特大断面公路隧道线型感温火灾探测系统适用性研究

随着我国公路交通量日益增多,大断面、特大断面公路隧道不断涌现,可靠、有效的隧道火灾探测越来越重要。选取了6种典型的隧道断面,综合考虑探测器类型、纵向风速、火源功率、火源位置等因素,运用火灾动力学模拟软件FDS分析了系列火灾场景下温度、烟气分布、探测器报警时间、报警位置偏移量等特性。研究结果表明: 隧道断面尺寸、纵向风速越大,感温探测器报警时间越长。通过对顶棚烟气温度的分析,发现特大断面隧道中线型感温探测系统采用差温报警较定温报警更有效。在使用差温报警时,纵向通风会使报警位置发生偏移,报警位置偏移量d与隧道纵向风速v、火源到隧道顶棚距离Hd满足线性关系式:d=6.404v+0.923Hd-6.762。随着隧道断面尺寸的增大,需要敷设更多的感温光纤以在规定时间(60 s)内探测到火灾。对于高度H≥12 m的隧道,即使增设多条感温光纤,也无法在60 s内有效报警,需补充设置基于火焰和烟气特征的非接触式火灾探测器。     

现代火灾报警系统简介

火灾探测报警系统主要产品的分类火灾探测报警系统的主要产品有 :探测器、控制器、功能模块、显示设备、通讯广播等五大类。探测器可分为 :感烟 (点型离子式、点型光电式 ,线型红外光束型、线型激光型 )、感温 (点型定温式、点型差温式、点型差定温式 ,线型定温式、线型差温式 )、感光 (紫外型火焰型、红外型火焰型 )、气体探测器 (可燃气体探测器、ＣＯ气体探测器 )、复合式探测器 (感烟感温型、感烟感光型、感温感光型、感烟感温感光型 )等。而功能模块可分为通用模块、专用模块两种。显示设备有楼层复示器、声光报警器、ＣＲＴ系统等 ,通…     

分布式光纤火灾探测系统敷设间距研究

通过开展真实火灾实验和数值模拟研究,考察隧道内温度变化情况,对比分析不同高度的分布式感温光纤对温升或温差的响应规律,进一步研究光纤敷设间隔与隧道高度的关系。结果表明,光纤敷设的最大间隔应随着隧道高度的增加而逐渐减小。最后,对照国内各地方标准及其他国家的标准规定,得到不同敷设高度感温光纤对应的最优光纤敷设间距。该研究结果对分布式光纤火灾探测系统的实际应用有一定指导作用。     

火源位置对轻型门式刚架竖向位移的影响

为探究总火源功率相同时,两个火源相对位置变化对轻型门式刚架竖向位移的影响规律,采用经实验验证过的有限元方法对其进行瞬态非线性热-结构耦合数值模拟,研究了大功率火灾下单个火源、两个火源位置变化对门式刚架的温度分布以及竖向位移的影响。结果表明:保持火灾总功率30 MW不变时,在单一火源作用下火源位于跨中时刚架位移最大,在两火源作用下,15 MW-15 MW的火源组合最危险、刚架的破坏时间随火源相对距离的增大而增大,功率较大的火源位于临界位置比功率较小的火源位于临界位置有利。且功率较大的火源位于临界位置时,火源相对位置变化对刚架竖向位移的影响不显著,而功率较小的火源位于临界位置时, 影响显著。     

不同隧道坡度下射流风机临界风速研究

为研究隧道坡度对射流风机临界风速的影响，通过理论分析与数值模拟，采用全尺寸隧道模型和5种不同火源功率，考虑0%，±1%，±3%，±5%，±7% 9种不同隧道坡度，研究隧道坡度对射流风机临界风速的影响规律。结果表明:坡度对射流风机临界风速有较大影响。在射流风机与火源纵向间距不小于100 m情况下，即其临界风速与火源纵向间距无关；当上坡时，其临界风速与火源功率的1/3次方成正比，坡度越大，临界风速越小；当下坡时，其临界风速与火源功率的1/3次方成正比，坡度（绝对值）越大，临界风速越大；对数据结果进行拟合，得到上坡与下坡时的射流风机临界风速模型，并与模拟结果取得了较好的一致性。     

