1.本发明涉及一种城市管廊气体消防和气体净化管网系统及其实现方法。


背景技术：

2.近年来，城市综合管廊、地下电缆隧道等不同类型的管廊规模高速发展，由于地下通道资源愈发紧张，城市管廊呈现出大埋深、高落差、多转弯等特点，以重庆地区为例，部分管廊埋深达到30米、通道竖井落差达到50米，部分防火区段设置达到400米，管廊一旦发生火灾，现有主动式消防技术匮乏，极易发生由于灭火不及时、不能有效灭火，导致火灾事故扩大，给城市经济社会造成严重影响。
3.目前，城市管廊主动式消防技术包括悬挂式干粉灭火弹、消防机器人以及高压细水雾等。由于干粉灭火弹一般悬挂于管廊顶部，不能及时消灭隧道底部火灾，同时干粉灭火弹需要全线加装，3
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5年后需要整体更换，投入成本较高；消防机器人通过搭载超细干粉灭火弹，发生火情时沿着轨道到达火源点扑灭火灾，但其设备和维护成本较高，高落差地形下实施难度较大；高压细水雾灭火技术在部分地区已经推广应用，但其造价昂贵、设备后期维护量大。同时近年来，二氧化碳气体灭火技术在城市电缆隧道也正得到逐步应用，但现有研究技术在大埋深、高落差、多转弯等复杂地形条件下，二氧化碳气体受竖井、转弯地形等限制，无法有效灭火。
4.同时管廊内发生火灾后，会产生大量co、co2、hcl等有毒有害气体，排放至空气中会严重污染环境，加之co2灭火气体会大量沉积在隧道内，无法快速排出，严重影响后期抢险进度。


技术实现要素：

5.本发明的目的是提供一种城市管廊气体消防和气体净化管网系统及其实现方法，以解决大埋深、高落差、多转弯等复杂地形城市管廊灭火困难大、灭火时间长，以及火灾造成的有毒有害气体回收困难，短时间人员无法进入作业等问题。
6.为解决上述技术问题，本发明提供一种城市管廊气体消防和气体净化管网系统，该系统包括设置在管廊内的管网系统以及分别与所述管网系统连接的消防气体储存装置和有害气体回收装置；所述管网系统包括沿着管廊顶部敷设的分支管道以及一端与所述分支管道连接，另一端延伸出管廊外的主管道；主管道延伸出管廊外的所述另一端分别与消防气体储存装置和有害气体回收装置连接；所述主管道上设有第一双向增压装置，所述分支管道上设有若干气体喷嘴。
7.进一步地，所述分支管道的直径由与主管道连接的一端到远离主管道的一端逐渐减小。
8.进一步地，所述分支管道上的气体喷嘴的内径由与主管道连接的一端到远离主管道的一端逐渐增大。
9.进一步地，所述分支管道上设有第二双向增压装置。
10.进一步地，所述第二双向增压装置设置所述分支管道的中部。
11.进一步地，所述主管道与分支管道连接的一端设置在管廊的中部。
12.进一步地，所述主管道的所述另一端由通风井延伸出管廊外，主管道延伸出通风井外的所述另一端连接有第一快装接头。
13.进一步地，所述消防气体储存装置和有害气体回收装置集成在消防车上，所述消防气体储存装置上设有第二快装接头，所述有害气体回收装置上设有第三快装接头，所述第二快装接头和第三快装接头分别通过高压软管与所述第一快装接头连接。
14.此外，本发明提供一种城市管廊气体消防和气体净化管网系统的实现方法，包括以下步骤：
15.s1：监测管廊内的是否出现火情；若是，则执行步骤s2；否则，直接执行步骤s4；
16.s2：将管网系统与消防气体储存装置连接，打开消防气体储存装置，同时使主管道内的第一增压装置正转，将消防气体增压后通过分支管道上的气体喷嘴注入管廊内，直至灭火完成；
17.s3：关闭消防气体储存装置，使管网系统与有害气体回收装置连接，同时使主管道内的第一增压装置反转，将管廊内的有毒有害气体抽至车内有害气体回收装置内进行净化，直至净化完成；
18.s4：使主管道内的第一增压装置正转，通过管网系统向管廊中注入适量新鲜空气。
