7-1下方用于带其转动的调心滚子轴承7-2和与装置本体7-1出水口对应位置设置的滑动式电控阀门7-3；控制器连接滑动式电控阀门7-3，控制器控制其启闭。
双波长火焰探测器2、温度传感器3和烟雾探测器4将采集到的信号发送给PLC控制器，通过与预设阈值判断，PLC控制器对火情情况进行判断；若判断为发生火灾，PLC控制器向火灾报警器1发送信号，激活火灾报警器1，即时提醒现场人员进行疏散工作。本实用新型装置沿隧道轴向分布，直线段均匀分布，曲线段加密分布，联络通道也进行布置。第一喷淋装置6的水主要来自两侧排水沟和中央排水沟，第二喷淋装置7水源主要来自中央排水沟；最后用于灭火的水通过隧道排水系统排回到排水沟中，使得喷淋给水系统与隧道排水系统紧密结合。采用第一喷淋装置6和第二喷淋装置7相结合，使得喷水范围更为全面；第二喷淋装置7在调心滚子轴承下可以进行360°旋转喷洒水源和第一喷淋装置6共同作用，形成水幕，达到快速清除火源。当产生烟雾时，PLC控制器发送指令使风机8运行，将烟雾通过管道排出隧道外部，当隧道内烟雾浓度降低到一定程度，风机8运行从外面输送空气进入隧道内部。
PLC控制器可根据双波长火焰探测器2、温度传感器3和烟雾探测器4探测到的信号，根据阈值对火情进行分级，灵活选择合适的消防处理方案。当火情不严重时，只需要采用第一喷淋装置6进行水幕隔离火源，阻止火情蔓延。当火情严重时，第一喷淋装置6和第二喷淋装置7共同作用，达到高效快速灭火。
使用时，当地下交通隧道内发生火灾时，双波长火焰探测器2、温度传感器3和烟雾探测器4将实时监测到火光、温度、烟雾浓度及火源位置、发生时间等详细信息。探测到的信息发送至PLC控制器作出火情确认和分级，并及时反馈至火灾预警实时监测系统，通过火灾报警器1提醒工作人员疏散。同时通过无线通信将信息传递至远程监控系统，远程监控系统根据判断情况、发生位置，判断是否需要采取人工消防措施。
当PLC控制器判定火情为不严重时，则发送指令给电控喷淋阀门控制系统控制第一喷淋装置6，通过隧道排水系统和外接水源进入火灾消防给水系统，即隧道原有排水和给水系统；第一喷淋装置6主要进行水幕隔离火源，阻止火情蔓延；第二喷淋装置7启动滑动式电控阀门7-3，通过滑动式电控阀门7-3的开启大小控制喷淋强度。在调心滚子轴承7-2下实现360°旋转喷洒水源，达到高效快速灭火。同时根据烟雾探测器4探测信号大小，控制风机8的功率大小，并控制其将有害气体排除。随后通过控制风机8吸入新鲜空气，使得隧道快速达到正常运营状态。
当PLC控制器确定火情为十分严重，则需要在现有消防基础上，远程监控系统紧急派出消防应急小队，在现场进行火情控制和人员疏散工作。
本实用新型可以准确可靠的检测到隧道内是否出现烟雾、火光、高温等情况，同时通过GPS模块显示火灾发生的部位，记录火灾发生的时间，并经过PLC控制器将检测到的数据与事先存储的项目指标阈值进行比较，从而做出火情确认和分级；可以通过编程根据相应场合进行调整，具有良好的可拓展性，而且多数据判断设计有效提高了报警的准确程度。通过第一喷淋装置6和第二喷淋装置7双重灭火，快速高效降低火情；同时通过风机对隧道的有毒气体进行及时排除，并换入新鲜空气，使得隧道快速达到正常运营状态。