庚烷池火多火源燃烧特性的实验研究

多火源燃烧是森林火灾和城市群发性火灾中重要而又特殊的火灾现象,相关研究很少。通过恒定控制液面高度的实验系统,对直径0.1m、0.2m和0.4m的庚烷池火在单个火源、两火源燃烧和三火源线性排列时的火焰高度、火焰体积和燃烧速率等特性进行了实验研究。研究发现,三火源燃烧时中间火源的火焰高度、火焰体积和燃烧速率明显高于两火源燃烧和单火源燃烧,三火源燃烧时边上火源与两火源的燃烧状况难以区分。这些燃烧特性随着火源间距的减小,呈现增大趋势。热量反馈增强和空气卷吸受限这两种火源相互作用机制相互耦合,且随着火源间距的减小而增强,在S/D（S为火源间距,D为油池直径）为2～4时,两种机制强烈竞争,在其他参数范围内热量反馈增强效应占主导作用。研究还发现火焰体积与热释放速率有较好的线性相关关系,单位火焰体积的热释放速率约为1614kW/m3。     

线式感温探测技术的现状与发展趋势

线式感温探测器是一种能感知一条线上温度状况的线状温度传感器,其长度的每一部分都是一个探测点。它以"线式"测温方式代替传统的"点式"测温方式,大大增加了测量的范围,实现了对一条线或一个面上的温度监控。对几种目前发展较好的线式感温探测器进行介绍与分析,总结了当今线式感温探测技术的发展现状,并指出了今后的发展趋势和需要解决的问题,从而为我国消防领域的超温与火灾报警技术的发展提供参考。     

一种改进的帧差法实现火焰目标分割

针对传统船舶火灾报警系统采用的传感器在远离火灾源时很难探测到初期火灾的特性,提出了利用摄像头模式识别的方法来探测火源的构想,将顶置鱼眼摄像头作为图像传感器,在一个较大的范围内探测初期火灾,提出了一种基于火焰闪点位置的交叉性与聚合性的帧差算法,实现火焰目标分割识别.该方法是在实时视频流中,对连续两帧图像进行帧差,根据闪点位置的交叉性排除运动物体的干扰,再根据闪点的聚合程度排除一部分游离的干扰闪点,最后得到疑似火焰区域.对疑似火焰区域二值化、抽取轮廓、再由种子点位置确定火焰外形.此法能够高效地从视频图像中分割出火焰,从而为火灾的初期预防报警提供高效识别手段.     

突起路标合理设置的原理与方法研究

目前国内外还没有针对路钮的设置间距进行相关的模型研究,实施中通常根据经验进行设置。笔者基于曲线曲率最佳感知精度和路钮视像连续的两种设置原理,并考虑驾驶员的视觉特点、车辆的灯光照射性能,提出以视线诱导为目的,在驾驶员视野范围内始终出现4块路钮的设置间距与曲线半径的关系模型;并以路钮视像在人眼中形成一条连续的诱导线为目的设置间距与道路设计车速之间的关系模型。在两种方法的最终设置间距中取两种模型的小值作为最终的设置间距,并根据反光及不反光路钮的特点、设置的经济性和路段的交通安全状况对其设置方式作了分析和探讨。经研究,该模型可作为相关规范中路钮设置间距的依据。     

基于FDS的风速对矿井火灾蔓延规律的影响研究*

为研究不同风速与火源功率共同作用下矿井火灾蔓延规律的变化,以安源煤矿378工作面为研究对象,建立FDS矿井巷道火灾全尺寸模型,设置火源功率分别为3,6 MW,风速分别为0.25,1.25,2.25,3.25 m/s的8种工况。研究结果表明:相同风速下,巷道内温度及相同位置CO浓度值随火源功率增大而升高,巷道内能见度随火源功率增大而降低,且火源功率越大,能见度降到零的火灾区域越大;相同火源功率下,巷道内温度及相同位置CO浓度值随着风速增加而升高,能见度随风速增加而降低;火灾蔓延速率与风速成正比,风速的增大加速下风向火灾的发展,但会减缓上风向火势的蔓延。     