19.本发明的有益效果为：通过利用管网系统向管廊中通入灭火气体，可以有效解决大埋深、高落差、多转弯等复杂地形城市管廊消防难题，尤其是通过合理设置分支管道、喷嘴等管网系统，在一个防火分区范围内，建立了一种均匀性全淹没灭火系统，任一地方发生火灾，均能第一时间、无差别的灭火；并且，该系统集气体灭火、气体回收及空气净化等功能于一体，除了具有消防灭火功能外，还采用有毒有害气体气体回收技术，可以解决co、co2、hcl等有毒有害气体排放至空气中造成的严重环境污染问题；采用的管网系统增压技术，可以解决大埋深、长分区管廊的空气净化问题；此外，该系统集合了消防和气体净化功能于一体，具有投资小、建设周期短、灭火迅速、维护简单等特点，可在城市管廊新建、改造等工程领域应用。
附图说明
20.此处所说明的附图用来提供对本技术的进一步理解，构成本技术的一部分，在这些附图中使用相同的参考标号来表示相同或相似的部分，本技术的示意性实施例及其说明用于解释本技术，并不构成对本技术的不当限定。在附图中：
21.图1为本发明一个实施例的结构示意图；
22.图2为本发明一个实施例的实现流程图。
23.1、管廊(包括城市综合管廊、地下电缆隧道等)；2、防火墙；3、通风井；4、第一快装接头；5、高压软管；6、主管道；7、消防气体储存装置；71、第三快装接头；8、有害气体回收装置；81、第二快装接头；9、消防车；10、第一增压装置；11、分支管道；12、第二增压装置；13、气体喷嘴。
具体实施方式
24.如图1所示的一种城市管廊1气体消防和气体净化管网系统，该系统包括设置在管廊1内的管网系统以及分别与所述管网系统连接的消防气体储存装置7和有害气体回收装置8；所述管网系统包括沿着管廊1顶部敷设的分支管道11以及一端与所述分支管道11连接另一端延伸出管廊1外的主管道6；所述主管道6的所述另一端与消防气体储存和有害气体回收装置8连接；所述主管道6上设有第一双向增压装置，所述分支管道11上设有若干气体喷嘴13。其中第一双向增压装置可采用增压泵，增压泵安装于主管道6上，可正转和反转，正转为向管廊1内输送气体，反转为向管廊1外排出气体。由于主管道6较长，一般达到100米以上，气体压力衰减较大，因此，增压泵可以起到补偿压力损失作用，无消防气体充入时，可以源源不断输送管廊1外界新鲜空气，保证管廊1气体流通，避免有毒有害气体沉积，同时还可保证主管道6干燥，防止管道内部锈蚀。
25.本发明通过利用管网系统向管廊1中通入灭火气体，可以有效解决大埋深、高落差、多转弯等复杂地形城市管廊1消防难题，尤其是通过合理设置分支管道11、喷嘴等管网系统，在一个防火分区范围内，建立了一种均匀性全淹没灭火系统，任一地方发生火灾，均能第一时间、无差别的灭火；并且，该系统集气体灭火、气体回收及空气净化等功能于一体，除了消防灭火功能外，还采用有毒有害气体气体回收技术，可以解决co、co2、hcl等有毒有害气体排放至空气中造成的严重环境污染问题，采用的管网系统增压技术，可以解决大埋深、长分区管廊1的空气净化问题；此外，该系统集合了消防和气体净化功能于一体，具有投资小、建设周期短、灭火迅速、维护简单等特点，可在城市管廊1新建、改造等工程领域应用。
26.根据本技术的一个实施例，所述分支管道11的直径由与主管道6连接的一端到远离主管道6的一端逐渐减小。分支管道11通过转换接头分别与主管道6连接，并沿管廊1的两端延伸。并且，为减少气体压力在管道内的衰减，分支管道11从主管道6接入后，管径呈递减趋势，以便于灭火气体能够均匀地送到整个管廊1中的各个部位，分支管道11的规格一般采用dn40
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dn32
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dn25，具体每一段分支管道11长度根据分区长度和气体压力衰减情况计算确定。