大型原油商业储备油库火灾危险性数值模拟分析

石油储备油库多向大型化、复杂化方向发展,发生事故时扑救非常困难。为了深入探讨巨型油罐火灾发展趋势与规律、事故危害后果,结合宁夏惠安堡原油商业储备油库这一工程实例,采用基于大涡模拟的FDS模型作为模拟计算平台,对巨型油罐火灾的燃烧过程进行数值模拟计算。通过分析计算,得到烟气分布、温度分布、热辐射强度分布等火灾过程参数的变化趋势,以及在有风和无风状态下着火罐对相邻油罐的影响,探讨现行建设工程消防技术标准就储罐防火间距、火灾时对邻近罐体冷却设计要求运用于巨型储油罐时的消防安全状况,为巨型储油罐消防安全科学合理设计提供理论依据。     

基于QRA角度评价LNG储罐类型的选择

为提高LNG储存的安全性,基于QRA(定量风险评价),利用应急危险定位分析软件分别进行了LNG中小型储罐及大型储槽泄漏事故分析和LNG带压储罐充注压力专项对比分析。结果表明:立式圆柱常压储罐应选择高径比接近于1的罐体而压力罐的选择受高径比的影响很小;当对常压储罐高度有要求时,球形罐是比立式圆柱罐更好的选择;在大型LNG储槽中,常压储槽自身压力很大,可以起到抑制BOG(蒸发气体)产生的作用;在饱和状态下,压力罐的充注压力并非越小越好,需进行针对性分析计算,选取最适合的充注与设计压力。掌握LNG储罐事故后果与罐体形状与类型之间的关系可加强并丰富对其储罐类型选择的认识,可较好的为提高其储存安全性提供数据支撑与理论基础。     

轻质油品罐区流淌火灾发展特征和危害研究

为了研究罐区储运过程中发生泄漏导致的流淌火事故,设计并搭建了流淌火燃烧试验平台。采用流淌火燃烧试验平台和CFD数值计算2种方法研究了汽油流淌燃烧特性,对比分析表明,流淌火实体试验与CFD数值计算的结果误差在可接受范围内。基于上述结论,以防火堤内储存汽油的4个2 000 m3汽油储罐罐组为研究对象,模拟计算输油管道泄漏至防火堤内引发流淌性火灾的危害特性,得到了流淌火灾蔓延发展过程以及流淌面积、温度场等特征参数的变化规律。研究结果表明:泄漏速率保持不变时,流淌面积逐渐增大直至趋于稳定,其增长速率不断减小;流淌火发展至稳定燃烧阶段时,临近储罐被火焰包围,其中高度为5 m处的罐壁温度和辐射强度最大,温度在1 300 ℃左右波动,辐射强度稳定在500 kW/m2左右。     

长距离输煤管道储浆罐与石油储罐对比研究

对比研究长距离输煤管道储浆罐与石油储罐搅拌设计特点、罐顶设计特点、消防安全设施特点。经分析可知,长距离输煤管道储浆罐宜选用推进式搅拌器,罐壁上设置导流结构,宜采用固定顶、锥顶,设置简单消防安全设施,宜选用难燃保温材料;石油储罐优先选用旋转喷射式搅拌器,罐内油品进行定期搅拌,采用浮顶,大型的一般选用外浮顶,需设置完善消防安全设施。     

环氧丙烷储罐空气泡沫灭火试验研究

环氧丙烷为低沸点水溶性可燃液体,由于其饱和蒸汽压大,灭火困难,此前,国内外未对环氧丙烷进行过大型工程应用灭火试验研究。为研究空气泡沫对环氧丙烷储罐的灭火性能,分别对环氧丙烷进行了0．25m^2油盘探索性试验、1．73m^2油盘泡沫灭火剂选型试验和直径3．5m储罐工程应用灭火试验。试验结果表明,空气泡沫难以扑灭环氧丙烷储罐火灾,在直径3．5m储罐上,虽然采用了灭火性能较好的泡沫液,且使用了较大的供给强度和较长的供给时问,但仍难灭火。在试验基础上,对环氧丙烷储罐的消防要求提出了建议。     

有机硅工厂火灾安全评价研究

针对有机硅工厂的水解单元、缩合单元、过滤单元、成品仓库、原料罐区,以美国道化学公司的火灾、爆炸危险指数评价法,定量地对潜在火灾、爆炸和反应危险性进行评价,得到在没有采用任何安全措施的情况下,水解单元、缩合单元、成品仓库单元和原料罐区单元的危险等级均为“较轻”,过滤单元的危险等级为“最轻”。利用CFAST软件对成品仓库所在建筑进行20min火灾发生过程的模拟,确定了设定参数下成品仓库无开口部位时在310～1090s之间、有开口部位时在340～400s之间均会对人造成直接烧伤或吸入热气体的伤害。得出当火灾发生后,非救援人员需在310s之前离开成品仓库才能保证安全。     

冷冻堵漏法在危险化学品泄漏事故中的应用

为了研究液化气体泄漏冷冻堵漏的堵漏机制,运用流体力学、传热学等知识对液化石油气（LPG）储罐（槽罐）泄漏时泄漏口处产生局部低温的现象进行了研究,探讨了LPG液相泄漏和气相泄漏2种不同泄漏形式的低温效应。结果表明:液相泄漏时,泄漏口处温度下降程度与泄漏口面积成正比,且随着罐体内部压力的减小而减弱,推导出喷水冷冻堵漏的成冰时间公式;气相泄漏时,对罐内压力与温度的平衡关系进行模拟并建立了数学模型;发现由于LPG气、液相之间对流换热和汽化吸热效应的差异,导致液相与气相之间的温度差,此温度差是罐体外壁产生结霜分层现象的主要原因。     

基于VR技术的大型储罐火灾爆炸仿真软件设计

为了研究大型储罐事故后果的严重性，针对大型储罐火灾爆炸试验难以实施的情况，以虚拟现实技术为研究手段，重现大型储罐火灾和爆炸事故过程；通过对储罐火灾和爆炸事故进行理论分析，优选出大型储罐火灾爆炸事故后果数学模型；基于某商业原油储备库布置，利用3Ds Max软件对库区进行建模，结合Qt界面编写技术和OSG粒子效果技术进行交互式设计，划分火灾和爆炸2大仿真模块，设计各模块下属基本功能，形成1套基于真实场景的大型储罐火灾爆炸事故后果三维仿真模拟软件。研究结果表明:基于VR技术的大型储罐火灾爆炸仿真软件具有较强的沉浸感和交互性等特点，能够实时仿真大型储罐火灾爆炸事故动态演变过程，降低大型储罐火灾爆炸试验成本，同时为制定事故应急预案和应急处置措施提供科学参考。     

车用复合材料储氢气瓶火烧试验方法标准对比研究

为了明确现有车用复合材料储氢气瓶火烧试验方法有待进一步研究的问题,介绍国内外车用复合材料储氢气瓶的技术规范与标准中的火烧试验方法,采用对比分析的方法,从试验形式、火源设置、温度测量要求、安全防护要求、试验温度要求、试验结果及合格指标等方面,分析各标准中车用复合材料储氢气瓶火烧试验方法的异同.结果 表明:国内外标准在车用...     

蒙德法在火电厂液氨储罐评价单元的应用

火电厂液氨储罐单元存在大量高纯度的液氨,一旦发生火灾、爆炸,后果极其严重。为了研究液氨储罐的火灾爆炸危险性及毒性,在对火电厂液氨储罐危险性辨识的基础上,依据液氨储罐单元的主要参数,运用蒙德法分别确定评价中需要的各种危险性系数,从而进行各项指标计算,查询危险性等级表,将各项指标进行等级划分,结论表明各项危险等级都很高。在得出结论基础上,进行安全措施补偿评价,补偿后的各种危险等级均降低,可见采取补偿措施后能够一定程度的降低火灾、爆炸、毒性的危险性,防止事故的发生。