27.根据本技术的一个实施例，所述分支管道11上的气体喷嘴13的内径由与主管道6连接的一端到远离主管道6的一端逐渐增大。气体喷嘴13均匀安装于分支管道11上，可悬着每隔10米安装一个，喷嘴均保持开启状态，为确保消防气体的在管廊1内部喷射的均匀性，气体喷嘴13规格和分支管道11变化相反，喷嘴内径呈递增趋势，规格一般采用4
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6，具体每一段分支管道11上的喷嘴规格根据计算确定。
28.根据本技术的一个实施例，所述分支管道11上设有第二双向增压装置，通过设置第二增压装置12。同理第二增压装置12可采用与主管道6相适应的增压泵，通过设置增压泵可以对进入分支管道11的气体进行压力补偿。
29.根据本技术的一个实施例，所述第二双向增压装置设置所述分支管道11的中部。通过将第二双向增压装置设置在分支管道11的中部，可以确保消防气体的在管廊1内部喷射的均匀性。
30.根据本技术的一个实施例，所述主管道6与分支管道11连接的一端设置在管廊1的中部。通过将主管道6延伸入管廊1的一端设置在管廊1的中部，然后以主管道6为中心，向两端布置分支管道11，可提高每个管道中的气体流通均匀性。
31.根据本技术的一个实施例，所述主管道6的所述另一端由通风井3延伸出管廊1外，主管道6延伸出通风井3外的所述另一端连接有第一快装接头4。主管道6从通风竖井进入管廊1内，沿着管廊1顶部敷设至管廊1中间，主管道6根据防火分区段长而定，规格一般采用dn65；主管道6延伸出通风井3外的一端设置第一快装接头4可快速与外部管道进行连接，以便于送气和抽气。
32.根据本技术的一个实施例，所述消防气体储存装置7和有害气体回收装置8集成在消防车9上，所述消防气体储存装置上设有第二快装接头81，所述有害气体回收装置8上设有第三快装接头71，所述第二快装接头81和第三快装接头71分别通过高压软管5与所述第一快装接头4连接。通过将消防气体储存装置7和有害气体回收装置8集成在消防车9上，可便于移动作业，当发生火情时，能够快速实现灭火气体和气体回收设备送到现场。
33.此外，如图2所示，本发明提供一种城市管廊1气体消防和气体净化管网系统的实现方法，该方法包括以下步骤：
34.s1：监测管廊1内的是否出现火情；若是则执行步骤s2；否则，直接执行步骤s4；火情检测手段具体可选择在管廊1内设置视频监控单元、温度监测单元、烟雾等监测单元来实现，其为常规的火情监测方式，本领域技术人员可根据需要进行具体选择，此处不再赘述。
35.s2：将管网系统与消防气体储存装置7连接，打开消防气体储存装置7，同时使主管道6内的第一增压装置10正转，将消防气体增压后通过分支管道11上的气体喷嘴13注入管廊1内，直至灭火完成；
36.s3：关闭消防气体储存装置7，使管网系统与有害气体回收装置8连接，同时使主管道6内的第一增压装置10反转，将管廊1内的有毒有害气体抽至车内有害气体回收装置8内进行净化，直至净化完成；采用有毒有害气体气体回收技术，可以解决co、co2、hcl等有毒有害气体排放至空气中造成的严重环境污染问题。
37.s4：使主管道6内的第一增压装置10正转，通过管网系统向管廊1中注入适量新鲜空气。通过向管廊1内源源不断地输送外界新鲜空气，可保证管廊1气体流通，避免有毒有害气体沉积，可使人员较快进入管廊1开展后续恢复工作；未发生火灾时，可持续向隧道内输送新鲜空气，保障空气流通，较现在防火分区两端采取风机进行通风的做法，本方法通风效果更好，对于改善管廊1作业环境也具有重要意义；同时还可保证主管道6干燥，防止管道内部锈蚀。
38.最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。